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爐渣對(duì)染料廢水的脫色研究

文檔作者：陳海豐楊加元文檔來(lái)源： 1．江蘇科技大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院 2．中海石油環(huán)保服務(wù)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年03月05日
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2第01421年卷9第月9 期 c0nt 當(dāng) pora 代 chem化{： a1 Ind工 u stry SepteVmob1e．4r1．No．9
，201 2
爐渣對(duì)染料廢水的脫色研究
陳海豐 ，楊加元
(1．江蘇科技大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212018； 2．中海石油環(huán)保服務(wù)有限公司，天津300452)
摘 要：實(shí)驗(yàn)研究了爐渣對(duì)活性黃、直接紅和酸『生紅B 3種模擬染料廢水的脫色效果。實(shí)驗(yàn)采用恒溫震蕩
吸附的方法，分別考查了溶液pH值、爐渣投加量、反應(yīng)時(shí)間和溫度等因素對(duì)脫色效果的影響。結(jié)果表明：中
爐渣投加量達(dá)到60 L，反應(yīng)時(shí)間達(dá)到2 h，脫色效果最佳；3種染料廢水的最佳反應(yīng)pH值分別為4、6和7；
溫度對(duì)脫色效果的影響相對(duì)較小，實(shí)驗(yàn)在常溫下進(jìn)行即可。
關(guān)鍵詞：爐渣；染料廢水；脫色
中圖分類號(hào)：X 778 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671—0460(2012)09—0937—02
Study on Decoloration of Dye W astewater by Slag
CHENHai-feng ，YANGJia-yuan
(1．Jiangsu University ofScience and Technology,Jiangsu Zhenjiang 212018，China
2．China Ofshore Environmental Service Co．，Ltd．，Tianjin 300452，China)
Abstract：Experimental study on decoloration of reactive yellow,direct red and acid red simulated dye wastewater by
slag was carried out．The influence of pH slag dosage．reaction time and temperature on the decoloration effect was
studied．The results show that the best decoloration effect can be given when the slag dosage iS 60 L，the reaction
time is 2 h；optimized pH for the three dye wastewater is 4，6 and 7，respectively；the temperaWxe has little influence
on decoloration efect．SO the experiment may be ca~ied out at normal temperature．
Kev words：Slag；Dye wastewater：Decoloration
爐渣是電廠鍋爐、各種工業(yè)及民用鍋爐，爐窯燃
燒煤炭后排出的固體廢棄物。由于煤炭在燃燒過(guò)程中
進(jìn)入大量空氣，冷卻后又逃逸，導(dǎo)致生成的爐渣形成
多孔結(jié)構(gòu)。爐渣中含有的多種堿性氧化物(CaO、A1 0
等)，在與工業(yè)廢水接觸后能溶出部分堿性物，因而
對(duì)工業(yè)廢水中的有機(jī)物、重金屬、懸浮物具有一定的
吸附、過(guò)濾、中和及絮凝作用” 。倪曉斌等采用煤氣
爐的爐渣進(jìn)行了有機(jī)廢水的處理實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明可消
減COD 70％以上，消減SS 84％以上 。爐渣與活性炭
相比較，爐渣具有一定效果的吸附作用、處理的成本
比較低并且可實(shí)現(xiàn)廢物利用等優(yōu)點(diǎn)，是一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)
的高效的染料廢水的處理方法。
