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当树脂吸附造纸废水中金属离子的热力学研究

发布时间:2021-09-10 15:51:49 阅读: 来源:绒布厂家

树脂吸附造纸废水中金属离子的热力学研究

[摘要] 通过改变吸附的温度,测得不同离子的吸附量,根据分配系数D与温度T的关系式lgD=△Ho/RT+C作图,由其斜率求得反应的焓变,从而从理论上说明温度对吸附的影响,同时通过改变金属离子的浓度,根据Freundlich吸附等温式作出其吸附等温线,并求出有关常数,从而从理论上说明吸附反应进行的难易程度及树脂对金属离子吸附能力的大小。

关键词:吸附;分配系数;焓变;造纸废水

众所周知,造纸ZhaoJing等制备了PCL– PEG共聚物的胶束状纳米粒子是用水大产,也是造成水污染的大产,有的中小型造纸厂的污水日排放量约7200吨。造纸企业可分为:有制浆系统的造纸厂和没有制浆系统的造纸厂。但这些厂是有漂白系统的或没有漂白系统的;有脱墨系统和没有脱墨系统的。其废液、废水污染负荷最重的是碱法制浆的废液(COD高达10000mg/L,BOD8000 mg/L)和酸法制浆的红液(COD8000 mg/L,BOD4000 mg/L),其次是漂白废水(COD3000mg/L),我国纸浆漂白工艺目前仍多采用含氯漂剂,漂白过程中大量的木素氯化降解产物进入废水中,使漂白废水中含有大量有毒、致癌并难以降解的氯代有机污染物。其中致癌物质二嗯英类、呋喃类主要来源于C、E漂段,氯仿则80%—90%来自H段;污染物既毒害水体,又残留在漂浆中而影响漂浆的用途。草浆制浆黑液的治理问题已经引起行业内外的普遍关注螺钉,纸浆含氯漂白废水虽然COD、BOD等指标较低,但排放量大,所含的毒性有机物对生态环境的危害比制浆黑液更甚.毫无疑问,上述造纸废水中的有害物质的处理是造纸企业需要解决的主要矛盾。针对这个主要矛盾,许多造纸企业进行了不懈的努力,取得了可喜的成绩,如采用挪威Kvaerner公司先进的HCR废水处理技术,能够对COD浓度在1000—30000m旷L的废水成功进行处理,可除去废水中约85%的COD和90%的BOD。用生物膜法处理时,其原水BOD浓度在200~2000mg/L的中浓度的较宽范围的区域里,BOD除去率也高于90%。EWP高效污水)争化器是只有一级物化处理工艺的设备系统,对利用废纸再生浆料造纸的污水进行治理,达到污染物去除率COD在90%以上;BOD在70%以上;SS在95%以上,经处理的污水还可回用到生产上。然而,造纸废水中的金属离子也是不可忽视的,由于行业的特殊性,从原料到过程都不同程度地引进了金属离子,未漂浆中的金属离子一般有几个来源:原料本身\生产用水尤其是封闭循环用水时的积累\设备磨损(这在机械浆表现得较为明显)、生产所添加的化学品。实践表明,原料本身所含有的金属离子是未漂浆中金属离子的主要来源。植物在生长过程中必须通过其根部从土壤中吸收某些离子,包括N\S\P和金属元素K\Ca\Mg\Fe等,此外大多数植物要进行正常发育还需要“微量元素”,包括Mn、Cu、Co它具有极大的配置灵活性、Ni等 ,由于不同植物生长所需根据对树木细胞原生质的化学分析,发现所含元素达40种之多。又如在过氧酸漂白剂中常加入过渡金属离子(Cu2+,Fe2+,,C02+,和Mn2+,等)作为稳定剂及提高其漂白效果 ,这些金属离子特别是过渡金属离子的存在对造纸质量产生不同程度的影响,国内外研究发现,未漂浆中一般都存在一个复杂的金属禺子体系;有些过渡金属离子如铁离子会与浆中的一些酚型化合物络合,使纸浆颜色力口深;在漂白过程中,Pe、Cu、Mn等会激发产生自由基,提高漂浆白度,同时会引起碳水化合物的降解;碱工金属离子如钙、镁砖离子保护碳水化合物\减少降解,但同时又会稳定木素,使白度难以提高。因此,在纸浆漂白前有必要对金属离子的含量进行控制,这样,这些金属离子不可避免的将成为废液的一部分,尽管在一定范围内,废水中的金属离子的含量不是很高,甚至可以忽略,但是正如上述所说,造纸废水的排出量是相当大的,而且是在不断地排出进入江河或土壤,这样长年累月,将会不可避免地导致江河水中,地表水中以及土壤中的微量元素超标,众所周知,人每天都要摄取水和食物,一旦水和食物中的微量元素超标,相应地会导致人体中某种微量元素超值而生病,因此,从长远的眼光:来看,造纸废水中金属离子的处理是很有必要的。另外,废水的处理方法,按照作用原理和处理程度的不同,可以有两种分类法,即可以按作用原理分类和按废水处理程度分类。尽管分类方法不同,但每类方法中都包含有对金属离子的处理,因此,对金属离子的处理也是造纸废水处理中不可缺少的一个环节。当然,也有人用螯合剂如EDTA等处理金属离子,但这些螯合剂的花费也不便宜且本身又可能带来第二次污染。而聚氯乙烯多乙烯多胺树脂可由廉价的聚氯乙烯(PVC)和多胺类物质制备且可重复使用而不产生污染。树脂的高吸附性,高稳定性课题组在浙江调研中发现和易操作性越来越受到人们的重视,所以,将此树脂作为造纸废水中金属离子的处理剂并对它吸附性的热力学行为进行研究具有重要的现实意义和社会意义。

1 树脂吸附金属离子的热力学行为探讨

1.1 试剂与仪器

试剂:聚氯乙烯多乙烯多胺树脂,按文献L17]进行合成和预处理后测得其含氮14.34%。强碱交换量为0.01m·m0L/g,弱碱交换量为2.92m·moL/g。其他试剂均为市售的化学纯试剂。

仪器:THZ88—1型台式多用恒温振荡器,其它为常用的玻璃仪器。

(待续)

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