紡織整理廢水電導值影響因素的研究

2010-06-05 02:34:14萬昆,周瑞雪,王菲等

化學與生物工程 2010年10期

紡織整理廢水中因含有酸、堿等物質，不能直接循環使用，如直接排放會對環境造成污染，不符合“清潔生產工藝”的要求[1，2]。為此，研究人員對紡織整理廢水的處理回收進行了大量研究[3～6]。作者采用3700E型感應式電導儀對某企業幾種紡織整理廢水(鹽酸濃度為0.065～0.125 mol·L-1、硫酸濃度為0.100～0.200 mol·L-1、NaOH濃度為0.070～0.180 mol·L-1)的電導值進行測定，并研究了溫度、濃度以及雜質含量對電導值的影響，建立了相應的數學模型。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

濃鹽酸，分析純，湖北武漢市江北化學試劑有限責任公司；濃硫酸，分析純，洛陽市化學試劑廠；NaOH，分析純，武漢制氨廠。

DDS-Ⅱ型電導儀、FC204型電子天平，上海精密科學儀器有限公司；3700E型感應式電導儀，大湖國際；CS501型超級恒溫槽，重慶試驗設備廠。

1.2 標準溶液的配制

分別用濃鹽酸、濃硫酸、NaOH配制濃度各為0.065～0.125 mol·L-1、0.100～0.200 mol·L-1、0.070～0.180 mol·L-1的標準溶液。

1.3 方法

分別用DDS-Ⅱ型電導儀、3700E型感應式電導儀測定HCl/H2SO4/NaOH標準溶液的電導值，比較結果，確定用于紡織整理廢水電導值測定的電導儀型號。

根據某企業紡織整理廢水的特性，采用3700E型感應式電導儀分別測定一定濃度范圍內、不同溫度的HCl/H2SO4/NaOH標準溶液的電導值，并根據濃度、溫度與電導值的關系建立數學模型。

在相同條件下，采用3700E型感應式電導儀分別測定HCl/H2SO4/NaOH標準溶液和HCl/H2SO4/NaOH廢水樣品的電導值，并對其影響因素進行比較。

2 結果與討論

2.1 兩種電導儀測定效果對比(圖1)

由圖1可知，對于不同濃度的HCl/H2SO4/NaOH標準溶液，采用兩種電導儀得到的電導值變化趨勢相同；在相同濃度下，采用DDS-Ⅱ型電導儀得到的電導值均低于3700E型感應式電導儀。這是因為3700E型感應式電導儀的工作量程為106mS·cm-1，且為數字顯示，從而避免了采用DDS-Ⅱ型電導儀人工讀數所帶來的誤差[7，8]。因此，采用3700E型感應式電導儀在線測定紡織整理廢水中酸堿濃度。

2.2 溫度、濃度對電導值的影響

采用3700E型感應式電導儀測定不同濃度的HCl/H2SO4/NaOH標準溶液在不同溫度下的電導值，結果見圖2。

由圖2可知，在一定HCl/H2SO4/NaOH濃度下，隨著溶液溫度的升高，電導值逐漸增大；在一定的溫度下，隨著HCl/H2SO4/NaOH濃度的增大，電導值亦逐漸增大。這是由于HCl、H2SO4和NaOH屬強電解質，溶液濃度增大或者溶液溫度升高時，會導致溶液中離子間引力的減小及離子運動速度的加快，致使電導值增大[9]。

圖1 不同電導儀測定的HCl/H2SO4/NaOH標準溶液的電導值

圖2 不同濃度HCl/H2SO4/NaOH標準溶液在不同溫度下的電導值

根據某企業紡織整理廢水擬使用的環境，分別以32℃下的HCl/H2SO4標準溶液和60℃下的NaOH標準溶液回歸方程為基準，建立HCl/H2SO4/NaOH溶液電導值與濃度和溫度之間的數學模型，并列出各數學模型的適用濃度和溫度范圍，如表1所示。

表1 HCl/H2SO4/NaOH標準溶液中濃度、溫度與電導值之間的數學模型

2.3 雜質對電導值的影響

在相同的實驗條件下，采用3700E型感應式電導儀分別測定HCl/H2SO4/NaOH標準溶液和含HCl/H2SO4/NaOH廢水樣品的電導值，以考察未知雜質對電導值的影響，結果見表2。

由表2可知，含HCl廢水樣品的電導值高于HCl標準溶液，而含H2SO4和NaOH廢水樣品的電導值明顯低于相對應的標準溶液，尤其是NaOH標準溶液與廢水樣品，相對誤差高達31.8%。這可能是由于從上游來的整理廢水中殘留的高分子化合物及上游工藝中添加的助劑，其中部分為電解質[10～12]，它們在水洗、HCl洗、H2SO4洗、NaOH洗的過程中逐漸被除盡，因而含HCl廢水樣品的電導值高于HCl標準溶液，而含H2SO4和NaOH廢水樣品的電導值要低于相對應的標準溶液。由此說明，廢水中雜質對電導值的影響不可忽略。