談乳膠絲工業熱水浴廢水凈化初步

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[摘要]采用酸堿中和的方法，分階段調控熱水浴廢水的pH值，利用中和反應過程中出現的可逆性“絮凝”現象，經砂濾、活性炭吸附和納米反滲透膜(RO)過濾單元處理，對乳膠絲工業熱水浴廢水進行凈化初步研究。研究發現：調控廢水體pH＞7后，廢水體隨著pH值的階段性升高、逐步出現白色“絮凝”狀沉淀物，廢水體的TDS值與電導率降幅較大；砂濾對廢水體TDS值與電導率去除幾無影響，活性炭吸附具有一定效果；納米反滲透膜(RO)過濾后、水體TDS值由1449ppm降至58ppm、去除率96.0%，電導率由1860.5μs•cm-1降至104.1μs•cm-1，去除率94.4%；處理后、熱水浴廢水的TDS值與電導率兩項指標已接近本地區工業自來水對應指標，凈化水體有望用作乳膠絲工廠鍋爐循環水及熱水浴源水。

[關鍵詞]乳膠絲；廢水；絮凝；活性炭；納米反滲透膜

乳膠絲是一種乳膠制品，線型、圓柱狀，在中國內地投產及發展已有15年左右；主要用于紡織，家裝等領域，是一種輕質、高彈、高強度的彈性體。在乳膠絲制造過程中，生產線配置了四個梯形熱水浴池，總長約20余米，用于洗脫上一工序凝固成型的乳膠絲表面殘留的凝固劑及其凝固成型時釋放的內容物，熱水浴工序排放的廢水量占乳膠絲工廠日排放廢水量的50%~70%，廢水排放量較大。這些熱水浴排放的廢水偏酸性，pH值在4.1~7.0范圍，溫度45~70℃，水體內容物復雜，TDS值及電導率數值高，但水體總體是清澈透明的，較之其它工序排放進入污水處理站的混合型、黑、臭，粘類型污水易于處理。為此，我們針對這些熱水浴廢水進行了初步的實驗研究，利用氫氧化鈉溶液分段調控廢水體pH值，采用砂濾凈化水體[1-3]，活性炭吸附水體有機質[4-6]，納米反滲透膜過濾去除無機鹽[7]，以期凈化回收部分熱水浴廢水，替代鍋爐循環水及熱水浴源水、減少乳膠絲工廠源水耗用量、降低廢水排放總量、減輕污水處理站運營成本與壓力、利于環境保護，進一步改善周圍生態環境。

1實驗材料與方法

1.1二級基本實驗材料與器具

氫氧化鈉(NaOH)，分析純，西隴科學股份有限公司；乙酸(CH3COOH)，分析純，西隴科學股份有限公司；濾砂，工業級，海南水伊方環境科技有限公司；活性炭(椰殼)，KO6型，海南星光活性炭有限責任公司；納米反滲透膜，ENSF-1812，海南水伊方環境科技有限公司；磁力攪拌器，IKA-RHB1S25，艾卡(廣州)儀器設備有限公司；pH計，FE28，梅特勒托利多儀器(上海)有限公司；電子天平，AL104，梅特勒托利多儀器(上海)有限公司；電導率儀，DDS-307，上海儀電科學儀器股份有限公司；TDS測試儀，RHBasic1，上海儀電科學儀器股份有限公司；玻璃器具，蜀牛，四川蜀玻(集團)有限責任公司；

1.2pH值分段調控試驗方法

室溫下，采用0.1mol•L-1的氫氧化鈉溶液，滴入冷卻至室溫的2L熱水浴廢水體中，開動磁力攪拌器，攪拌1min、靜置5min、用pH計測試反應后液體的pH值，同時測試液體的電導率及TDS值；測試完畢后，以pH值0.2為間隔區間值、作梯度調控、進行酸堿中和反應，直到水體pH值為9.0，測試每個梯度間隔內的電導率及TDS值；結束試驗后，將乙酸滴入反應液，回調pH值至熱水浴廢水初始值，觀察，記錄實驗數據與結果。

1.3砂濾試驗方法

室溫下，將一定量的石英砂，分別填入5根直徑30mm的玻璃濾柱，填充量為500g、1000g、1500g、2000g、2500g，將調制pH值為8.0的熱水浴廢水2L，分別濾過石英砂濾柱，測試5組濾液的電導率及TDS值。

1.4活性炭吸附試驗方法

室溫下，將一定量的粉末活性炭，填入5根直徑30mm的玻璃濾柱，填充量為100g、125g、150g、175g、200g，將調制pH值為8.0的熱水浴廢水2L，分別濾過石英砂濾柱，測試5組濾液的電導率及TDS值。1.5納米反滲透膜過濾試驗方法采用ENSF-1812型納米反滲透膜過濾棒，長23.5cm，封口輪直徑4.4cm，中心管徑1.7cm。將調制pH值分別為7.6、7.8、8.0、8.2、8.4的熱水浴廢水2L，進行壓濾，分別收集這5個組別的濃水與凈化水，測試凈化水的電導率及TDS值。

