酸析-活性炭纖維吸附預處理精制棉黑液
摘要：采用酸析-活性炭纖維吸附工藝去除精制棉黑液中的有機物,先用酸析法去除木質素,再用活性炭纖維吸附黑液中的剩余有機物。采用紫外-可見(UV-vis)吸收光譜、傅立葉轉換紅外吸收光譜(FTIR)和明亮發光菌水質急性毒性法等手段分析處理前后的精制棉黑液。研究表明,黑液中主要有機成分為愈創基(G-)和羥苯基(H-)木質素。在pH為2.0,活性炭纖維用量為90 g/L,溫度為40°C,吸附時間為5 h的條件下,COD去除率可以達到85%。活性炭纖維對酸析后精制棉黑液的吸附熱力學符合Redlich-Peterson經驗吸附模型,吸附動力學符合偽二級動力學模型,吸附為吸熱過程。酸析-吸附過程使精制棉黑液急性毒性去除率達到95%以上,為后續生物法處理提供了有利條件。
精制棉的主要化學成分是纖維素、木質素、脂肪、果膠質和蠟等，具有無毒、無味、易吸水的特性，是制造醚類纖維素（如CMC、HEC、HPMC、MC等）、硝化纖維素（硝化棉）和醋酸纖維素的主要材料。
精制棉是由棉短絨在氫氧化鈉溶液和高溫高壓作用下，經過蒸煮、次氯酸鈉漂白、碾壓驅水和氣流烘干等工序制得。生產環節的廢水主要由蒸煮黑液、粗洗漂洗水、精洗漂洗水3股廢水構成，俗稱黑液。
蒸煮黑液含有大量的棉短絨等雜質，BOD和COD都較高，可生化性差，屬于難處理的高濃度有機廢水。一般采用無機酸使黑液的PH降到5.0以下析出木質素。在用無機酸進行酸中和時，H+取代堿木素中的Na+，形成難溶于水的木質素沉淀，從而使COD和色度大大降低。目前，國外對精制棉黑液處理的研究非常少見，國內精制棉廢水的處理多集中在采用物化法作為前處理，重點采用生物法使精制棉廢水排放達標。
吸附法作為一種低能耗、易操作、易再生的固體萃取技術，在水處理中有著不可比擬的優勢。最常見的吸附劑是粉末活性碳（PAC）和顆粒活性碳（GAC）。活性炭纖維（ACF）是繼前兩者之后第三代活性炭產品，是一種新型高效纖維吸附材料，其制品形式主要是絲、布或氈，具有比表面積大（2500m2/g）、微孔結構發達、機械強度高（98~498Mpa）、吸附量大、洗脫速度快、再生容易等特點，通過物理吸附、化學吸附以及物理化學吸附等方式在溶劑回收以及水凈化領域越來越受到關注。在污水處理方面，ACF已經應用于處理印染廢水、含砷廢水、含酚廢水、農藥廢水等，對色度以及COD等有良好的去除效果，然而目前使用活性炭纖維處理精制棉黑液的研究鮮有報道。
本文采用酸析-活性炭纖維吸附對精制棉黑液進行預處理，去除木質素等有機物，提高可生化性。重點研究了活性炭纖維對酸析后精制棉黑液的吸附熱力學和吸附動力學，以及靜態吸附條件對COD去除率的影響。采用紫外-可見（UV-vis）吸收光譜、傅立葉轉換紅外吸收光譜（FTIR）和明亮發光菌法水質急性毒性測定等手段分析酸析-吸附前后精制棉黑液的變化。
1實驗部分
1.1實驗材料
精制棉黑液取自四川省瀘州市國營二五五廠，顏色黑褐，刺鼻性氣味，主要水質指標：
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