魯秀國
（河北大學化學與環境科學學院， 河北保定071002） 摘要 采用中和-ClO2氧化-吸附法對實際舊報紙脫墨廢水進行了試驗研究，確定了實驗室最佳工藝條件，結果表明，該工藝脫色率達100.0%,CODCr去除率達90%。
關鍵詞 中和 氧化 吸附 脫墨廢水 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. 河北省保定市滿城一帶存在大量的小型造紙廠，這些小造紙廠所采用的工藝是：首先將廢報紙用15.0 %左右的NaOH溶液在80～90℃的條件下浸泡3～4小時，（不定時補充NaOH，以維持浸泡液的濃度）然后將脫墨的紙汲壓、漂洗后，再進行研漿、消毒、造紙。當浸泡液的顏色變得油黑油黑時，將這些浸泡液排放掉，重新換浸泡液。在這個工藝中，所排放掉的油黑油黑的浸泡液如不進行處理，將對環境造成嚴重的污染。實驗證明，此脫墨廢水中含水80.0 %，NaOH5.0%，染料7.0%，碳黑3.5%，木質素4.5%。CODCr高達30000mg/L以上。本研究的目的，就是尋找一最佳處理工藝，以使處理過的廢水脫色，同時使CODCr有一定程度的降低。 1 實驗部分 1.1 藥品
硫酸(工業用),H2O2 (工業用),KmnO4(A.R.),NaClO(A.R.),ClO2(自制)活性炭(工業用)。
1.2 分析方法
采用UV-265型紫外可見分光光度計測量原廢水及處理液的吸光度,作為脫色率的依據。波長325nm, 選用1cm的石英比色皿。以蒸餾水為參比,吸光度以0計。pH值采用pHS-2C型酸度計進行測量，CODCr采用國家標準方法進行測定。
1.3 處理實驗
1.3.1 中和實驗
將50mL的脫墨廢水置于100mL的比色管中,用硫酸(H2SO4)調節pH值(應攪拌均勻后再測量),每次調節pH值后,靜止30min,取上清液測其吸光度、CODCr。
1.3.2 氧化實驗
選用不同的氧化劑,在不同量、溫度、時間下,氧化1.3.1實驗中的上清液,再測其吸光度、CODCr。
1.3.3 吸附實驗
活性炭被廣泛地應用于脫除色度及降低CODCr濃度,對脫墨廢水在采用中和、氧化處理后，其殘存的色度利用活性炭進行吸附,可取得良好的效果。
取100mL經1.3.1和1.3.2處理后效果較好的水樣,加入不同量的活性炭粉,慢速攪拌5min,靜止后取上清液測量其吸光度、CODCr。 2 結果與討論 2.1 硫酸用量的選擇
實驗方法如1.3.1所示,所用硫酸為工業用98.8%的濃硫酸。其結果如下: 表1 硫酸用量的選擇 | | 硫酸用量(mL) | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | | | 吸光度(%)/去除率(%) | 4.521
/0 | 3.786
/16.3 | 2.487
/45.0 | 1.263
/72.1 | 0.294
/93.5 | 0.312
/93.1 | 0.280
/93.8 | | CODCr(mg/L)/去除率(%) | 31000
/0 | 27800
/10.0 | 23450
/24.4 | 19960
/35.6 | 14120
/51.2 | 14660
/52.7 | 14380
/53.6 | | 隨著硫酸用量的增加，吸光度（間接代表色度）、CODCr的去除率均增加，當硫酸的量增加到0.4mL/50mL原液時，上清液的pH值為4.0，此時上清液為微酸性，表觀為淡黃色的溶液，且再增加硫酸的用量，雖然CODCr的去除率有所增加，但并不是非常顯著，為不使最終處理后的水成為強酸性溶液，暫時將硫酸的量選為0.4mL/50mL原液。
