混凝-光催化聯(lián)用技術(shù)處理造紙廢水的研究

1、混凝－光催化聯(lián)用技術(shù)處理造紙廢水的研究混凝－光催化聯(lián)用技術(shù)處理造紙廢水的研究鄭堰日黃漂漂劉明華1（福州大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，福建福州，350108；福建省生物質(zhì)資源化技術(shù)開發(fā)基地，福建福州，350108）摘要：摘要：采用混凝光催化聯(lián)用技術(shù)對(duì)造紙廢水進(jìn)行了處理和研究，討論了各種鋁鹽及鐵鹽無機(jī)絮凝劑與有機(jī)絮凝劑復(fù)配后對(duì)造紙廢水的處理效果、納米TiO2光催化劑的制備條件及其對(duì)光催化性能的影響以及混凝光催化聯(lián)用過程中納米TiO2投加量和光照時(shí)間等

2、因素對(duì)造紙廢水CODCr去除率的影響。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：造紙廢水污水處理混凝納米TiO2光催化隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，越來越多的企業(yè)即將面臨水資源短缺的問題，與此同時(shí)，水環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重。造紙行業(yè)是傳統(tǒng)的用水大戶，也是造成水污染的重要污染源之一。目前我國(guó)造紙工業(yè)廢水排放量與CODCr排放量均居國(guó)內(nèi)各類工業(yè)排放量的首位，其對(duì)水環(huán)境的污染最為嚴(yán)重，不但是造紙工業(yè)污染防治的首要問題，也是全國(guó)工業(yè)廢水進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理的首要問題[1]。因此，必須對(duì)

3、造紙廢水進(jìn)行有效的處理。造紙廢水的處理主要采用混凝沉淀法，但混凝沉淀法只能去除部分的化學(xué)耗氧量CODCr和部分的生物耗氧量BOD5，且存在絮凝不夠穩(wěn)定、有二次污染等問題[23]。而同時(shí)光催化技術(shù)的發(fā)展為造紙廢水的處理提供了一個(gè)很好的選擇方向，它可以有效地處理酚類、鹵代烴類、氰化物及各種有機(jī)酸等，可用于降解造紙廢水中酚類有機(jī)物、處理漂白廢水及造紙廢液等[46]?；谝陨蟽煞N方法的考慮，本文采用混凝光催化聯(lián)用技術(shù)對(duì)造紙廢水進(jìn)行處理，旨在開發(fā)

4、一種處理造紙廢水的新方法并為其提供一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.1主要儀器及試劑主要儀器及試劑儀器：TSZ臺(tái)式濁度儀（杭州飛華環(huán)保器材廠）；1018A數(shù)顯式電熱恒溫干燥箱（上海陽光實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）；781磁力攪拌器（常州市華普達(dá)教學(xué)儀器有限公司）；DK98Ⅱ電爐（天津市泰斯特儀器有限公司）；2537A紫外燈（桐鄉(xiāng)史橋鳳鳴亞鑫特種燈具廠）；sx22.510馬弗爐（上海索域試驗(yàn)設(shè)備有限公司）；TGL16G離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）

5、；T6新世紀(jì)紫外可見光分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）。試劑：造紙廢水（造紙廢水經(jīng)二級(jí)生化處理后出水，CODCr為320mgL，色度23倍，濁度23.8NTU，福建南紙股份集團(tuán)有限公司）；有機(jī)高分子絮凝劑（實(shí)驗(yàn)室自制）；聚合氯化鋁（PAC），工業(yè)級(jí)；鈦酸丁酯、無水乙醇、鹽酸、三氯化鐵、硫酸鋁、硫酸亞鐵、氯化鋁、氫氧化鈉、重鉻酸鉀、硫酸亞鐵銨、硫酸等，分析純。1.2混凝實(shí)驗(yàn)混凝實(shí)驗(yàn)1.2.1有機(jī)無機(jī)復(fù)合絮凝劑的制備在室溫（25℃

6、）下將AlCl3、Al2(SO4)3、PAC、FeSO4、FeCl3分別配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的溶液，另取等體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的Al2(SO4)3溶液與40%的FeCl3溶液復(fù)配成溶液AF，將以上作者簡(jiǎn)介：作者簡(jiǎn)介：鄭堰日，1987年生，男，在讀碩士，福州大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，環(huán)境友好材料；基金項(xiàng)目：基金項(xiàng)目：福州大學(xué)光催化省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地開放課題（K092006）；聯(lián)系方式：聯(lián)系方式：mhliu2000@。為通訊聯(lián)系人。

7、02468101214AlCl3Al2(SO4)3PACFeSO4FeCl3Al2(SO4)3FeCl3絮凝劑中無機(jī)組分色度（倍）9:18:27:3圖3不同復(fù)配比的不同復(fù)配比的6種絮凝劑對(duì)造紙廢水色度的影響種絮凝劑對(duì)造紙廢水色度的影響0102030405060AlCl3Al2(SO4)3PACFeSO4FeCl3Al2(SO4)3FeCl3絮凝劑中無機(jī)組分CODCr去除率（%）9:18:27:3圖4不同復(fù)配比的不同復(fù)配比的6種絮凝劑對(duì)造

8、紙廢水種絮凝劑對(duì)造紙廢水CODCr去除率的影響去除率的影響由上圖可見，鋁鹽與有機(jī)高分子絮凝劑復(fù)配后去除濁度和色度的效果最好，Al2(SO4)3FeCl3其次，鐵鹽效果較差；同時(shí)Al2(SO4)3FeCl3與有機(jī)絮凝劑的復(fù)配去除CODCr的效果最好，CODCr去除率遠(yuǎn)大于其他兩種絮凝劑的復(fù)配產(chǎn)物，且Al2(SO4)3FeCl3與有機(jī)絮凝劑以9﹕1復(fù)配時(shí)的處理效果最佳。因此，在采用混凝光催化聯(lián)用技術(shù)處理造紙廢水的過程中，絮凝劑采用Al2(S

9、O4)3FeCl3與有機(jī)絮凝劑復(fù)配的復(fù)合絮凝劑，復(fù)配比為9﹕1。經(jīng)此絮凝劑處理后，造紙廢水脫色效果明顯，CODCr去除率可達(dá)50%以上。2.2光催化實(shí)驗(yàn)分析光催化實(shí)驗(yàn)分析2.2.1影響納米TiO2光催化劑粉末制備的因素2.2.1.1煅燒溫度的影響在納米TiO2光催化劑投加量0.7gL，光照時(shí)間2h，水鈦摩爾比28.3，煅燒時(shí)間3h，反應(yīng)溶液pH=4的條件下，改變煅燒溫度，研究不同反應(yīng)溫度下制備的TiO2光催化劑處理造紙廢水的效果，其情況

10、如圖5所示。由圖5可見，納米TiO2光催化劑制備過程中煅燒溫度為500℃時(shí)催化劑的處理效果最好。這是因?yàn)殪褵郎囟葲Q定著TiO2的晶體結(jié)構(gòu)，一般認(rèn)為，煅燒溫度為350℃時(shí)開始形成催化劑活性較高的銳鈦礦型TiO2；煅燒溫度更高時(shí)則開始向催化性較差的金紅石型TiO2轉(zhuǎn)變，因此催化活性降低[7]。2.2.1.2水和鈦酸丁酯摩爾比的影響圖6是在納米TiO2光催化劑投加量為0.7gL，光照時(shí)間2h，煅燒溫度500℃，煅燒時(shí)間3h，反應(yīng)溶液pH=4，