纺织整理废水电导值影响因素的研究

2010-06-05万昆,周瑞雪,王菲等

化学与生物工程 2010年10期

纺织整理废水中因含有酸、碱等物质，不能直接循环使用，如直接排放会对环境造成污染，不符合“清洁生产工艺”的要求[1，2]。为此，研究人员对纺织整理废水的处理回收进行了大量研究[3～6]。作者采用3700E型感应式电导仪对某企业几种纺织整理废水(盐酸浓度为0.065～0.125 mol·L-1、硫酸浓度为0.100～0.200 mol·L-1、NaOH浓度为0.070～0.180 mol·L-1)的电导值进行测定，并研究了温度、浓度以及杂质含量对电导值的影响，建立了相应的数学模型。

1 实验

1.1 试剂与仪器

浓盐酸，分析纯，湖北武汉市江北化学试剂有限责任公司；浓硫酸，分析纯，洛阳市化学试剂厂；NaOH，分析纯，武汉制氨厂。

DDS-Ⅱ型电导仪、FC204型电子天平，上海精密科学仪器有限公司；3700E型感应式电导仪，大湖国际；CS501型超级恒温槽，重庆试验设备厂。

1.2 标准溶液的配制

分别用浓盐酸、浓硫酸、NaOH配制浓度各为0.065～0.125 mol·L-1、0.100～0.200 mol·L-1、0.070～0.180 mol·L-1的标准溶液。

1.3 方法

分别用DDS-Ⅱ型电导仪、3700E型感应式电导仪测定HCl/H2SO4/NaOH标准溶液的电导值，比较结果，确定用于纺织整理废水电导值测定的电导仪型号。

根据某企业纺织整理废水的特性，采用3700E型感应式电导仪分别测定一定浓度范围内、不同温度的HCl/H2SO4/NaOH标准溶液的电导值，并根据浓度、温度与电导值的关系建立数学模型。

在相同条件下，采用3700E型感应式电导仪分别测定HCl/H2SO4/NaOH标准溶液和HCl/H2SO4/NaOH废水样品的电导值，并对其影响因素进行比较。

2 结果与讨论

2.1 两种电导仪测定效果对比(图1)

由图1可知，对于不同浓度的HCl/H2SO4/NaOH标准溶液，采用两种电导仪得到的电导值变化趋势相同；在相同浓度下，采用DDS-Ⅱ型电导仪得到的电导值均低于3700E型感应式电导仪。这是因为3700E型感应式电导仪的工作量程为106mS·cm-1，且为数字显示，从而避免了采用DDS-Ⅱ型电导仪人工读数所带来的误差[7，8]。因此，采用3700E型感应式电导仪在线测定纺织整理废水中酸碱浓度。

2.2 温度、浓度对电导值的影响

采用3700E型感应式电导仪测定不同浓度的HCl/H2SO4/NaOH标准溶液在不同温度下的电导值，结果见图2。

由图2可知，在一定HCl/H2SO4/NaOH浓度下，随着溶液温度的升高，电导值逐渐增大；在一定的温度下，随着HCl/H2SO4/NaOH浓度的增大，电导值亦逐渐增大。这是由于HCl、H2SO4和NaOH属强电解质，溶液浓度增大或者溶液温度升高时，会导致溶液中离子间引力的减小及离子运动速度的加快，致使电导值增大[9]。

图1 不同电导仪测定的HCl/H2SO4/NaOH标准溶液的电导值

图2 不同浓度HCl/H2SO4/NaOH标准溶液在不同温度下的电导值

根据某企业纺织整理废水拟使用的环境，分别以32℃下的HCl/H2SO4标准溶液和60℃下的NaOH标准溶液回归方程为基准，建立HCl/H2SO4/NaOH溶液电导值与浓度和温度之间的数学模型，并列出各数学模型的适用浓度和温度范围，如表1所示。

表1 HCl/H2SO4/NaOH标准溶液中浓度、温度与电导值之间的数学模型

2.3 杂质对电导值的影响

在相同的实验条件下，采用3700E型感应式电导仪分别测定HCl/H2SO4/NaOH标准溶液和含HCl/H2SO4/NaOH废水样品的电导值，以考察未知杂质对电导值的影响，结果见表2。

由表2可知，含HCl废水样品的电导值高于HCl标准溶液，而含H2SO4和NaOH废水样品的电导值明显低于相对应的标准溶液，尤其是NaOH标准溶液与废水样品，相对误差高达31.8%。这可能是由于从上游来的整理废水中残留的高分子化合物及上游工艺中添加的助剂，其中部分为电解质[10～12]，它们在水洗、HCl洗、H2SO4洗、NaOH洗的过程中逐渐被除尽，因而含HCl废水样品的电导值高于HCl标准溶液，而含H2SO4和NaOH废水样品的电导值要低于相对应的标准溶液。由此说明，废水中杂质对电导值的影响不可忽略。