2.2 氧化劑的選擇
2.2.1定性選擇
將H2O2、KmnO4、NaClO、ClO2等氧化劑加入到2.1實驗效果最好的上清液中(此時經初步計算,各種氧化劑的量均過量),在50～60℃的條件下反應1.0h,結果發現,表觀上溶液的顏色皆變淡,但只有用H2O2、ClO2氧化后的溶液顏色幾乎接近于無色,我們選擇了ClO2作為氧化劑。
2.2.2 定量實驗
分別取2.1項最佳實驗后的上清液50mL若干份,加入不同量的ClO2,在50～60℃的條件下反應0.5h ,靜止后進行測定, 其結果見下表。 表2 ClO2用量的選擇 | | 硫酸用量(mL) | 0 | 5 | 10 | 20 | 40 | | | 吸光度(%)/去除率(%) | 0.280
/93.5 | 0.256
/94.3 | 0.176
/96.1 | 0.054
/98.8 | 0.067
/98.5 | | CODCr(mg/L)/去除率(%) | 14120
/51.2 | 12865
/58.5 | 10664
/ 65.6 | 6789
/78.1 | 6665
/78.5 | | 上表中各項的去除率是相對于原液的對應指標來計算的。從上表很明顯地看出，在此反應條件下，ClO2的用量應為20mg/L，即每升經2.1項最佳實驗后的上清液需用20 mg的ClO2進行氧化。
2.3 活性炭用量的選擇
由于2.2實驗處理后的溶液仍然呈現稍許黃色,所以我們又進行了活性炭吸附實驗,結果見下表。 表3 活性炭用量的選擇 | | 硫酸用量(mL) | 0 | 1 | 2 | 4 | | | 吸光度(%)/去除率(%) | 0.054/98.8 | 0.010/99.8 | 0/100 | 0/100 | | CODCr(mg/L)/去除率(%) | 6789/78.1 | 4402/85.8 | 3038/90.2 | 3100/90.0 | | 濾出液表現狀態 | 微微泛黃色 | 用白紙做襯，肉眼稍見點色 | 肉眼見不到顏色 | 肉眼見不到顏色 | | 上表中的各項去除率仍然是相對于原液的對應指標來計算的。當活性炭的用量達到2g時,吸光度近似于0,色度去除率為100%，CODCr為3100mg/L,去除率達到了90%，這樣處理后的水可以應用到起始工藝浸泡液的配制中,達到循環利用。
2.4 成本分析
利用上面得到的數據,我們初步進行了處理每噸舊報紙脫墨廢水的成本分析。
原料名稱 噸消耗量 成本(元)
硫酸(H2SO4) 15kg 10.5
二氧化氯（ClO2） 20g 0.34
合計： 10.84
處理每噸舊報紙脫墨廢水約需10.84元，此計算中未包含活性炭，因活性炭是可以再生的。如果再將1.3.1實驗后的殘渣進行處理回收其中的木質素的話,將會進一步降低成本,因為保定市已經規定了利用水為主要化工原料的產品，其水價為15.0元/噸，所以,不論是將處理后的水排放還是再行利用,所得到的經濟效益和環境效益是非常巨大的。 
3. 結論 (1)、實驗確定, 中和-氧化-吸附法處理舊報紙脫墨廢水的工藝為:
(2)、舊報紙脫墨廢水經硫酸中和、ClO2氧化、活性炭吸附處理后,脫色率達100%。
(3)、使用時,各藥劑最佳用量分別為: H2SO4用量為0.4mL/50mL脫墨廢水, ClO2用量為20g/噸脫墨廢水,活性炭用量為2g/100mL脫墨廢水,處理成本為10.84元/噸脫墨廢水。
(4)、經本工藝處理后,CODCr有所降低,其去除率為90%。 參考文獻（略）
作者簡介: 魯秀國(1964.10---),男,工學博士,吉林省農安縣人,河北大學副教授, 主要研究方向環境污染與治理技術。 |
