酸析-活性炭纖維吸附預處理精制棉黑液

摘要：采用酸析-活性炭纖維吸附工藝去除精制棉黑液中的有機物,先用酸析法去除木質(zhì)素,再用活性炭纖維吸附黑液中的剩余有機物。采用紫外-可見(jiàn)(UV-vis)吸收光譜、傅立葉轉換紅外吸收光譜(FTIR)和明亮發(fā)光菌水質(zhì)急性毒性法等手段分析處理前后的精制棉黑液。研究表明,黑液中主要有機成分為愈創(chuàng )基(G-)和羥苯基(H-)木質(zhì)素。在pH為2.0,活性炭纖維用量為90 g/L,溫度為40°C,吸附時(shí)間為5 h的條件下,COD去除率可以達到85%�；钚蕴坷w維對酸析后精制棉黑液的吸附熱力學(xué)符合Redlich-Peterson經(jīng)驗吸附模型,吸附動(dòng)力學(xué)符合偽二級動(dòng)力學(xué)模型,吸附為吸熱過(guò)程。酸析-吸附過(guò)程使精制棉黑液急性毒性去除率達到95%以上,為后續生物法處理提供了有利條件。

精制棉的主要化學(xué)成分是纖維素、木質(zhì)素、脂肪、果膠質(zhì)和蠟等，具有無(wú)毒、無(wú)味、易吸水的特性，是制造醚類(lèi)纖維素（如CMC、HEC、HPMC、MC等）、硝化纖維素（硝化棉）和醋酸纖維素的主要材料。

精制棉是由棉短絨在氫氧化鈉溶液和高溫高壓作用下，經(jīng)過(guò)蒸煮、次氯酸鈉漂白、碾壓驅水和氣流烘干等工序制得。生產(chǎn)環(huán)節的廢水主要由蒸煮黑液、粗洗漂洗水、精洗漂洗水3股廢水構成，俗稱(chēng)黑液。

蒸煮黑液含有大量的棉短絨等雜質(zhì)，BOD和COD都較高，可生化性差，屬于難處理的高濃度有機廢水。一般采用無(wú)機酸使黑液的PH降到5.0以下析出木質(zhì)素。在用無(wú)機酸進(jìn)行酸中和時(shí)，H+取代堿木素中的Na+，形成難溶于水的木質(zhì)素沉淀，從而使COD和色度大大降低。目前，國外對精制棉黑液處理的研究非常少見(jiàn)，國內精制棉廢水的處理多集中在采用物化法作為前處理，重點(diǎn)采用生物法使精制棉廢水排放達標。

吸附法作為一種低能耗、易操作、易再生的固體萃取技術(shù)，在水處理中有著(zhù)不可比擬的優(yōu)勢。最常見(jiàn)的吸附劑是粉末活性碳（PAC）和顆�；钚蕴迹℅AC）�；钚蕴坷w維（ACF）是繼前兩者之后第三代活性炭產(chǎn)品，是一種新型高效纖維吸附材料，其制品形式主要是絲、布或氈，具有比表面積大（2500m2/g）、微孔結構發(fā)達、機械強度高（98~498Mpa）、吸附量大、洗脫速度快、再生容易等特點(diǎn)，通過(guò)物理吸附、化學(xué)吸附以及物理化學(xué)吸附等方式在溶劑回收以及水凈化領(lǐng)域越來(lái)越受到關(guān)注。在污水處理方面，ACF已經(jīng)應用于處理印染廢水、含砷廢水、含酚廢水、農藥廢水等，對色度以及COD等有良好的去除效果，然而目前使用活性炭纖維處理精制棉黑液的研究鮮有報道。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

本文采用酸析-活性炭纖維吸附對精制棉黑液進(jìn)行預處理，去除木質(zhì)素等有機物，提高可生化性。重點(diǎn)研究了活性炭纖維對酸析后精制棉黑液的吸附熱力學(xué)和吸附動(dòng)力學(xué)，以及靜態(tài)吸附條件對COD去除率的影響。采用紫外-可見(jiàn)（UV-vis）吸收光譜、傅立葉轉換紅外吸收光譜（FTIR）和明亮發(fā)光菌法水質(zhì)急性毒性測定等手段分析酸析-吸附前后精制棉黑液的變化。

1實(shí)驗部分

1.1實(shí)驗材料

精制棉黑液取自四川省瀘州市國營(yíng)二五五廠(chǎng)，顏色黑褐，刺鼻性氣味，主要水質(zhì)指標：

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