羅朝陽(yáng)

（達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川達(dá)州 635001）

1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1 試樣與儀器

試樣：X 工廠的高鹽印染廢水。 儀器：MT-5000 pH 計(jì)、 電處理儀器TOC 檢測(cè)設(shè)備(MultiN/C2100S)、GC-MS (7890 A/5975C)；分光光度計(jì)(UV2550)、Thermo SCIENTIFIC A221、IKA KS 4000空氣振搖器、研磨機(jī)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

首先采用色度稀釋法稀釋含鹽廢水的色度，然后采用電導(dǎo)儀， 計(jì)算此時(shí)含鹽廢水的電導(dǎo)率，最后使用酸堿滴定法，中和含鹽廢水的pH 值。

根據(jù)廢水水樣指標(biāo)制備催化劑， 將碳酸鋇、氧化鋁按照制定的質(zhì)量配比用研磨機(jī)研磨并混合，混合后的物質(zhì)放入煅燒裝置中煅燒，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的煅燒溫度，連續(xù)煅燒120min 后放入冷卻瓶進(jìn)行冷卻，冷卻到與室溫相近即可進(jìn)行截取，作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的催化劑[1]。 接下來(lái)進(jìn)行類芬頓處理，在250mL 的燒瓶中， 利用IKA KS 4000 空氣振搖器進(jìn)行振搖，充分反應(yīng)后加入催化劑和水，用保鮮膜封裝，并持續(xù)振搖，接下來(lái)加入X 工廠的高鹽印染廢水，進(jìn)行處理。

在X 工廠的高鹽印染廢水處理過(guò)程中，先是在錐形瓶中加入X 工廠的高鹽印染廢水，并在高鹽廢水中加入指定數(shù)量的吸附劑，將錐形瓶放置在振動(dòng)搖床中，使其持續(xù)吸附1h，觀察吸附時(shí)間，在吸附結(jié)束時(shí)取出并過(guò)濾，檢測(cè)此時(shí)的濾液[2～4]。有機(jī)物脫除率計(jì)算公式如下（1）所示。

公式（1）中，C0為初始有機(jī)物含量mg/L；Ct為吸附后有機(jī)物含量mg/L。

吸附容量計(jì)算公式如公式（2）所示。

公式（2）中，m 為吸附劑的用量，采用蒸發(fā)濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶的方式制備結(jié)晶鹽，通過(guò)檢驗(yàn)結(jié)晶鹽此時(shí)的品質(zhì)來(lái)驗(yàn)證使用雙膜法進(jìn)行吸附時(shí)有機(jī)物的脫除效果。 將吸附后的廢水利用量杯導(dǎo)入結(jié)晶器中，持續(xù)加熱并不斷攪拌，使其結(jié)晶[5]。 蒸發(fā)結(jié)束后，產(chǎn)生的結(jié)晶體將進(jìn)行過(guò)濾，得到氯化鈉結(jié)晶鹽，將得到的結(jié)晶鹽放置到烘干機(jī)中進(jìn)行烘干，取出烘干后的晶體，檢測(cè)該晶體成分。

在高鹽印染廢水處理后，應(yīng)用TOC 檢測(cè)設(shè)備(MultiN/C2100S)進(jìn)行水質(zhì)分析，上述反應(yīng)停止后，將高鹽廢水經(jīng)過(guò)濾膜儲(chǔ)存于樣瓶中，添加氨氣作為檢測(cè)載氣進(jìn)行水質(zhì)分析，選用milli-QAdvantageA10 超純水儀制備及對(duì)相應(yīng)的反應(yīng)溶液進(jìn)行分析，得出后續(xù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

該印染廢水呈褐色偏黃狀態(tài)，較清澈，pH 值為2.55，呈酸性狀態(tài)，使用電導(dǎo)儀檢測(cè)此時(shí)的電導(dǎo)率數(shù)值，得出此時(shí)印染廢水的電導(dǎo)率為98.54mS/cm，TDS 器檢測(cè)數(shù)值為68647mg/L， 密度為1.054g/mL。 氯離子和硫酸根含量分別是38564mg/L 和2087mg/L，硝酸根、鈣離子、鎂離子、SS 的含量分別為520mg/L、241mg/L、117mg/L、483mg/L。 廢水中還含有COD 和TOC。 主要包括2-二氫-2，2，4三甲基喹啉、2-乙基-1H 吡咯并吡啶、1，3-二氫、4 二胺苯、N-(2-氯乙烷基)-N-乙基苯胺、1，3，3-三甲基-2-氧2H 吲哚、2，3，3-三甲基3H 吲哚、1、N，N-二乙基苯胺、N，N-二甲基-1 苯酚等。

