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公司動(dòng)態(tài)

活性炭吸附法處理木糖廢水的研究

發(fā)布時(shí)間:2020-12-07點(diǎn)擊:次

摘要:采用活性炭吸附的方法來(lái)處理木糖廢水,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)活性炭的投入量為6g/L,接觸時(shí)間為30min,溫度為65℃,pH值在5.0左右的條件下能有效處理該廢水,CODcr的去除率較高達(dá)93.71%,BOD5的去除率較高達(dá)92.74%。

木糖是以玉米芯為原料,經(jīng)水解、脫色、離子交換、蒸發(fā)、結(jié)晶、離心、烘干等工序制備的食品添加劑產(chǎn)品,因其具有不被微生物利用、優(yōu)良的美拉德褐變反應(yīng)、低熱量、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn),而廣泛應(yīng)用于食品、藥品、保健品等行業(yè),具有多種用途。木糖生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水含有大量色素、膠體、SS等有機(jī)物質(zhì),其特點(diǎn)是COD值較高,色度大,濁度高。廢水中的有機(jī)物用生物法有較好的去除效果,但考慮到生物法占地面積大,投資大,工藝繁瑣且處理后的污水顏色深等缺點(diǎn),中小企業(yè)不便應(yīng)用。我們采用吸附法處理木糖生產(chǎn)廢水中的溶解有機(jī)物,達(dá)到了很好的效果。

吸附法中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、活性白土、硅藻土、腐殖質(zhì)酸、焦炭、木炭、木屑等,而活性炭由于來(lái)源廣泛,價(jià)格低廉、吸附性能好、易再生等優(yōu)點(diǎn),而在廢水吸附處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)探討了活性炭吸附處理木糖廢水的較佳條件,分析了其吸附機(jī)理,為木糖廢水的處理提供了有力的數(shù)據(jù)。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料與儀器

粉末狀活性炭(40-60目):符合HG3-1290-80的標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)驗(yàn)廢水:從某木糖生產(chǎn)車(chē)間取得。

722N型分光光度計(jì);PHS-3C型酸度計(jì);恒溫磁力攪拌器;電子天平;恒溫箱;5B-3(D)型COD快速測(cè)定儀。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 水樣分析

重鉻酸鉀法測(cè)CODcr;五日培養(yǎng)法測(cè)BOD5

1.2.2 實(shí)驗(yàn)廢水的取樣及水質(zhì)分析

木糖生產(chǎn)廢水包括水解玉米芯廢水、離子交換廢水和涼水塔循環(huán)水三部分,從生產(chǎn)工藝中取上述三部分的混合水樣作為實(shí)驗(yàn)廢水,對(duì)其分析所得結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 木糖廢水水質(zhì)分析結(jié)果

CODcr/(mg·L-1) BOD5/(mg·L-1) pH 顏色 SS NH3-N
4628 1750 5.17 褐紅色 267 21

1.2.3 實(shí)驗(yàn)方法

影響活性炭吸附效果的主要因素有活性炭的投入量,吸附時(shí)間、吸附溫度、廢水pH值四個(gè)因素,由此來(lái)確定活性炭吸附的較佳條件。具體實(shí)驗(yàn)方法是:準(zhǔn)確量取100mL廢水倒人250mL燒杯中,向其中加入活性炭,在恒溫磁力攪拌器上攪拌15min,然后保持同樣的溫度靜置,過(guò)濾,從濾液中抽取15mL清液,測(cè)其CODcr值。

2、結(jié)果與討論

2.1 較佳吸附條件的確定

2.1.1 活性炭的投入量對(duì)吸附效果的影響

分別向100mL廢水中加入0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2g活性炭,控制溫度在常溫,活性炭的吸附時(shí)間為25min,廢水樣pH值不變,經(jīng)測(cè)定其吸附效果見(jiàn)圖1。

