简介：采用硅藻土作助滤剂，通过预涂和主体吸附、过滤的方法回收萘酚类染料工业废水中溶解的亚硫酸钠。研究结果表明：采用此法获得的晶体亚硫酸钠，其回收率和相对含量都优于筛网过滤法；应用Carman方程计算出过滤定量液体所使用的最佳助滤剂用量及对应压力。
关键字：硅藻土助滤剂 预涂 主体过滤 染料废水 亚硫酸钠
中图分类号：X788文献标识码：C
文章编号：1000-4602(2001)08-0069-02
吉林化学工业公司染料厂排出的工业废水中含有萘、萘酚、萘酚衍生物、Na2SO3及NaHSO3等物质，其中Na2SO3占14.84%。为提取废水中的Na2SO3晶体，先后采取了加热蒸馏有机物、筛网(滤纸)过滤、活性炭吸附等方法，但效果均不够理想，因此，采用硅藻土作助滤剂进行试验。
1 试验原理与方法
1.1 原理
按机械载流的原理，助滤剂颗粒可以载流杂质，吸附一定量的萘、萘酚、萘酚衍生物和其他杂质，使澄清液体流出以达到过滤的目的。因而，助滤剂的结构形式、间隙大小、表面组成、吸附能力等对滤液的澄清度有很大影响，同时，滤液的粘度、密度、温度等对过滤效果也有一定的影响。试验采用先预涂再进行主体过滤的方法，预涂作用在于形成预涂层，从而延长助滤剂的过滤周期。助滤剂过滤过程主要是形成一个滤饼，这个滤饼具有液体的可透性，在液体透过过程中，助滤剂的颗粒对杂质颗粒有一定的吸附作用。如果没有助滤剂，滤饼只是由杂质颗粒沉降形成，液体的透过性极差。
对于恒压过滤，应用Carman方程：
t/V=［U2αCsYmt／2ΔP2A3］V (1)
式中 V——时间t(s)内的总流量，m3
U——被过滤液的粘度，Pas
α——过滤阻抗，m/kg
Cs——被过滤液体的总渣量，kg/m3
Ym——单位面积滤材的比阻抗，m-1
A——过滤饼的面积，m2
ΔP——过滤压力，Pa
式(1)中如果滤饼不可压缩，则α不变，t/V对V是直线关系；如果滤饼可压缩，则α改变，t/V对V不是直线关系。直线关系有利于过滤(且斜率越小越有利于过滤)，非直线关系不利于过滤。萘酚类染料工业废水滤出液中的亚硫酸钠含量用分光光度法测定。溴百里香酚兰为酸碱指示剂，其变色范围为pH=6.0～7.6，颜色由黄变蓝。根据吸收度与浓度成正比的关系即可求得未知物中Na2SO3的百分含量。
1.2 试验方法
原水为吉林化学工业公司染料厂排出的工业废水(Na2SO3占14.84%)，红褐色。助滤剂为吉林大学物理化学研究室研制的高温硅藻土(含无定形SiO285%～94%)。亚硫酸钠、碳酸钠均为分析纯。
过滤装置如图1所示，其过滤面积为3.85×10-5m2，直径为7.0×10-2 m，高度为5.0×10-2 m(亦可根据过滤量决定)。过滤的目的是去除废水中高于5%的NaHSO3(2NaHSO3+Na2CO3→2Na2SO3+H2O+CO2↑)。试验时，在1 kg废水中加入1.5×10-2 kg的Na2CO3，将0.20 L含硅藻土助滤剂的废水从加料口加入、抽滤，在滤纸(筛网)上形成预涂层；将流出液再次通过加料口加入，重复三次，完成预涂。最后通入具有一定比例助滤剂的废水，加压进行过滤。全部过滤结束后，用少许蒸馏水重复过滤2次，以保证滤液中Na2SO3的含量。
取滤液用分光光度法分析Na2SO3的相对含量，加热浓缩，去除多余的水分和少量酚，干燥后即得白色晶体Na2SO3。