染料廢水的特點(diǎn)是水質(zhì)復(fù)雜，含各種有機(jī)物濃
度高、堿度大、色度大，且染料廢水中難生物降解
物質(zhì)較多。爐渣所具有的對(duì)廢水吸附和中和性能特
別適宜對(duì)印染廢水中染料、漿料、助劑、色度、堿
度等進(jìn)行吸附處理。因此國(guó)內(nèi)外對(duì)爐渣處理染料廢
水應(yīng)用的研究日益增多。張小龍口 等采用爐渣制成
透水材料，對(duì)20 mg／L的甲基橙和酸性鉻藍(lán)K的去
除率超過(guò)了70％。張麗麗等用爐渣吸附酸』生大紅和
活性艷紅模擬染料廢水，脫色率分別達(dá)到了71％和
83％ 。肖和蓮等將爐渣吸附與絮凝沉降工藝結(jié)合處
理某染織廠的廢水，處理后的水可用于印染工藝 。
1 實(shí)驗(yàn)部分
實(shí)驗(yàn)儀器：722分光光度計(jì)(天津市拓普儀器
有限公司)；DSHZ一300A旋轉(zhuǎn)式恒溫振蕩器(太倉(cāng)
市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠)；pH計(jì)(上海精科有限公司)。
爐渣：實(shí)驗(yàn)選用普通鍋爐燃燒后的爐渣碾碎，
在去離子水中煮沸1 h，然后在105℃下烘24 h時(shí)，
冷卻后過(guò)50目篩，密封在儲(chǔ)罐中備用。
模擬染料廢水：分別稱取0．15 g的活性黃，直
接紅和酸性紅B染料，用去離子水定容到1 L，配
制成濃度為150 mg／L的模擬染料廢水溶液。
在250 mL錐形瓶中加入100 mL上述模擬染料
廢水和一定量的爐渣，恒溫振蕩一定時(shí)間后取出離
心分離，取上清液用分光光度計(jì)測(cè)定色度。
2 結(jié)果與討論
2．1 爐渣投加量的影響
取100 mL濃度為150 mg／L的模擬染料廢水溶
液，控制pH值為7，溫度為30 cI=，振蕩時(shí)間60 min
不變的條件下，加入不同量的爐渣，進(jìn)行吸附脫色
作者萋器簡(jiǎn) 介： 2陳01海 2-豐04( -10968 0- )，男，江蘇大豐人，講師，博士， 2009 年畢業(yè)于大連海事大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)，研究方向：環(huán)境-污疔染治理。 E-mai— l
datou 1 980@yeah．net。
938 當(dāng) 代
實(shí)驗(yàn)，得到爐渣投加量和染料廢水脫色率的關(guān)系曲
線如圖1所示。
化 工
圖i 脫色率和爐渣投加量的關(guān)系
Fig．1 Relationship between slag dosage and decoloration
ratio
由圖1可知，3種模擬染料廢水的脫色率都隨
著爐渣投加量的增加而增加。并且在爐渣投加量由
10 g／L增加到60 g／L時(shí)，脫色率上升比較迅速，隨
后再增加投加量，脫色率雖仍上升，但速度較緩慢。
當(dāng)爐渣投加量為80 g／L時(shí)，直接紅和酸I生紅的脫色
率分別達(dá)到62．4％和62．9％，活性黃的脫色率也有
54．7％?？梢?jiàn)爐渣對(duì)這3種染料都具有一定的吸附
作用，相同條件下對(duì)直接紅染料廢水的脫色效果最
好，活性染料最難處理，效果較差。
2．2 pH值的影響
取100 mL濃度為150 mg／L的模擬染料廢水溶
液，在爐渣投加量為60 L，溫度為30℃ ，振蕩時(shí)
間60 min不變的條件下，改變?nèi)芤旱膒H值，進(jìn)行
吸附脫色實(shí)驗(yàn)，得到溶液pH值和染料廢水脫色率
的關(guān)系曲線如圖2所示。
D}I
圖2 脫色率和pH的關(guān)系
Fig．2 Relationship betw een pH and decoloration ratio
由圖2中可知，pH對(duì)該實(shí)驗(yàn)的脫色效果影響
明顯?；钚渣S染料廢水在pH值為7時(shí)，脫色效率
最高；直接紅染料廢水在pH值為6時(shí)，脫色率最
高；酸I生紅B在pH值為4時(shí)，脫色率最高。酸I生
紅B在pH值為8~12區(qū)域，隨pH值的升高，脫色
率上升，此時(shí)并不是爐渣吸附效果的提高，而可能
是酸性染料發(fā)生了酸堿化學(xué)反應(yīng)所引起。
2．3 溫度的影響
取100 mL濃度為150 mg／L的模擬染料廢水溶
液，控制pH值為7，爐渣投加量為60 L，振蕩時(shí)
間60 min不變的條件下，改變振蕩溫度，進(jìn)行吸附
脫色實(shí)驗(yàn)，得到反應(yīng)溫度和染料廢水脫色率的關(guān)系
曲線如圖3所示。
圖3 脫色率和溫度的關(guān)系
Fig．3 Relationship betw een tem perature and decoloration
ratio
由圖3可知，溫度對(duì)3種模擬染料廢水脫色效
