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銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案
由于聚乙烯醇的成膜性好、膜強(qiáng)度高、有韌性、耐磨、黏結(jié)力強(qiáng)、耐油，被普遍應(yīng)用于造紙的施膠包括內(nèi)部施膠、外表施膠以及涂布等工序，還能夠用作紙和紙板之間的黏結(jié)劑，隨著我國特種紙需求的增加，PVA用量將越來越大。但是含PVA工業(yè)廢水處理是攪擾造紙企業(yè)的難題，這是由于PVA具有較高COD值，可生化性差，采用傳統(tǒng)生化處置法很難到達(dá)理想效果，必需實(shí)施預(yù)處置。目前處置PVA廢水的辦法有吸附法、鹽析法、芬頓法、光催化法、臭氧厭氧法、超濾法等，而本實(shí)驗(yàn)嘗試采用過濾法即便用吸附劑與植物纖維混合抄造過濾紙板來處置PVA廢水，以期開發(fā)一種新型PVA廢水處置辦法。
1、實(shí)驗(yàn)局部
1.1 原料與試劑
本實(shí)驗(yàn)所用原料及試劑如表1所示。
1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
精細(xì)剖析天平，恒溫水浴攪拌安裝，溫度計(jì)，紫外可見光分光光度計(jì)，移液管，快速凱賽紙頁成形器。
1.3 實(shí)驗(yàn)辦法
1.3.1 試劑配制
PVA規(guī)范溶液：取0.1g絕干PVA，放入燒杯，加適量蒸餾水，95℃下磁力攪拌溶解，冷卻后稀釋定容至1L，制得100mg/L規(guī)范溶液。
硼酸溶液：將40g硼酸溶于1L蒸餾水中。
碘—碘化鉀溶液：升華過的碘12.7g及25g碘化鉀溶于蒸餾水中，稀釋至1L。
1.3.2 測定最大吸收波長
配制PVA濃度為20mg/L的規(guī)范溶液，在460～760nm范圍內(nèi)測定其吸光度，取吸光度最大處的吸收波長為測定波長。
1.3.3 繪制PVA濃度規(guī)范曲線
取9個干凈的50ml容量瓶，用移液管從規(guī)范聚乙烯醇溶液中分別取1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml、5.00ml、6.00ml、7.00ml、8.00ml、9.00ml參加，遲緩參加10.00ml硼酸溶液及2.00ml碘-碘化鉀溶液，用蒸餾水稀釋，然后容量瓶定容。再取另一個50ml容量瓶中配試劑空白作對照溶液。反復(fù)量取相同溶液，實(shí)施反復(fù)性實(shí)驗(yàn)。硼酸溶液及碘-碘化鉀溶液須用移液管精確量取。
1.3.4 測定不同條件下吸附效果
配制一定濃度的初始溶液，調(diào)理溫度、pH值，然后參加吸附劑，攪拌一段時間后，過濾，取濾液參加2ml碘-碘化鉀溶液，加水稀釋至刻度，放置10min后，放入比色皿中，測定吸光度，然后依據(jù)規(guī)范曲線，計(jì)算溶液PVA濃度，進(jìn)一步計(jì)算吸附量。
2、結(jié)果與討論
2.1 最大吸收波長
最大吸光度對應(yīng)最大吸收波長，在最大吸光度下測定PVA濃度可大大減小實(shí)驗(yàn)誤差，因而在460～760nm之間，測定其最大吸光度。由圖1可知，在選定范圍內(nèi)，吸光度先上升后降落，在670nm處到達(dá)最大值，與參考文獻(xiàn)相近，因而選定該波長為PVA的最大吸收波長，后續(xù)實(shí)驗(yàn)中測定PVA的濃度時，均采用該波長。
2.2 PVA濃度規(guī)范方程