2結果與討論

2.1pH值分段調控試驗結果

由圖1可見：在選取的調控范圍pH=7.0~9.0，廢水體的TDS及電導率變化規律基本相同。都是先上升后斷崖式下降，并逐步下降到最低值、而后再次逐步上升，呈現出“一峰一谷”的現象；在試驗區間內，測試到廢水體TDS值和電導率兩項指標的峰值為3007ppm與3717.8μs•cm-1，谷底值1449ppm與1860.5μs•cm-1，變化率48.1%~50.0%；廢水體TDS及電導率先上升主要是因為NaOH溶液的加入導致的，而斷崖式下降，主要與試驗過程中、pH值調控至7.4~7.6時，水體出現的大片“絮凝”狀沉淀物有關；在pH值7.6~8.0之間，水體TDS及電導率進一步下降至最低值，可能是沉淀相關的物化反應基本完畢，固液分離完全，溶液內容物減少到最低所致；TDS及電導率在水體pH值8.0~9.0之間逐步上升，可能是沉淀反應完成后，多余的NaOH溶液介入水體所導致；對比廢水體的初始TDS值和電導率(2120ppm和3525.4μs•cm-1)，堿性環境下沉淀完全后，廢水體的TDS值和電導率兩項指標可降低至1449ppm與1860.5μs•cm-1，相關雜質去除率可達31.6%~52.7%；依據測試錄得的數據，這種白色沉淀物將為整個凈化處理工作帶來較大的益處，固液分離后，能較好的減輕其他凈化單元的壓力，同時、在選取的試驗梯度終點，即pH值為9.0時、向水體滴入乙酸、使水體pH值回調至6.0~7.0之間、白色“絮凝”狀沉淀物會迅速消失，可見這種沉淀物存在一定的可逆性；后續，我們將對這種沉淀物進行進一步研究。

2.2砂濾試驗結果

由圖2所示：砂濾前后，水體的TDS及電導率基本沒有變化；可見，砂濾對于水體的TDS及電導率改善基本沒有效果。這可能是因為水體中的內容物并不為砂濾所攔截或吸附，更不能發生化學反應；但砂濾在試驗中能較好的分離水體的“絮凝”狀沉淀物，且砂濾過后，水體的亮度(濁度)明顯改善；下一步、我們將水體的SS及濁度納入試驗測試指標，以便多角度反應砂濾的功效。

2.3活性炭吸附試驗結果

從圖3可以看出：隨著廢水與活性炭接觸時間逐漸變長，從柱1到柱5濾出的水體TDS與電導率逐漸有降低的趨勢，并在長時間接觸后，在選取的試驗范圍內逐步穩定；可見，活性炭能夠去除水體中的一些內溶性雜質，從而降低其TDS及電導率。這些功效可能與活性炭的獨特多孔結構有關，這些多孔、高比表面積的特性賦予了活性炭具有一定的吸附性能，但吸附仍然是有限度的，在選定的試驗范圍內、TDS去除率為5.6%~15.4%，電導率去除率為4.7%~19.0%。

2.4納米反滲透膜過濾試驗

由圖4與圖5可見，在試驗選取的5個水樣中，使用納米反滲透膜過濾前后，濾液的TDS及電導率值均顯示出先低后高的規律，且過濾前后，TDS及電導率值變化劇烈；5組水樣的TDS去除率在95.6%~96.2%之間，電導率的去除率在95.0%~96.4%之間；可見，反滲透膜對乳膠絲熱水浴廢水凈化效果明顯。試驗結果表明，當水樣的pH值為8.0時，使用納米反滲透膜過濾水體，濾前TDS值為1449ppm，電導率為1860.5μs•cm-1，濾后TDS值為58ppm，電導率為104.1μs•cm-1；參考本地區工業自來水對應兩項指標(如表1)，凈化的水體有望用做乳膠絲工廠鍋爐冷卻水或熱水浴源水。

3結論

(1)實驗過程中發現，乳膠絲工業熱水浴廢水在堿性環境下能產生絮凝狀沉淀，這對凈化處理這些廢水帶來便利；(2)在選取的凈化試驗過濾單元中，TDS及電導率兩個指標變化規律基本保持同步，各個凈化單元的凈化效率相對優劣排序為：納米反滲透膜＞活性炭吸附＞砂濾；(3)當熱水浴廢水pH值調控至8.0左右時，RO濾后水體的TDS及電導率兩項指標已經接近工廠所在地工業自來水對應指標，凈化水體有望用做乳膠絲工廠的鍋爐冷卻水或熱水浴源水。

參考文獻

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作者：劉磊 符建壯 盧秋余 袁意 宋軍軍 雷統席 單位：海南經緯乳膠絲有限責任公司