改性磁性材料处理餐饮废水的研究cjmo.docx

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1、改性磁性性材料处处理餐饮饮废水的的研究*张凤娥第一作者：张凤娥，女，1964年生，硕士，主要从事建筑给水排水教学和研究工作。*江苏省高校自然基金资助项目（No.04KJB610031）。魏魏经逵谢谢琦龙正海海（江苏工工业学院院环境与与安全工工程学院院，江苏苏常州 22131164）摘要研究究了改性性前后磁磁性材料料对餐饮饮废水中中CODD和动植物物油的吸吸附性能能。结果果表明，改改性后磁磁性材料料吸附性性能加强强；处理理餐饮废废水的最最佳条件件为：ppH为4.55，吸附附时间为为15 minn，振荡荡强度为为1800 r/minn，改性性后磁性性材料投投加量为为15 g/LL；温度度对吸附附性

2、能影影响不大大；常温温（255 ）下，改改性磁性性材料对对实际餐餐饮废水水进行处处理，动动植物油油和CODD的去除除率分别别达到778.44%、75.7%以以上。关键词磁磁性材料料改性吸附附餐饮废废水Treaatmeent of thee reestaauraant wasstewwateer bby mmodiifieed mmagnnetiite matteriialss meethood Zhaang Fennge，Weii Jiingkkui，Xiee Qii，Lonng ZZhennghaai. (Scchoool oof EEnviironnmenntall Saafetty EE

3、ngiineeerinng, Jiaangssu PPolyytecchniic UUnivverssityy, CChanngzhhou Jiaangssu 22131164)Absttracct: Thee addsorrptiion prooperrtiees oof mmodiifieed mmagnnetiite matteriialss foor CCOD andd oiil ffromm reestaauraant wasstewwateer wweree sttudiied on thiis ppapeer. Thee reesullts shoowedd thhat thee

4、 addsorrptiion prooperrtiees oof mmodiifieed mmagnnetiite matteriialss grreattly enhhancced thaan bbefoore, thhe bbestt reestaauraant wasstewwateer ttreaatmeent conndittionns wweree ass foolloows: pHH off 4.5, adssorpptioon ttimee off 155 miin, osccilllatiion inttenssityy off 1880 rr/miin, adssorbbe

5、ntt doosagge oof 115 gg/L. Thhe eeffeect of temmperratuure wass liittlle oon tthe adssorpptioon pproppertty. Thee reemovval ratte oof tthe oill annd CCOD reaacheed mmoree thhan 78.4% andd 766.0 %，resspecctivvelyy.Keywwordds: maggnettic matteriialss; mmodiifyiing;adssorbbentt; rresttaurrantt waasteew

6、atter吸附法是是去除水水中有机机或无机机污染物物的一种种较为常常用且有有效的方方法。目目前，应应用较多多的吸附附剂有活活性炭、粘粘土、硅硅胶、沸沸石、壳壳质类等等1。氧化铁铁是最常常见的一一类矿物物,因其具具有较高高的表面面电位和和较大的的比表面面积，故故常应用用它形成成的内电电解来处处理各类类废水。利利用铁的的氧化物物或氢氧氧化物去去除水中中重金属属离子或或有机污污染物已已有大量量研究报报道22。餐饮废废水的成成分复杂杂，有机机物含量量高，主主要有食食物纤维维、淀粉粉、脂肪肪、动植植物油脂脂、各类类佐料、洗洗涤剂和和蛋白质质等。对对餐饮废废水的处处理主要要是对其其中的油油和COOD的去去

7、除。笔者利用用改性后后的磁性性材料作作为吸附附材料对对餐饮废废水中的的CODD和油的的去除性性能进行行了研究究。1 实实验部分分1.1 试验验材料试验吸附附材料：利用天天然磁铁铁矿研磨磨粉末代代替四氧氧化三铁铁进一步步降低材材料成本本。磁铁铁矿原料料中含有有部分杂杂质，用用磁选管管分离提提纯，清清洗烘干干后放入入行星式式球磨机机中磨成成粉末，期期间经常常取出细细组分，以以免磨得得太细，造造成团聚聚。根据据斯托克克斯原理理不同粒粒径的微微粒的自自由沉降降速度不不同，磨磨好的磁磁铁矿粉粉过2000目筛筛，水析析法筛选选出其中中粒径小小于300 mm的部分分。自制制进行表表面改性性，制备备好的改改性