活性炭吸附法處理木糖廢水的研究

由圖1可知,當(dāng)活性炭的投入量達(dá)到0.6g時(shí),CODcr去除率達(dá)到較大;當(dāng)活性炭投入量較少時(shí),其CODcr去除率隨投入量的增加而逐漸上升;當(dāng)活性炭投入量繼續(xù)增加時(shí),其CODcr去除率隨投入量的增加略微下降。究其原因是:活性炭易吸附溶液中的有機(jī)物分子,隨著活性炭投入量的增加,活性炭吸附達(dá)到平衡,繼續(xù)增加活性炭雖然對(duì)吸附?jīng)]有太大的改變,但使得原本能被吸附的有機(jī)物分子由于相互間的各種作用而滯留在水中,因此造成CODcr的去除率稍微下降。

2.1.2 溫度對(duì)活性炭吸附效果的影響

分別向100mL廢水中加入0.6g活性炭,控制活性炭的吸附時(shí)間為25min,pH值不變,溫度分別在50、55、60、65、70、75℃,其吸附效果見(jiàn)圖2。

活性炭吸附法處理木糖廢水的研究

由圖2可知,隨著溫度的升高,CODcr的去除率逐漸增加。當(dāng)溫度增加到65℃時(shí),CODcr的去除率達(dá)到較大。但隨著溫度的繼續(xù)增加,CODcr的去除率逐漸下降。究其原因是:活性炭吸附為物理吸附,吸附過(guò)程為放熱過(guò)程,溫度太高不利于吸附,溫度升高,吸附效果反而下降。因此溫度為65℃時(shí),吸附效果較好。

2.1.3 接觸時(shí)間對(duì)活性炭吸附效果的影響

向100mL廢水中加入0.6g活性炭,控制溫度為65℃,pH值不變,接觸時(shí)間分別為20、25、30、35、40、45min,其吸附效果見(jiàn)圖3。

活性炭吸附法處理木糖廢水的研究

由圖3可知,隨著接觸時(shí)間的延長(zhǎng),CODcr的去除率逐漸增加。吸附接觸時(shí)間為30min時(shí),CODcr的去除率為92.8%。繼續(xù)延長(zhǎng)吸附接觸時(shí)間,其去除率趨于穩(wěn)定。究其原因是:活性炭吸附是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡,當(dāng)吸附達(dá)到平衡后,繼續(xù)延長(zhǎng)吸附時(shí)間,對(duì)吸附平衡影響不大。因此,確定較佳的吸附時(shí)間為30min。

2.1.4 pH值對(duì)活性炭吸附的影響

分別調(diào)節(jié)廢水的pH值為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0,加入0.6g活性炭,控制溫度為65℃,接觸時(shí)間為30min,測(cè)得其吸附效果見(jiàn)圖4。

活性炭吸附法處理木糖廢水的研究

由圖4可知,廢水pH值在5.0左右時(shí),CODcr的去除率在90%以上,這主要是由于在酸性條件下其離解度小,大分子物質(zhì)留在水中有利于活性炭的吸附,CODcr的去除率較高。隨著pH值增加,大分子物質(zhì)離解增多,活性炭吸附有機(jī)質(zhì)的量減少,水中的CODcr值增加,去除率下降。因此確定吸附的pH值在5.0左右。

2.2 木糖廢水水樣處理結(jié)果

當(dāng)活性炭投入量為6g/L,溫度65℃,接觸時(shí)間為30min,pH值為5.08時(shí),處理后的水樣CODcr由4628mg/L下降為291mg/L,其去除率為93.71%,BOD5由1750mg/L下降為127mg/L,其去除率為92.74%,處理后的污水顏色呈無(wú)色,達(dá)到國(guó)家第二類(lèi)污染物三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

3、結(jié)論

活性炭吸附處理木糖工藝廢水,當(dāng)活性炭投入量為6g/L,溫度65℃,接觸時(shí)間為30min,pH值在5.0左右時(shí),廢水的CODcr去除率較大可達(dá)93.71%,BOD5的去除率較大可達(dá)92.74%,處理后的污水顏色呈無(wú)色,達(dá)到國(guó)家所要求的第二類(lèi)污染物三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

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