在最大吸光度下，測定一系列PVA濃度與吸光度的關(guān)系，如圖2所示，能夠看出PVA濃度與吸光度的關(guān)系可用線性回歸方程：A=0.04062c-0.01269來表示，該方程相關(guān)系數(shù)R2=0.99887，即PVA濃度與吸光度高度線性相關(guān)，因而經(jīng)過檢測未知溶液的吸光度，便可計(jì)算出相應(yīng)的PVA濃度。
2.3 吸附劑品種的影響
吸附劑品種不同，孔徑大小及散布也不同，吸附效果也就不同。重點(diǎn)討論了活性炭、硅藻土等常用吸附劑對PVA廢水溶液的處置效果，如圖3所示。能夠看出，在10種吸附劑中，整體來看活性炭吸附效果要優(yōu)于硅藻土，沸石效果最差?；钚蕴?/font>1#和3#效果最好，分別到達(dá)了27.1mg/g和26.5mg/g，2#次之。1#和3#活性炭碘值均為500，2#碘值高達(dá)900。所謂碘值即是指活性炭在一定濃度的碘溶液中吸附碘的量，用以評價活性炭的吸附性能，碘值的上下與活性炭中孔和微孔數(shù)量親密相關(guān)，碘值越高，闡明微孔數(shù)量越多，同時價錢也越高，但是碘是小分子物質(zhì)，其吸附主要靠微孔，而PVA屬大分子物質(zhì)，超出微孔吸附的范圍不能被吸附，主要靠中孔吸附。由此可知，本實(shí)驗(yàn)中并非碘值越高越好。硅藻土1#、2#、3#均為黃色，4#、5#、6#均為灰白色，主要是制備工藝不同所致，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，采用前者工藝制備的硅藻土吸附量均高于后者，但不及碘值500的活性炭。沸石吸附效果最差，僅為6.0mg/g。綜上來看，相同質(zhì)量下低碘值的活性炭吸附量是硅藻土的1.4～4.1倍，是沸石的4.5倍，效果最優(yōu)。因而本課題選擇吸附效果較好的活性炭1#實(shí)施優(yōu)化，討論吸附時間、吸附溫度、pH對其吸附效果的影響。
2.4 吸附時間的影響
從圖4能夠看出，在吸附發(fā)作后的第1h，吸附量到達(dá)56.5mg/g，吸附速率最快，隨著時間的延長，吸附速率驟減，第2h吸附速率降至5.7mg/(g.h)，降低約90%，爾后吸附速率繼續(xù)降低，在吸附7h后，吸附量到達(dá)73.0mg/g，此時吸附速率僅為1.0mg/(g.h)，相比初始吸附速率降低98%，由此，可近似以為吸附主要在第1h內(nèi)完成。
2.5 吸附溫度的影響
從圖5中能夠看出，在最初的1h內(nèi)，相同溫度下活性炭吸附增量遠(yuǎn)高于后面的3個小時，與前文吸附主要發(fā)作在第1h結(jié)論相符，再比擬不同溫度下吸附量的變化，能夠看出，第1h內(nèi)吸附量隨溫度的增大而增大，且差距明顯，20℃時，吸附量為48.9mg/g，而40℃時，則高達(dá)75.0mg/g，同比不同溫度下第2h、3h、4h變化，能夠看出吸附增量隨溫度的升高而減小，即溫度越高，則越快接近飽和。這主要是由于溫度越高，PVA黏度降低，分子運(yùn)動加劇，分子與孔隙發(fā)作碰撞多，即吸附越快，而溫度越低，分子運(yùn)動慢，但上升空間大，例如溫度為20℃時，第2h、3h、4h內(nèi)每小時的吸附增量根本堅(jiān)持分歧，且均比其他溫度條件下要高，第4h吸附量總量高達(dá)93.2mg/g，而40℃下只要80.3mg/g?？梢姕囟雀呶剿俾士欤柡臀搅拷档?。在理論中，從過程控制而言，選擇30～35℃比擬適宜。
2.6 pH值的影響
從圖6能夠看出，在最初的1h內(nèi)，相同pH下活性炭吸附增量遠(yuǎn)高于后面的三個小時，與前文吸附主要發(fā)作在第1h結(jié)論相符。隨著時間的延長，后三小時每小時的吸附增量逐步減小。再比擬相同時間內(nèi)不同pH下吸附量的變化，能夠看出，隨著pH值的增大，吸附量逐步升高，但在pH到達(dá)9時，吸附量開端減小，因而活性炭吸附的最佳條件為微堿性條件?？赡苁俏A性條件下，活性炭外表發(fā)作變化，更有利于吸附，而堿性過強(qiáng)則不利于吸附。因而pH宜控制為7～8。
