造纸废水处理工艺实验

今天漓源环保给大家介绍一造纸废水处理工艺实验，传统治理造纸废水的方法有电解处理法、化学方法、吸附法、膜分离法、生物法等，随着纳米材料的发展，形成了半导体薄膜光催化法和光电催化法处理废水为代表的新兴技术，使得纳米材料在废水处理方面得到了广泛应用。

本文采用微波辅助低温法制备锐钛矿型二氧化钛薄膜，对实际造纸废水进行了光催化降解处理，并与传统溶胶凝胶法制备薄膜的光催化降解效果进行对比，确定采用本实验方法制取的薄膜降解造纸废水COD值的较佳工艺条件，并对造纸废水的处理做了研究。

1、材料来源

造纸废水由某纸业集团提供，COD值为9160mg/L。

2、 TiO2薄膜的低温制备

将钛酸四丁酯与2/3体积的无水乙醇混合，搅拌20min，得到A溶液。配制二次蒸馏水、冰醋酸和1/3体积的乙醇的混合液，用硝酸调节溶液pH为3.0，得到B溶液。在搅拌下将B液滴加入A液中，70℃回流6h，然后将溶液置于微波水热仪中，微波

(120℃，150W)辐照40min，得到TiO2水溶胶。终混合液中各组分的摩尔比为Ti(OC4H9)4:H2O:C2H5OH:HAc=1:30.5:12:1.5。

清洗干净玻璃基板（4cm×3cm），烘干后浸入到上述水溶胶中，采用提拉法镀膜，自然晾干。如此反复4次，放入烘箱中在100℃下烘2h，自然冷却后取出，进行光催化降解实验。

3、光催化反应实验

分别取COD值在500~5000mg/L范围的造纸废水400mL于烧杯中，调节pH值分别为2、4、6、8，再分别放入负载TiO2膜的基片（4cm×3cm/片，3片），在自制的光催化反应装置中进行光催化降解实验。采用紫外灯（80W、λ=254nm）作光源，PVC光纤作传光介质，调节光照距离，将紫外光集中导入水中，磁力搅拌并调节水温为适当值，间隔1h取样。用DR1010型COD检测仪测定光催化前后废水COD值。通过COD去除率来评价催化剂的活性。分别探讨了不同光催化条件、pH值及废水初始COD值对COD去除率的影响。

COD去除率的计算公式为：COD去除率%=[(COD0－COD)/COD0]×100%

式中：COD0为降解前的含量(mg/L)，COD为降解后的含量（mg/L）。

5、不同光催化条件降解效果的对比

COD值为900mg/L、pH为3.5、水温为30℃的400mL造纸废水在不同光催化条件下、降解时长为10.0h，废水COD去除率随光照时间变化曲线。

在三种条件下光催化处理造纸废水，随着反应时间的延长，光辐照量增大，COD去除率逐渐增大。当反应时间为8.0h时，COD去除率达到较大值，其中在只有紫外灯照射下废水的COD去除率较低为8.6%，其次是溶胶凝胶法制备的薄膜在紫外灯照射下COD去除率为71.2%，微波辅助低温法制备的薄膜在紫外灯照射下光催化效果较佳，COD去除率可达80.3%。超过8.0h后，随反应时间的增加COD去除率几乎保持不变，证明较佳光照时间为8.0h。

6 、pH值对废水中COD去除率的影响

取COD值为900mg/L的造纸废水400mL于烧杯中，以HNO3和NaOH调节废水的pH值分别为2、4、6、8，将微波辅助低温法制备的薄膜(4cm×3cm/片，3片)置于温度为30℃、不同pH值的造纸废水中，光照时间为8.0h，考察pH值对COD去除率的影响。

随着pH值的不断增大，COD去除率先增大后减小，当pH=4.0时，COD去除率达到较大值为81.1%，随着pH值得继续增大，COD去除率逐渐较小。所以在pH值为4.0时，催化剂具有高的光催化活性，造纸废水的降解效果较佳。

7、废水较佳初始COD值的选择

调节废水pH值为4.0，其他条件不变，改变废水初始COD值来考察初始COD值的变化对废水COD去除率的影响。

选取废水COD值在500~5000mg/L范围内，废水初始COD值的变化对COD去除迅速降低。在废水浓度处于500~1000mg/L范围内，降解效果良好，COD去除率在废水浓度为1000mg/L时达到较大值为81.0%。

8、水温对COD去除率的影响

实验各因素均按照以上所得较佳结果取值，改变废水温度来考察水温对COD去除率的影响。随着废水温度的不断升高，COD去除率快速增大，当温度升至35℃时，COD去除率达到较大值，继续升高温度，COD去除率开始缓慢增大。从节约能源的角度出发，选择水温在35℃为宜，光催化薄膜可起到良好的降解效果，COD去除率可达81.3%。一般夏季处理造纸废水效果更好。

9、结论

采用微波辅助低温法制备的纳米TiO2薄膜，经结构表征与亲水性能分析，主要为锐钛矿结构，接触角为10.6°，与传统溶胶凝胶法制备的薄膜相比，亲水性能增强，表明此方法制备的薄膜具有良好的光催化活性和亲水性；本实验方法的优点在于降低了反应温度，实现晶相低温转变。

通过TiO2薄膜光催化降解实际造纸废水实验，分析了光催化氧化的影响因素，结果表明：采用本实验方法制备的薄膜，经紫外光(80W、254nm)辐照8.0h，调节pH为4.0，选取废水初始COD值在500~1000mg/L之间时，水温为35℃，光催化降解效果较佳，COD去除率达81.3%。

以上为漓源环保给大家介绍的造纸废水处理工艺实验，更多的污水处理知识请咨询漓源环保。

漓源环保工程师联系电话：辛工：13580340580 张工：13600466042