8、磁粉粉与水混混匀后，用用一块永永磁铁就就可以实实现快速速分离，显显示出较较好的磁磁分离性性能。试验模拟拟乳化油油废水3：由于餐餐饮废水水的特性性不够稳稳定，试试验中采采用制备备的模拟拟乳化油油废水进进行研究究。取11.5 L自来来水于玻玻璃瓶中中，加入入1.775 gg油品与与表面活活性剂的的混合物物（二者者的质量量比为55:1）机机械搅拌拌1.55 h，静静置2 d，抽抽取底层层饱和乳乳化油废废水，自自制人工工废水进进行实验验，COOD在1 0000 mg/L左右右。1.2 实验验试剂FeCll36H2O、NaOOH、盐盐酸均为为分析纯纯。1.3 实验验仪器PHB-99001型pH计；5B-

9、6型CODD速测仪仪；F220000-红外测测油仪；D-884011型多功功能搅拌拌器；TTHZ-C型恒恒温振荡荡器；XXCGSS磁选管管。1.4 实验验方法磁性吸附附材料处处理餐饮饮废水的的性能实实验：在在2500 mLL锥形瓶瓶中加入入1000 mLL模拟废废水，用用稀盐酸酸或稀氢氢氧化钠钠溶液调调节pHH至一定定值，投投加改性性的吸附附材料，放放入恒温温振荡器器内振荡荡一段时时间，取取出后进进行磁分分离，分分别测定定上清液液中的油油与COOD。由由于餐饮饮废水中中的油和和CODD的含量量成正相相关性，故故前期实实验只测测了废水水的COOD含量量。动植物油油含量的的测定4：将50 mL水水

10、样移至至分液漏漏斗中，加加盐酸酸酸化至ppH2，用200 mLL四氯化化碳洗涤涤取样烧烧杯后移移入分液液漏斗中中，加入入约1 g氯化化钠，充充分振荡荡2 mmin，并并经常开开启活塞塞排气。静静置分层层后，将将萃取液液流入1100 mL具具塞锥形形瓶中。用用20 mL四四氯化碳碳重复萃萃取一次次，往锥锥形瓶中中加无水水硫酸钠钠，至不不再结块块为止，盖盖好塞子子静置00.5 h。另另在玻璃璃漏斗颈颈部衬垫垫5 mmm脱脂脂棉（经经四氯化化碳清洗洗），脱脱水萃取取液经此此过滤于于50 mL容容量瓶中中，并用用少量四四氯化碳碳清洗锥锥形瓶和和漏斗，并并入容量量瓶，加加四氯化化碳稀释释至标线线定容，并

11、并摇匀。用用4 ccm比色色皿，以以四氯化化碳为参参比，红红外测油油仪测定定直接读读出动植植物油含含量。2 结结果与讨讨论2.1 ppH对CODD去除率率的影响响在材料投投加量22 g/L、CODD为1 2227 mg/L、体体积1000 mmL、温温度255 、转速速1800 r/minn、反应应时间11 h的的条件下下，不同同pH下测测试COOD的去去除率，结结果见图图1。从图1可可见，两两种吸附附材料对对CODD去除率率均随ppH的增增加先逐逐渐增加加，然后后又迅速速减小。当当pH增加加到4.5、5.00时，COOD去除率率分别达达到最大大值，随随后开始始大幅度度下降，当当pH=8.55

12、左右时时，COOD去除除率已经经非常低低。说明明酸性条条件更有有利于吸吸附，碱碱性条件件不利于于吸附反反应的进进行。这这是因为为由于溶溶液中的的油滴吸吸附了表表面活性性剂而带带负电，磁磁粉颗粒粒带正电电，两者者间存在在静电引引力55，而而溶液的的pH会影影响吸附附剂和吸吸附质的的存在形形式和带带电状况况，吸附附材料、吸吸附质不不同，其其适宜吸吸附的ppH范围围也不同同。COD去除率/% pH图1 pHH对CODD去除率率的影响响2.2 反应应时间对对CODD去除率率的影响响在CODD为1 1188 mg/L、pH为4.555.00、其他他同上的的条件下下，不同同反应时时间测试试CODD去除率率

13、的结果果见图22。COD去除率/%反应时间间/miin图2 反应应时间与与CODD去除率率的关系系从图2可可见，两两种吸附附材料对对CODD的吸附附速率很很快，吸吸附前115 mmin吸吸附量迅迅速上升升，155 miin后变变化趋势势已经很很缓慢，20 min后吸附量基本保持不变，达到平衡。快速吸附表明油脂分子在吸附剂表面的快速扩散和络合，这与所制备吸附材料的粒度直接相关，由于其粒径都很小，在水中分散度高，固液接触面积大，有利于油脂分子向吸附剂表面活性位点的扩散，而且材料粒度小，吸附几乎只发生在吸附剂的外表面，没有更多的内扩散过程，吸附速率主要由溶液中油脂的扩散速率决定，因此表现出较快的吸附

