CN103214135A - 一种去除造纸废水中有机物的处理方法 - Google Patents

一种去除造纸废水中有机物的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种去除造纸废水中有机物的处理方法，其步骤为：采用溶胶-凝胶法，得到溶液I；配制二次蒸馏水、冰醋酸和乙醇的混合溶液，得溶液II；将溶液II加入至溶液I中，得TiO2溶胶；选择钠钙玻璃作为TiO2薄膜载体，得到纳米TiO2薄膜；由氯化铝、硫酸铁和阳离子聚丙烯酰胺按照体积比6∶4∶2混合而成复合混凝剂；废水与复合混凝剂的体积100∶1，将步骤制得的负载TiO2薄膜置于废水中，经紫外光辐照并不断搅拌，然后静置。本发明有益效果为：具有反应条件温和、投资少、能耗低等优点，采用紫外光照射或暴露在阳光下即可发生催化氧化反应，无二次污染，有机物彻底被氧化降解为CO2和H2O的优点，应用范围广。

Description

一种去除造纸废水中有机物的处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术，尤其涉及一种去除造纸废水中有机物的处理方法。
背景技术
造纸工业在生产中产生的废水、废气、废渣及毒性物质等严重污染环境，对其进行防治或消除处理，也会使周围环境受到影响。造纸工业以水污染最为严重，用水量大(一般每吨浆和纸大约用水350吨以上)，而且废水中有机物含量高，生化需氧量(BOD)和化学需氧量(COD)很高，悬浮物(SS)多，并含有毒性物，带色有异味，直接危害水生生物的正常生长，影响居民用水和工农畜牧业的发展；长此以往，悬浮物会淤塞河床港口，并产生硫化氢有毒臭气，危害深远，所以对于造纸废水的处理刻不容缓，造纸工业废水因其COD值高，色度大，成分复杂，可生化性差而成为难降解的废水之一。目前，已开发多种造纸废水处理工艺，如气浮法、过滤法、沉淀法等物理法，及碱回收法、化学氧化法、絮凝沉淀法、光催化氧化、好氧生物法、厌氧生物法和生态处理技术等。
根据研究表明，在紫外线照射下，具有光催化氧化作用的二氧化钛几乎可无选择地降解各种有机污染物，光催化作为一种处理水的方法，优点在于降解速度快、降解无选择性，几乎能降解任何有机物，氧化反应条件温和、投资少、能耗低，用紫外光照射或暴露在阳光下即可发生催化氧化反应，无二次污染，有机物彻底被氧化降解为CO2和H2O，应用范围很广，其中的TiO2因其催化活性最强，但TiO2对太阳能的利用率仅为3％，为提高TiO2光催化法在水处理技术中的广泛应用，需要结合对TiO2改性、光催化固定相技术、光反应器的进一步探究，对现有技术进行有效创新。
发明内容
针对以上缺陷，本发明提供一种反应条件温和、投资少、能耗低的去除造纸废水中有机物的处理方法，通过采用TiO2作为废水处理中光催化剂，通过光催化固定化技术制备出负载型纳米TiO2薄膜，并将传统混凝沉淀法与薄膜光催化氧化法相结合，联合处理造纸废水，以解决现有造纸废水处理技术的诸多不足。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种去除造纸废水中有机物的处理方法，其步骤为：
(1)采用溶胶-凝胶法，先向20mL无水乙醇中加入6mL钛酸四丁酯，混匀搅拌30min得到溶液I；
(2)配制二次蒸馏水、冰醋酸和乙醇的混合溶液，三者的体积比依次为1∶4∶11，用硝酸和氢氧化钠来调节溶液pH为3，得到溶液II；
(3)将溶液II缓慢加入至溶液I中，置于冰水浴中快速搅拌60min后获得TiO2溶胶；
(4)选择钠钙玻璃作为TiO2薄膜载体，先用无水乙醇超声清洗30min，再放入氢氟酸稀溶液浸泡20min，取出清洗干净后烘干，将其浸入到步骤(3)所制备好的TiO2溶胶中，浸渍提拉法涂膜，自然晾干；如此重复多次，将涂膜后的基片放在马弗炉中，在400℃下烧结2.5小时，升温速率控制为3℃/min，即可得到纳米TiO2薄膜；
(5)同时，由氯化铝、硫酸铁和阳离子聚丙烯酰胺CPAM三种混凝剂按照体积比6∶4∶2混合而成复合混凝剂；
(6)向废水中填加复合混凝剂，废水与复合混凝剂的体积100∶1，采用盐酸和氢氧化钠调节废水pH值在3～6之间；
(7)将步骤(4)制得的负载TiO2薄膜置于步骤(6)废水中，经λ＝253nm、70-90W紫外光辐照一定时间并且不断搅拌，然后静置30-50min，从光催化反应开始计时，间隔2小时取样一次，离心分离取上清液，采用DR1010型COD测定仪采检测清液COD值。
步骤(6)中，负载TiO2薄膜置于废水中，可经λ＝253nm、80W紫外光辐照一定时间并且不断搅拌，静置40min。