實(shí)驗(yàn)選取的吸附劑有兩種，第一種是活性炭吸附劑；第二種是活性焦吸附劑。 活性炭吸附劑的顆粒較小，呈橢圓狀，且顏色較黑，活性焦吸附劑的顆粒較大，呈棕色。 活性炭在吸附添加量為20～25g/L 時(shí)其對(duì)有機(jī)物的脫除率比活性炭低，證明活性炭的有機(jī)物吸附脫除率遠(yuǎn)高于活性焦的吸附脫除率，達(dá)到了48%以上，因此本文選用活性炭吸附劑進(jìn)行吸附。

原始廢水中的4 三甲基喹啉（6.23mg·L-1）含量最高， 其次是2-乙基-1H 吡咯并吡啶（4.021mg·L-1），N-(2-氯 乙 烷 基)-N-乙 基 苯 胺（0.65mg·L-1）的含量最低，在得到原始廢水中有機(jī)物含量之后，開(kāi)始進(jìn)行活性炭的第一次吸附。

經(jīng)過(guò)活性炭吸附后的印染廢水顏色淺了很多，且整體清澈度偏高，在常規(guī)條件下，將印染廢水蒸發(fā)濃縮，由于檢測(cè)到的印染廢水體系中以鈉離子、氯離子、硫酸根為主，因此可以將其簡(jiǎn)化為三元體系， 用三元水鹽體系相圖進(jìn)行分析如圖1所示。

圖1 三元水鹽體系相圖

如圖1 所示：CEF、BDE、BCE 分別為氯化鈉、硫酸鈉、氯化鈉與硫酸鈉的共晶區(qū)，ADEF 為液相區(qū)。 E 呈現(xiàn)共振狀態(tài)，P 則為原廢水點(diǎn)，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后，該體系中的P 沿AP 方向運(yùn)動(dòng)。 P 運(yùn)動(dòng)到K 點(diǎn)時(shí)，會(huì)進(jìn)入氯化鈉結(jié)晶區(qū)，因此蒸發(fā)終點(diǎn)取K點(diǎn)。 將經(jīng)過(guò)活性炭吸附劑吸附后的廢水，蒸發(fā)濃縮，觀察此時(shí)有機(jī)物的變化情況，分析此時(shí)廢水的成分，可以得出經(jīng)過(guò)吸附后廢水中的有機(jī)物含量如表1 所示。

表1 吸附后廢水中的有機(jī)物含量

通過(guò)表1 數(shù)據(jù)可以看出：吸附后N-二甲基-1苯酚的含量最低，N-二乙基苯胺、3-三甲基3H 吲哚、2-乙基-1H 吡咯并吡啶、4 三甲基喹啉的含量仍然較高， 但廢水中有機(jī)物含量明顯的下降，說(shuō)明使用活性炭吸附能夠達(dá)到降低印染廢水中有機(jī)物的目的。

繼續(xù)使用活性炭吸附，將吸附后的溶液蒸發(fā)結(jié)晶，制得的氯化鈉檢測(cè)結(jié)果如表2 所示。

由表2 可知：此時(shí)氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了98.67，其鈣含量、鎂含量、硫酸根含量均較少，證明此時(shí)的結(jié)晶鹽可達(dá)到精制工業(yè)鹽要求。

表2 氯化鈉檢測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論

分析了高含鹽量、 高有機(jī)物的印染廢水成分，根據(jù)檢測(cè)到的廢物組成含量，設(shè)計(jì)吸附試驗(yàn)，通過(guò)吸附試驗(yàn)去除有機(jī)物，采用蒸發(fā)濃縮和蒸發(fā)結(jié)晶制造結(jié)晶鹽。 檢測(cè)結(jié)晶鹽的成分從而確認(rèn)吸附過(guò)程中有機(jī)物的去除效果。

由去除效果可得，此時(shí)的印染廢水含鹽量最高，達(dá)到了7%，組成成分包括氯化鈉和硫酸鈉。其有機(jī)物含量高，種類復(fù)雜，主要有吲哚和苯胺。其次， 蒸發(fā)過(guò)程中冷凝液的有機(jī)物主要是吲哚。吸附過(guò)程中有機(jī)物去除率達(dá)45%以上，吸附量達(dá)70mg/g(TOC)以上。 除此之外，氯化鈉結(jié)晶鹽產(chǎn)品可通過(guò)吸附、蒸發(fā)、結(jié)晶、溶解、吸附、重結(jié)晶路線生產(chǎn)，得到的結(jié)晶鹽可達(dá)到工業(yè)精制鹽的要求。

綜上所述，使用雙膜法進(jìn)行工業(yè)含鹽廢水中有機(jī)物的吸附脫除可以保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展， 得到的氯化鈉結(jié)晶鹽可達(dá)到精制工業(yè)鹽要求。 對(duì)延長(zhǎng)廢水處理電極，增加廢水處理效率有重要意義。