印染废水深度吸附处理的活性炭筛选
2018-01-25应俊辉傅冰王东明
应俊辉 傅冰 王东明
摘要:指出了在严格管控印染企业规范背景下,地处“中国合成革循环经济先进示范基地”的丽水印染企业必须提升印染废水处理水平,实现废水处理资源化。对3种活性炭吸附容量进行了测定,明确了活性炭工藝适宜投加量,并筛选确认了原煤炭为吸附工艺的首选吸附剂。
关键词:印染废水;活性炭;吸附法
中图分类号:X703.1
文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2018)14-0140-02
1引言
浙江丽水是我国革基布及合成革的主要生产基地之一,丽水经济开发区目前有革基布印染企业12家,主要为革基布、弹力布等化纤布染色、后整理工艺。2017年,工业和信息化部对印染行业规范文件进行了修订,形成并印发了《印染行业规范条件( 2017版)》和《印染企业规范公告管理暂行办法》,自2017年10月1日起实施,印染行业遭遇最严环保管控。作为“中国合成革循环经济先进示范基地”的丽水经济开发区,循环经济得到深入开展,废水处理资源化成为必然选择,印染废水的深度处理乃至回用已被明确要求。
当前我国印染废水处理主要的发展趋势是采用了新型的“生化十物化”工艺,吸刚、高级氧化、反渗透、曝气生物滤池等多种方法单独或组合工艺在印染废水深度处理中均已有研究,但印染废水水质状况复杂,适应技术研究有待开展。针对丽水经济开发区印染企业现有处理工艺以采用生化处理工艺为主的现状,结合当地实际情况并充分考虑综合效益,选择活性炭吸附法对二级生化处理的印染废水进行深度处理,开展活性炭类型筛选并对COD去除率和能否实现提标排放进行了研判。
2实验材料和方法
2.1实验材料
印染废水水样取自丽水某印染企业已生化处理后的二沉池出水,其CODcr为190 mg/L。
活性炭种类:原煤炭、木质炭、竹质炭,实验选取粒径小于200目的活性炭粉。将滤洗过的活性炭置于蒸馏水中沸煮2h,之后在蒸馏水中浸泡12 h,105℃下充分烘干,备用。
2.2实验试剂
0. 25 mol/L的重铬酸钾溶液硫酸亚铁铵标准溶液、硫酸一硫酸银溶液(在75 mL浓硫酸中加入硫酸银1 g)、硫酸汞(分析纯)、试亚铁灵指示剂、浓硫酸(分析纯)、二次蒸馏水。
2.3主要仪器
SHA-B水浴恒温振荡器,BS224S型电子天平,101A -1电热鼓风干燥箱、COD测定装置。
2.4实验方法
取200 mL CODcr为190 mg/L的水样置于锥形瓶中,分别加入一定量的原煤炭、木质炭或竹质炭,在25℃的水浴中振荡,每隔一段时间取出混合液进行离心分离,取上清液测定水中CODcr浓度,直至判断吸附达到平衡。
3实验结果和分析
3.1 活性炭的投加量影响
活性炭的投加量直接决定了吸附容量,投加量越大吸附总量就越大。原煤炭、木质炭和竹质炭这三种活性炭不同投加量对吸附的影响见图1~3。
增大投加量可以有效提升吸附效果和吸附效率,这一规律在3种活性炭吸附实验中都有同样的表现。但吸附效率提升同时伴随着运行成本的较大提升,综合经济效益值得商榷。特别是当活性炭投放到一定量以后,污染物浓度处于低水状态,再一味增加活性炭的投加量,对提高去除率不再那么有效。如图4所示,原煤炭的投加量增加,CODcr的吸附量反而下降,增加到6 g/L以后对吸附效率的改善已经微弱。
3.2活性炭的CODcr去除率对比
活性炭对CODcr的吸附速率,在开始的阶段最快。24 h后溶液中的污染物浓度降低,吸附速率逐渐变缓,直至吸附达到平衡时活性炭丧失吸附能力。
在6 g/L的同等投加量条件下,如图5所示,3种活性炭对CODcr去除率对比非常明显,吸附能力从大到小依次为:原煤炭、木质炭、竹质炭。吸附剂的吸附能力与吸附材料的比表面积和孔径分布有一定的相关性,原煤炭明显在这方面要优于其他两种类型。
4结论
通过活性炭吸附容量测定实验,明确了活性炭工艺投加量较适宜用量。基于吸附量和吸附效率对比考虑,建议原煤炭4 g/L、木质炭8 g/L、竹质炭6 g/L,反冲洗周期设定60 h。
原煤炭在3种实验活性炭巾对丽水某印染废水生化出水中的CODcr去除率和吸附容量是最大的。同时考虑,原煤炭资源丰富、价格实惠,首选原煤炭吸附为原有工艺的深度处理改造切实可行。