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技術(shù)問(wèn)答

含酚廢水的超聲—活性炭聯(lián)合處理

發(fā)布時(shí)間:2021-12-22點(diǎn)擊:次

摘要:含酚廢水對(duì)環(huán)境具有較大危害,去除廢水中的酚含量對(duì)環(huán)境安全具有重要的意義;钚蕴课胶统暯到饧夹g(shù)都被應(yīng)用于廢水處理中,本文首次將這2種技術(shù)聯(lián)合起來(lái)處理含酚廢水,并比較了活性炭吸附、超聲降解和超聲活性炭聯(lián)合技術(shù)3種方法的效果,表明超聲—活性炭聯(lián)合技術(shù)對(duì)苯酚的去除率高于單獨(dú)使用活性炭吸附或超聲降解,探討了溶液pH值、超聲時(shí)間、活性炭投加量等因素對(duì)聯(lián)合處理含酚廢水效果的影響,發(fā)現(xiàn)處理100ml的0.01mol/L的模擬含酚廢水,溶液pH值為5,超聲處理20mins,0.4g活性炭振蕩吸附20mins,可使苯酚去除率達(dá)到83.9%。聯(lián)合技術(shù)可以綜合2種技術(shù)的優(yōu)勢(shì),在廢水處理中有著廣闊的應(yīng)用前景。

1 引言

酚醛樹脂生產(chǎn)廠排放液中經(jīng)常含有微量酚、甲醛以及甲醇。含酚廢水是一種污染范圍廣、危險(xiǎn)性大的工業(yè)廢水,這種廢水不經(jīng)處理排放,會(huì)對(duì)人類、魚類以及農(nóng)作物帶來(lái)嚴(yán)重危害。超聲是一種處理有機(jī)污染物廢水的新型技術(shù),近10年來(lái),超聲降解水體中有機(jī)污染物的研究十分活躍,但此技術(shù)存在著費(fèi)用高、降解效率低等一些局限性;钚蕴坑捎趦(yōu)越的吸附性能在廢水處理中被廣泛應(yīng)用,本文主要研究將活性炭和超聲技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用處理含酚廢水,以達(dá)到對(duì)廢水中酚含量的控制,實(shí)現(xiàn)環(huán)境安全。

2 試驗(yàn)部分

2.1 儀器

KQ5200型超聲波清洗器(上海精密科學(xué)儀器有限公司),HY-2調(diào)速多用振蕩器(金壇市晶玻實(shí)驗(yàn)儀器廠),MP200B電子天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司)。

2.2 試劑

苯酚:分析純,浙江杭州雙林試劑廠;

活性炭:粉末。

3 結(jié)果與討論

3.1 不同處理方法的比較

對(duì)100mL的0.01molL的模擬含酚廢水,分別采用單獨(dú)添加0.3g活性炭進(jìn)行20min振蕩處理,或單獨(dú)使用超聲處理30min,或先用超聲處理30min,再添加0.3g活性炭進(jìn)行20min振蕩,僅用這一聯(lián)合技術(shù)進(jìn)行處理,所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 3種方法的苯酚去除率比較

處理方法 苯酚去除率
添加0.3g活性炭 70.45%
超聲處理30min 49.39%
聯(lián)合處理 80.93%

由表1可得,應(yīng)用超聲—活性炭聯(lián)合技術(shù)處理含酚廢水的效果優(yōu)于單獨(dú)使用活性炭或單獨(dú)使用超聲。

3.2 pH值對(duì)聯(lián)合技術(shù)去除苯酚的影響

不同pH值對(duì)苯酚去除率的影響見(jiàn)圖1,超聲—活性炭聯(lián)合技術(shù)處理苯酚廢水,在酸性條件下處理效果比堿性條件理想。在pH=1時(shí)苯酚去除率高,然后隨著pH值的升高略有降低,在pH=3后又有回升,但在pH>6時(shí)對(duì)苯酚的處理效率驟減。但考慮酸性過(guò)強(qiáng)易對(duì)設(shè)備、容器造成腐蝕,縮短設(shè)備使用壽命,導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生泄漏等事故,因此,不宜選用pH=1的條件,由圖可知在pH=5時(shí),苯酚去除率依然較為理想,因此選擇pH=5為適宜的pH值。

含酚廢水的超聲—活性炭聯(lián)合處理

3.3 超聲時(shí)間對(duì)聯(lián)合技術(shù)去除苯酚的影響

圖2是在不同超聲時(shí)間下所得的曲線,由圖可發(fā)現(xiàn)苯酚的去除率開始隨著超聲時(shí)間的增加而增加,并在20mins到25mins之間達(dá)到較大值,然后又隨著超聲時(shí)間的增加而降低。超聲時(shí)間低于20mins時(shí),由于超聲對(duì)苯酚的處理時(shí)間短,超聲處理效果未能完全發(fā)揮,使得去除率隨著超聲的時(shí)間增加而增加。但超聲波在媒質(zhì)中傳播,其振動(dòng)能量不斷被媒質(zhì)吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏棺陨頊囟壬,聲能不間斷的吸收可引起媒質(zhì)的整體加熱。隨著超聲處理時(shí)間的增長(zhǎng)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)溫度升高,將影響活性炭的吸附平衡,使平衡向脫附方向移動(dòng),降低苯酚去除率,此時(shí)再增加超聲時(shí)間將不利于苯酚的去除。

含酚廢水的超聲—活性炭聯(lián)合處理

3.4 活性炭用量對(duì)聯(lián)合技術(shù)去除苯酚的影響

改變活性炭的投加量,其結(jié)果見(jiàn)圖3,由圖可見(jiàn)隨著活性炭量的增多,苯酚去除率升高,并在活性炭量為0.4g時(shí)達(dá)到較大值,然后隨著活性炭量的繼續(xù)增多而降低。

含酚廢水的超聲—活性炭聯(lián)合處理

4 結(jié)論

超聲—活性炭聯(lián)合技術(shù)處理100mL的0.01mol/L的模擬含酚廢水的較適宜條件:溶液pH值為5,超聲處理20mins后添加0.4g活性炭進(jìn)行20mins的振蕩處理,可使苯酚去除率達(dá)到83.9%。

通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在應(yīng)用聯(lián)合技術(shù)處理含酚廢水時(shí),采用先活性炭吸附再超聲處理與先進(jìn)行超聲處理再進(jìn)行活性炭吸附這2種方法相比,前者處理含酚廢水的去除率明顯低于后者,其原因可能是采用先活性炭后超聲方法,使本來(lái)已經(jīng)被吸附在活性炭上的部分苯酚,又由于超聲的作用發(fā)生脫附,從另一個(gè)側(cè)面也反應(yīng)出,超聲作用有利于活性炭的再生利用。

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