2.7 PVA初始濃度的影響
選擇不同初始濃度的PVA實(shí)施吸附處置，24h后，可近似以為到達(dá)吸附均衡，檢測去除率，從圖7能夠看出，PVA初始濃度越高，吸附量越高，但是去除率越低；相反初始濃度越低，去除率越高。在初始濃度為200mg/l時，去除率可到達(dá)97%，因而采用活性炭吸附法處置低濃度PVA廢水效果更顯著。
2.8 PVA濃度與COD值的關(guān)系
由于實(shí)踐生產(chǎn)中，PVA主要影響廢水的COD指標(biāo)，因而本實(shí)驗(yàn)擬樹立PVA濃度與COD之間的影響關(guān)系曲線，以期為實(shí)踐應(yīng)用中廢水處置效果以及排放提供參考數(shù)據(jù)。由圖8可知，PVA濃度與COD關(guān)系能夠用線性方程COD=1.6324c+2.3818表示，該方程相關(guān)系數(shù)R2=0.99948，闡明COD與PVA濃度高度線性相關(guān)。該公式表示每噸PVA能產(chǎn)生1.6309噸的COD，與參考文獻(xiàn)相近，是公認(rèn)COD污染較大的淀粉的1.4倍。由此來看，由PVA形成的水體COD污染不可小覷。
2.9 動態(tài)過濾吸附
得到最佳吸附條件后，采用漂白針葉木漿與活性炭按2∶8比例抄造過濾紙板，由于該紙板需較高的濕強(qiáng)度，因而添加10%的濕強(qiáng)劑，定量為1000g/m2，用以過濾200mg/l的PVA溶液，溶液溫度為35℃、pH為7.2，采用真空泵控制抽吸壓力，保證流速為100L/(m2.h)，每小時后取濾液檢測PVA濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9所示。能夠看出，隨著過濾時間的延長，出水水質(zhì)PVA濃度越高，闡明處置效果變差。從每小時活性炭的吸附增量來看，只要在第一小時，活性炭吸附增量最高，此時水質(zhì)中PVA濃度最低，爾后隨著時間的延長，活性炭吸附增量越來越少，出水PVA濃度越來越高。以某廠廢水入管規(guī)范COD不高于160mg/l為例，換算可知PVA濃度約為100mg/l，從圖9能夠看出過濾開端2h后，出水水質(zhì)開端不能滿足排放請求。
3、結(jié)論
3.1 采用紫外分光光度法測定PVA濃度時，最大吸光波長為670nm，此波長下得到的PVA濃度規(guī)范方程為A=0.04062c-0.01269，R2=0.99887，方程精確牢靠。
3.2 在討論的幾種吸附劑中，低碘值活性炭效果最好，其吸附量是相同質(zhì)量的硅藻土的1.4～4.1倍，是沸石的4.5倍。
3.3 從吸附時間看，活性炭吸附主要發(fā)作在第1h，第2h時吸附速率便會降低90%；從吸附溫度看，溫度越高吸附速率越快，但飽和吸附量會降低，宜選擇30～35℃；從pH來看，隨著pH增大，活性炭吸附速率逐步增大，但過高后反而降落，且從設(shè)備腐蝕角度來看，pH宜選擇7～8。
3.4 PVA濃度與COD關(guān)系方程為COD=1.6324c+2.3818，R2=0.99948，方程精確牢靠。采用活性炭過濾紙板在最佳吸附條件下過濾PVA初始濃度200mg/l的溶液，結(jié)果顯現(xiàn)在排水水質(zhì)到達(dá)請求的前提下，運(yùn)用周期為2h。
該實(shí)驗(yàn)尚有較多改良之處，如制備的吸附濾材運(yùn)用周期較短，本錢較高。下一步可經(jīng)過挑選其他品種吸附劑以及調(diào)理吸附劑用量，抑或是用來處置更低濃度的PVA廢水，以期到達(dá)理想的應(yīng)用效果
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