中和-ClO2氧化-吸附法处理旧报纸脱墨废水的试验研究

鲁秀国
（河北大学化学与环境科学学院，　河北保定071002）

　　摘要　采用中和-ClO2氧化-吸附法对实际旧报纸脱墨废水进行了试验研究，确定了实验室最佳工艺条件，结果表明，该工艺脱色率达100.0%,CODCr去除率达90%。
　　关键词　中和　　氧化　　吸附　　脱墨废水

Studies on Neutraloization-ClO2 Oxidation-Absorption Process for Treatment of Wastewater with Separated Orint Ink from Old Newspaper
Lu Xiuguo
(College of Chemistry and Environmental Science, Hebei University,
Baoding, Hebei Province 071002)

　　Abstract　The method of neutralization- ClO2 oxidation-absorption Process for treatment of wastewater with separated print ink from old newspaper has been studied and the best Process conditions of laboratory has been determined. The result showed that the efficiency of decelerations can reach 100.0% and the CODcr removal efficiency can reach 90%.
　　Keywords　neutralize; oxidant; absorb; wastewater with separated print ink.

　　河北省保定市满城一带存在大量的小型造纸厂，这些小造纸厂所采用的工艺是：首先将废报纸用15.0 %左右的NaOH溶液在80～90℃的条件下浸泡3～4小时，（不定时补充NaOH，以维持浸泡液的浓度）然后将脱墨的纸汲压、漂洗后，再进行研浆、消毒、造纸。当浸泡液的颜色变得油黑油黑时，将这些浸泡液排放掉，重新换浸泡液。在这个工艺中，所排放掉的油黑油黑的浸泡液如不进行处理，将对环境造成严重的污染。实验证明，此脱墨废水中含水80.0 %，NaOH5.0%，染料7.0%，碳黑3.5%，木质素4.5%。CODCr高达30000mg/L以上。本研究的目的，就是寻找一最佳处理工艺，以使处理过的废水脱色，同时使CODCr有一定程度的降低。

1 实验部分

1.1 药品
　　硫酸(工业用),H2O2 (工业用),KmnO4(A.R.),NaClO(A.R.),ClO2(自制)活性炭(工业用)。
1.2 分析方法
　　采用UV-265型紫外可见分光光度计测量原废水及处理液的吸光度,作为脱色率的依据。波长325nm, 选用1cm的石英比色皿。以蒸馏水为参比,吸光度以0计。pH值采用pHS-2C型酸度计进行测量，CODCr采用国家标准方法进行测定。
1.3 处理实验
　　1.3.1 中和实验
　　将50mL的脱墨废水置于100mL的比色管中,用硫酸(H2SO4)调节pH值(应搅拌均匀后再测量),每次调节pH值后,静止30min,取上清液测其吸光度、CODCr。
　　1.3.2 氧化实验
　　选用不同的氧化剂,在不同量、温度、时间下,氧化1.3.1实验中的上清液,再测其吸光度、CODCr。
　　1.3.3 吸附实验
　　活性炭被广泛地应用于脱除色度及降低CODCr浓度,对脱墨废水在采用中和、氧化处理后，其残存的色度利用活性炭进行吸附,可取得良好的效果。
　　取100mL经1.3.1和1.3.2处理后效果较好的水样,加入不同量的活性炭粉,慢速搅拌5min,静止后取上清液测量其吸光度、CODCr。

2 结果与讨论

　　2.1 硫酸用量的选择
　　实验方法如1.3.1所示,所用硫酸为工业用98.8%的浓硫酸。其结果如下:

　　随着硫酸用量的增加，吸光度（间接代表色度）、CODCr的去除率均增加，当硫酸的量增加到0.4mL/50mL原液时，上清液的pH值为4.0，此时上清液为微酸性，表观为淡黄色的溶液，且再增加硫酸的用量，虽然CODCr的去除率有所增加，但并不是非常显著，为不使最终处理后的水成为强酸性溶液，暂时将硫酸的量选为0.4mL/50mL原液。
2.2 氧化剂的选择
　　2.2.1定性选择
　　将H2O2、KmnO4、NaClO、ClO2等氧化剂加入到2.1实验效果最好的上清液中(此时经初步计算,各种氧化剂的量均过量),在50～60℃的条件下反应1.0h,结果发现,表观上溶液的颜色皆变淡,但只有用H2O2、ClO2氧化后的溶液颜色几乎接近于无色,我们选择了ClO2作为氧化剂。
　　2.2.2 定量实验
　　分别取2.1项最佳实验后的上清液50mL若干份,加入不同量的ClO2,在50～60℃的条件下反应0.5h ,静止后进行测定, 其结果见下表。

　　上表中各项的去除率是相对于原液的对应指标来计算的。从上表很明显地看出，在此反应条件下，ClO2的用量应为20mg/L，即每升经2.1项最佳实验后的上清液需用20 mg的ClO2进行氧化。
2.3 活性炭用量的选择
　　由于2.2实验处理后的溶液仍然呈现稍许黄色,所以我们又进行了活性炭吸附实验,结果见下表。

　　上表中的各项去除率仍然是相对于原液的对应指标来计算的。当活性炭的用量达到2g时,吸光度近似于0,色度去除率为100%，CODCr为3100mg/L,去除率达到了90%，这样处理后的水可以应用到起始工艺浸泡液的配制中,达到循环利用。
2.4 成本分析
　　利用上面得到的数据,我们初步进行了处理每吨旧报纸脱墨废水的成本分析。
　　原料名称　　　　 吨消耗量　　　　 成本(元)
　　硫酸(H2SO4)　 　 15kg 　　　　　　10.5
　　二氧化氯（ClO2）　20g　　　 　　　 0.34
　　合计：　　　　　　　　　　　　　　 10.84
　　处理每吨旧报纸脱墨废水约需10.84元，此计算中未包含活性炭，因活性炭是可以再生的。如果再将1.3.1实验后的残渣进行处理回收其中的木质素的话,将会进一步降低成本,因为保定市已经规定了利用水为主要化工原料的产品，其水价为15.0元/吨，所以,不论是将处理后的水排放还是再行利用,所得到的经济效益和环境效益是非常巨大的。

3. 结论

　　(1)、实验确定, 中和-氧化-吸附法处理旧报纸脱墨废水的工艺为:
　　(2)、旧报纸脱墨废水经硫酸中和、ClO2氧化、活性炭吸附处理后,脱色率达100%。
　　(3)、使用时,各药剂最佳用量分别为: H2SO4用量为0.4mL/50mL脱墨废水, ClO2用量为20g/吨脱墨废水,活性炭用量为2g/100mL脱墨废水,处理成本为10.84元/吨脱墨废水。
　　(4)、经本工艺处理后,CODCr有所降低,其去除率为90%。

参考文献（略）

作者简介: 鲁秀国(1964.10---),男,工学博士,吉林省农安县人,河北大学副教授, 主要研究方向环境污染与治理技术。