回用造紙廢水中仍含有大量的無機離子,這不僅會使紙張質量下降,而且會加重造紙設備的腐蝕。本研究通過原子吸收分光光度法、硝酸銀滴定法、鉻酸鋇分光光度法測定了電絮凝處理前后廢水中無機離子的類型及含量;通過XRD檢測絮凝物與陰極板吸附物中無機離子的類型,探討了相關無機離子在電絮凝處理過程中的遷移機制。結果表明:處理后廢水中的Fe2+、Mn4+、Cu2+、Ca2+、Mg2+、SO42-等離子的含量大大降低且水中不含Al3+,不會出現有些研究者所擔心的Al3+殘留問題。
電絮凝(Electrocoagulation,EC)也稱電凝聚,是指在外電源作用
下,陽極溶解產生大量的陽離子生成一系列多核羥基絡合物和氫氧化物,其對水中懸浮物及有機物進行吸附、網捕等;同時陰極上產生的氫可與水中的污染物發生還原反應;氫還可以聚集成微氣泡與懸浮物接觸上升到液面形成浮渣層,從而達到凈化廢水的目的[1~5]。
制漿造紙過程中一般都加入大量的無機助劑,這使得常規處理回用的廢水仍含有大量的無機鹽,這些無機鹽會造成漿料濾水性下降、留著率降低、成紙質量下降、陰離子垃圾等問題;還可能使紙機的運行性能下降,引起造紙設備的腐蝕問題。但正是由于造紙廢水中高濃度的無機鹽會形成一種穩定的、具有高電導率的分散體系,這恰恰為實施電絮凝處理提供了可行性。本文采用電絮凝法處理造紙廢水,通過分析無機離子在處理前后廢水中的含量變化、極板附著物與絮凝物中無機物的種類,探討無機離子在電絮凝處理過程中的遷移機制。
1實驗部分
1.1廢水性質
本研究采用的造紙廢水取自陜西某造紙廠污水處理站進水口。該廠主要產品品種為生活用紙和高強瓦楞紙,主要原料為廢紙、漂白針葉木漿以及漂白麥草漿。廢水的CODCr值在788mg/L左右;色度在1688度左右;pH為6.9左右。
1.2實驗儀器
1.3實驗方法
采用500mL燒杯作為電解槽,廢水量為300mL;純鋁和鈦板分別為陽、陰極;極板間距20mm。電流密度12mA/cm2,電解時間分別為30min、60min、90min、120min,攪拌速率約200r/min,處理后靜置待完全沉淀后,取清液、絮凝體及陰極板附著物進行分析檢測。
1.4廢水中相關無機離子的檢測方法
根據廢水的性質和無機離子對電絮凝處理條件的影響,選擇10種離子進行分析研究。具體的檢測方法與所用儀器見表2。
1.5極板附著物與絮凝體中無機離子的檢測方法
將絮凝體、極板附著物烘干后,采用X射線衍射儀分析其中的無機離子類型。
2試驗結論
在使用鋁鈦電極電絮凝處理廢水中,絕大部分的無機離子以不同的方式進行遷移,它們或在陰、陽極表面發生放電或沉積反應,或直接被絮凝體捕獲、從而含量降低甚至完全被去除,從而避免廢水回用過程中引起的紙張質量下降等問題,也不會出現有些研究者所擔心的Al3+的殘留問題。