14、速率，这对提高餐饮废水的处理工艺效率非常有利。2.3 振速速对去除率率的影响响在CODD为1 009 55mg/L、其其他同上上的条件件下，只只改变振振速，结结果见图图3。较快的振振动速度度有利于于增加吸吸附剂和和吸附质质之间的的相对速速度，会会使液膜膜变薄，可可提高外外部扩散散速度，缩缩短吸附附时间，但但从图33可见，当当振速大大于1880 rr/miin后，处处理效果果提高得得已不太太明显，甚甚至还会会有所降降低，可可能是水水的剪切切力太大大，使那那部分依依靠物理理作用吸吸附的不不是很牢牢固的油油脂脱落落下来，因因此采用用1800 r/minn作为实实验条件件。去除率/%振速/(rminn

15、-1)图3 振速速与COOD去除除率的关关系2.4 吸附附剂投加加量对CODD去除率率的影响响COD去除率/%在CODD为1 0094 mg/L、反反应时间间20 minn、其他他同上的的条件下下，只改改变吸附附剂投加加量，结结果见图图4。投加量/(gL-1)图4 吸附剂剂投加量量与COOD去除除率的关关系从图4可可见，吸吸附剂投投加量在在15 g/LL时就可可达到较较好的处处理效果果，继续续投加对对处理效效果没有有太大的的影响，因因此吸附附材料的的投加量量以155 g/L作为为实验条条件。2.5 温度度对COOD去除除率的影影响在CODD为1 0006 mg/L、反反应时间间20 minn、

16、其他他同上的的条件下下，只改改变反应应温度，结结果见图图5。COD去除率/%随着温度度的升高高CODD去除率率逐渐减减小，说说明油脂脂在材料料上的吸吸附是放放热反应应，低温温有利于于吸附，而而高温不不利于吸吸附的进进行，不不过在11545 时，处处理效果果下降的的还不是是很明显显，餐饮饮废水的的温度一一般不会会超出445 ，可以以取得较较好的处处理效果果。反应温度度/图5 反应应温度与与CODD去除率率的关系系2.7 实际际餐饮废废水油和和CODD的去除除研究通过以上上研究得得出处理理的最佳佳反映条条件，取取食堂实实际餐饮饮废水进进行试验验，处理理见表22。表2 实际餐餐饮废水水的内电电解处理

17、理效果编号项目进水出水去除率/%1pH7.2227.233动植物油油/（mgL1）1942985.11COD/（mgL1）1 277020483.992pH7.2227.288动植物油油/（mgL1）1944278.44COD/（mgL1）1 277030875.773pH6.6665.644动植物油油/（mgL1）1653380.00COD/（mgL1）1 066724676.993 结结论（1）改改性的磁磁性材料料处理餐餐饮废水水的最佳佳条件为为： ppH为4.55，反应应时间为为15 minn，振速速为1880 rr/miin，吸吸附剂投投加量为为15 g/LL。温度度因素对对处理效效果

18、影响响不大。（2）在在常温（25）下，改性磁性材料对实际餐饮废水进行处理，COD和动植物油的去除率取得了较好的处理效果。参考文献献：1 刘晓晓明，杨杨翠英，宋宋吉勇.用活性性炭为吸吸附剂处处理含CCr()电镀废废水探讨讨J.山东东科技大大学学报报，20005，24(2)：1077-1009.2 BEENJAAMINN M M，LECCKE J OO. MMulttiplle ssitee addsorrptiion of Cd, Cuu, ZZn aand Pb on amoorphhouss irron oxyyhyddroxxideeJ. CCollloidd. IInteerfaace Scii.，19881,779：2099-2115.3 张凤凤娥，谢谢琦，李李宏，等等.内电解解法处理理餐饮废废水的试试验研究究J.中国国给水排排水，220077，23(13)：83-86.4 吴珉珉.红外光光度法测测定水中中油类的的改进J环境管管理与技技术，220022，14(5)：31.5 许保保玖.当代给给水与废废水处理理原理M.2版，北北京：高高等教育育出版社社，20000.责任编辑辑：黄苇苇（收到到修改稿稿日期：20008-112-001）版权所所有 环环境污染染与防治治杂志志社