本发明所述的去除造纸废水中有机物的处理方法的有益效果为：具有反应条件温和、投资少、能耗低等优点，采用紫外光照射或暴露在阳光下即可发生催化氧化反应，无二次污染，有机物彻底被氧化降解为CO2和H2O的优点，应用范围很广。
具体实施方式
实施例1
本发明实施例所述的去除造纸废水中有机物的处理方法，主要步骤为：
复合混凝剂由氯化铝PAC、硫酸铁PFS和阳离子聚丙烯酰胺CPAM三种混凝剂混合而成，混合时按照体积比为PAC∶PFS∶CPAM＝6∶4∶2制成混合混凝剂，随着复合混凝剂的不断加入，滤液中COD值会快速降低随后又缓慢升高，复合混凝剂的用量为所处理废水体积的1％时，造纸废水中COD去除率较高，降解效果较佳；
再将混凝处理过的废水，用盐酸和氢氧化钠调节废水pH值在3～6之间，将负载TiO2膜的基片置于废水中，经λ＝253nm、80W，紫外光辐照一定时间并不断搅拌，然后静置40min，从光催化反应开始计时，间隔2小时取样一次，离心分离取上清液，采用DR1010型COD测定仪采检测清夜COD值。
实施例2
本发明实施例所述的去除造纸废水中有机物的处理方法，主要步骤为：
复合混凝剂由氯化铝PAC、硫酸铁PFS和阳离子聚丙烯酰胺CPAM三种混凝剂混合而成，混合时按照体积比为PAC∶PFS∶CPAM＝6∶4∶2制成混合混凝剂，随着复合混凝剂的不断加入，滤液中COD值会快速降低随后又缓慢升高，复合混凝剂的用量为所处理废水体积的1％时，造纸废水中COD去除率较高，降解效果较佳；
再将混凝处理过的废水，用盐酸和氢氧化钠调节废水pH值在3～6之间，将负载TiO2膜的基片置于废水中，经λ＝253nm、90W，紫外光辐照一定时间并不断搅拌，然后静置30min，从光催化反应开始计时，间隔2小时取样一次，离心分离取上清液，采用DR1010型COD测定仪采检测清夜COD值。
实施例3
本发明实施例所述的去除造纸废水中有机物的处理方法，主要步骤为：
复合混凝剂由氯化铝PAC、硫酸铁PFS和阳离子聚丙烯酰胺CPAM三种混凝剂混合而成，混合时按照体积比为PAC∶PFS∶CPAM＝6∶4∶2制成混合混凝剂，随着复合混凝剂的不断加入，滤液中COD值会快速降低随后又缓慢升高，复合混凝剂的用量为所处理废水体积的1％时，造纸废水中COD去除率较高，降解效果较佳；
再将混凝处理过的废水，用盐酸和氢氧化钠调节废水pH值在3～6之间，将负载TiO2膜的基片置于废水中，经λ＝253nm、70W，紫外光辐照一定时间并不断搅拌，然后静置50min，从光催化反应开始计时，间隔2小时取样一次，离心分离取上清液，采用DR1010型COD测定仪采检测清夜COD值。
以上实施例是本发明较优选具体实施方式的几种，本领域技术人员在本技术方案范围内进行的通常变化和替换应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种去除造纸废水中有机物的处理方法，其特征在于，其步骤为：
(1)采用溶胶-凝胶法，先向20mL无水乙醇中加入6mL钛酸四丁酯，混匀搅拌30min得到溶液I；
(2)配制二次蒸馏水、冰醋酸和乙醇的混合溶液，三者的体积比依次为1∶4∶11，用硝酸和氢氧化钠来调节溶液pH为3，得到溶液II；
(3)将溶液II缓慢加入至溶液I中，置于冰水浴中快速搅拌60min后获得TiO2溶胶；
(4)选择钠钙玻璃作为TiO2薄膜载体，先用无水乙醇超声清洗30min，再放入氢氟酸稀溶液浸泡20min，取出清洗干净后烘干，将其浸入到步骤(3)所制备好的TiO2溶胶中，浸渍提拉法涂膜，自然晾干；如此重复多次，将涂膜后的基片放在马弗炉中，在400℃下烧结2.5小时，升温速率控制为3℃/min，即可得到纳米TiO2薄膜；
(5)同时，由氯化铝、硫酸铁和阳离子聚丙烯酰胺CPAM三种混凝剂按照体积比6∶4∶2混合而成复合混凝剂；
(6)向废水中填加复合混凝剂，废水与复合混凝剂的体积100∶1，采用盐酸和氢氧化钠调节废水pH值在3～6之间；
(7)将步骤(4)制得的负载TiO2薄膜置于步骤(6)废水中，经λ＝253nm、70-90W紫外光辐照一定时间并且不断搅拌，然后静置30-50min，从光催化反应开始计时，间隔2小时取样一次，离心分离取上清液，采用DR1010型COD测定仪采检测清液COD值。
2.根据权利要求1所述的去除造纸废水中有机物的处理方法，其特征在于：步骤(6)中，负载TiO2薄膜置于废水中，可经λ＝253nm、80W紫外光辐照一定时间并且不断搅拌，静置40min。
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