混凝-光催化联用技术处理造纸废水的研究

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1、混凝－光催化联用技术处理造纸废水的研究郑堰日黄漂漂刘明华*作者简介：郑堰日，1987年生，男，在读硕士，福州大学环境与资源学院，环境友好材料；基金项目：福州大学光催化省部共建国家重点实验室培育基地开放课题（K-092006）；联系方式：mhliu2000@263.net。*为通讯联系人。（福州大学环境与资源学院，福建福州，350108；福建省生物质资源化技术开发基地，福建福州，350108）摘要：采用混凝-光催化联用技术对造纸废水进行了处理和研究，讨论了各种铝盐及铁盐无机絮凝剂与有机絮凝剂复配后对造纸废水的处理效果、纳米TiO2光催化剂的制备条件及其对光催化性能的影响以

2、及混凝-光催化联用过程中纳米TiO2投加量和光照时间等因素对造纸废水CODCr去除率的影响。关键词：造纸废水污水处理混凝纳米TiO2光催化随着我国经济的迅速增长，越来越多的企业即将面临水资源短缺的问题，与此同时，水环境污染也越来越严重。造纸行业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一。目前我国造纸工业废水排放量与CODCr排放量均居国内各类工业排放量的首位，其对水环境的污染最为严重，不但是造纸工业污染防治的首要问题，也是全国工业废水进行达标处理的首要问题[1]。因此，必须对造纸废水进行有效的处理。造纸废水的处理主要采用混凝沉淀法，但混凝沉淀法只能去除部分的化学耗

3、氧量CODCr和部分的生物耗氧量BOD5，且存在絮凝不够稳定、有二次污染等问题[2-3]。而同时光催化技术的发展为造纸废水的处理提供了一个很好的选择方向，它可以有效地处理酚类、卤代烃类、氰化物及各种有机酸等，可用于降解造纸废水中酚类有机物、处理漂白废水及造纸废液等[4-6]。基于以上两种方法的考虑，本文采用混凝-光催化联用技术对造纸废水进行处理，旨在开发一种处理造纸废水的新方法并为其提供一定的理论和实践基础。1实验1.1主要仪器及试剂仪器：TSZ台式浊度仪（杭州飞华环保器材厂）；101-8A数显式电热恒温干燥箱（上海阳光实验仪器有限公司）；78-1磁力搅拌器（常州市华普

4、达教学仪器有限公司）；DK-98-Ⅱ电炉（天津市泰斯特仪器有限公司）；2537A紫外灯（桐乡史桥凤鸣亚鑫特种灯具厂）；sx2-2.5-10马弗炉（上海索域试验设备有限公司）；TGL-16G离心机（上海安亭科学仪器厂）；T6新世纪紫外可见光分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）。试剂：造纸废水（造纸废水经二级生化处理后出水，CODCr为320mg/L，色度23倍，浊度23.8NTU，福建南纸股份集团有限公司）；有机高分子絮凝剂（实验室自制）；聚合氯化铝（PAC），工业级；钛酸丁酯、无水乙醇、盐酸、三氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁、氯化铝、氢氧化钠、重铬酸钾、硫酸亚铁铵、硫酸

5、等，分析纯。1.2混凝实验1.2.1有机无机复合絮凝剂的制备在室温（25℃）下将AlCl3、Al2(SO4)3、PAC、FeSO4、FeCl3分别配成质量分数为40%的溶液，另取等体积的质量分数为40%的Al2(SO4)3溶液与40%的FeCl3溶液复配成溶液AF，将以上6种溶液分别与实验室自制有机絮凝剂按体积比9﹕1、8﹕2、7﹕3复配成有机无机复合絮凝剂。1.2.2絮凝剂应用性能测试取250mL造纸废水置于250mL烧杯中，按0.1%的比例滴加0.25mL的复合絮凝剂，在六联搅拌机上以300r/min搅拌20s，150r/min搅拌5min，静置30min后取上清液

6、做浊度、色度、CODCr的测定。其中浊度、色度和CODCr分别采用浊度仪、稀释倍数法和重铬酸钾法进行测定。1.3光催化实验1.3.1纳米TiO2光催化剂粉末的制备用溶胶-凝胶法制备TiO2粉末：在持续搅拌下把5mL的钛酸丁酯加入30mL的无水乙醇中，加入盐酸调整溶液的pH值到2～6，为溶液A；用分液漏斗以1滴/s速率往溶液A中滴入一定量蒸馏水，滴加完毕后，搅拌0.5h使其反应完全，静置，待凝胶形成后于85℃下干燥5h，取出、冷却后研磨成粉末，在马弗炉中于350～550℃下煅烧1～5h，即得TiO2超细粉末。图1光催化活性测试装置1.3.2光催化活性测试催化剂光催化活性测

7、试在自制的间歇式反应装置中进行，装置如图1所示。反应装置由烧杯、磁力搅拌器和紫外灯管组成。磁力搅拌器是为了维持溶液中光催化剂的悬浮状态。催化剂光催化活性测试的具体步骤为：首先往反应器内加入一定量纳米TiO2光催化剂，然后倒入100mL造纸废水，避光搅拌1h，使反应物在催化剂的表面建立吸附-脱附平衡。开启紫外灯进行光催化反应，反应一定时间后，取适量水样进行离心分离，取上清液进行CODCr测定。2结果与讨论2.1混凝实验分析实验通过对AlCl3、Al2(SO4)3、PAC、FeSO4、FeCl3、Al2(SO4)3-FeCl3与实验室自制的有