果影響較小。隨著溫度的升高，酸性紅B和活性黃
的脫色率略有提高，而直接紅的脫色率有所降低。
三種模擬染料因改變溫度帶來(lái)的脫色率的變化幅度
均在5％左右。因此，爐渣對(duì)染料廢水的吸附脫色
實(shí)驗(yàn)在室溫下即可。
2．4 時(shí)間的影響
取100 mL濃度為150 mg，L的模擬染料廢水溶
液，控制pH值為7，爐渣投加量為60 g／L，溫度為
30℃不變的條件下，改變反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)行吸附脫色
實(shí)驗(yàn)，得到反應(yīng)時(shí)間和染料廢水脫色率的關(guān)系曲線
如圖4所示。
圖4 脫色率和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系
Fig．4 Relationship betw een reaction time and decoloration
ratio
由圖4中可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，爐渣對(duì)三
種染料的脫色率也相應(yīng)隨之增加。在開(kāi)始的一段時(shí)間
內(nèi)脫色率上升較陜，最終趨于平緩。反應(yīng)時(shí)間達(dá)到2 h，
對(duì)直接紅的脫色率達(dá)到77％，對(duì)酸『生紅B的脫色率為
73％，而對(duì)活性黃脫色率在71％。 (下轉(zhuǎn)第942頁(yè))
942 當(dāng) 代 化 工 2012年9月
min，取樣并進(jìn)行測(cè)定。此時(shí)，柴油的硫含量達(dá)到48．34
g，g，脫硫率為97．4％，油收率大于92％。
3．4 超聲催化氧化脫硫產(chǎn)品性質(zhì)的變化
采用雙聚焦磁式質(zhì)譜儀測(cè)定柴油的化學(xué)組成，
柴油經(jīng)超聲氧化脫硫后的組成、部分物理I生質(zhì)的測(cè)
定結(jié)果列于表1。
表1 超聲氧化脫硫前后產(chǎn)品的性質(zhì)變化對(duì)比
Table 1 Comparison of products property before and after
ultrasound oxidative desulfurization
4 結(jié)論
(1)通過(guò)對(duì)超聲作用下柴油催化氧化脫硫進(jìn)行
研究，發(fā)現(xiàn)雜多酸季銨鹽的效果好于甲酸、乙酸，
同時(shí)也更容易進(jìn)行氧化脫硫，超聲波不僅可以強(qiáng)化
氧化脫硫反應(yīng)，而且可以縮短反應(yīng)時(shí)間。
(2)超聲頻率為28 kHz時(shí)的脫硫率要明顯好于
頻率為40 kHz時(shí)的脫硫率，說(shuō)明低頻有利于反應(yīng)，
高頻對(duì)反應(yīng)起一定的抑制作用。
f31通過(guò)對(duì)溫度進(jìn)行的考察結(jié)果可知：在溫度
低于65 cjC時(shí)，升高溫度對(duì)反應(yīng)有利；當(dāng)溫度高于
80℃時(shí)，升高溫度抑制反應(yīng)的進(jìn)行；65～80℃的
溫度最有利于試驗(yàn)的進(jìn)行。
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(上接第938頁(yè))
這是由于當(dāng)爐渣剛加入廢水時(shí)，爐渣表面和染料
分子的濃度差較大，由此產(chǎn)生的吸附推動(dòng)力也最大，
從而造成吸附開(kāi)始一段時(shí)間進(jìn)行較陜。隨著時(shí)間的推
移，吸附推動(dòng)力會(huì)逐漸減弱，吸附也趨于緩慢。
3 結(jié)論
(1)爐渣對(duì)染料廢水具有一定的吸附脫色效
果。脫色率隨爐渣投加量的增加而增加，當(dāng)投加量
達(dá)到60 g／L后，繼續(xù)增加投加量，脫色率變化緩慢。
(2)pH對(duì)爐渣脫色效果的影響較明顯，本實(shí)驗(yàn)
中酸性紅B、活性黃和直接紅染料廢水的最佳反應(yīng)
pH值分別為4，6和7。酸性染料的脫色率不僅和
爐渣吸附效果相關(guān)，還受酸堿反應(yīng)的影響。
(3)溫度升高時(shí)，爐渣對(duì)直接染料廢水的脫色
率略有降低，而對(duì)酸性染料和活性染料脫色率略有
升高，變化都在5％左右，一般在常溫下進(jìn)行即可。
(4)爐渣對(duì)3種染料的脫色率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而
增大，當(dāng)時(shí)間達(dá)到2 h時(shí)，脫色率變化已十分緩慢，
基本達(dá)到平衡。
參考文獻(xiàn)：
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