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  • 2022-04-26 发布

合成硅酸钙特性及其在造纸废水处理中的应用

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合成硅酸钙特性及其在造纸废水処理中的应用•孙德文,宋宝祥,王成海(中国制浆造纸研究院,北京100061)摘要:合成硅酸钙具有高白度、低磨耗值,以及较高的吸油值表面积子L隙率沉降体积等特性采用与其他商品矿物粉体水処理剂对比的方式,对其用于再生纸板厂造纸废水処理做了探索性硏究。笑键词:合成硅酸钙:特性:再生纸板厂;造纸废水処理中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:1001-6309(2011)06-0052-03合成硅酸钙是由粉煤灰中的提取物与石灰在一定条件下反应生成的。我国是个产煤大国,多以煤炭为电力生产的基本燃料。近年来,我国的能源工业稳步发展发电能力年增长率为7.3%但带来了粉煤灰排放量的急剧增加,送给国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。另一方面我国又是一个人均占有资源储量有限的国家粉煤灰的综台利用变废为宝变害为利,已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策是解决我国电力生产环境污染、资源缺乏之间矛盾的重要手段也是电力生产所面临解决的任务之一。利用粉煤灰中的提取物与石灰反应得到的合成物质一一硅酸钙,具有高G度<氏磨耗值,以及枝高的吸油值比表面积孔隙率沉降体积、负电荷强度等特性显现出与众不同的品质特征,可望在造纸领域得到广泛应用!本文就合成硅酸钙用于再生纸板厂造纸废水処理展幵了探索性研究。1实验1.1原料与主要设备原料:废水取自江苏某再生纸板厂循环15天以上的沉积造纸废水;合成硅酸钙取自内蒙某科技有限公司;其他对比样为市场上的商品矿物粉体水処理剂V6包括天然硅藻土仞土、沸石、火山灰、皂土诲泡石等。主要设备:COD快速测定仪;NTU浊度仪。1.2实验方法取废水原水25()mL,加入合成硅酸钙和适量的CPAM<酸铝等;将废水和硅酸钙搅拌混合均匀韻置20min后,取淀量的上层清液,测定清液的理仆性能◊同时在相同条件下选择(种商品矿物粉体水処理剂与石I酸钙对比试验。2结果与讨论2.1合成硅酸钙的品质特征表1物理特性分析结果显示硅酸钙样品具有低的磨耗值,以及较高的吸油值、比表面积、孔隙率彡冗降体积等特性◊其中:高吸油值和比表面积可在吸附亲油性黏性物方面具有很大优势;多空隙结构特性可能会更多地吸附微细杂质。较高的沉降体积表明硅酸钙在水相分散体系中具有良好的悬浮性,这可使得処理废水后产生的污泥也具有良好悬浮性在后续工段中更容易処理。表1硅酸钙样品的物理特性分析结果物理特性表观H度/%iso87.8色度L96.9/%a0.2b3.5耐老化白度/%ISO87.9色度/%L97.0a0.2b3.310pm123粒度分布/%8|xm8.45jim6.42jim5.115.1最大粒抒/pm25.6平均粒行/pm13.6磨耗值(每2000次)/mg1.2吸汕倚/mLGOOg-1)163.5325冃筛余/%2.8pH值(20%)10.0沉降体积/10g-24hyl]3.6比表面积/(m-g1)132.8孔隙中./(mL.g4)0.38Zeta电位/mV-3.2游离水/%1.6n2.2硅酸钙表观形态分析硅酸钙粒子形貌如图1。由图1硅酸钙粒子扫描电子显微镜照片得知合成硅酸钙粒子形貌为一种呈聚积体的a松多孔性结构材料,具有很强猡附性。硅酸钙的孔为通孔,理诏上讲这种结构特征在废水処理应用上具有很大优势,它既能吸作者简介:孙徳文先牛(1卯5-),大学本科学访,助现.1:程师,主要从事造纸矿物颜料加I:与利用的研宄开发I:作:联系电话:010-65877221.522011年6月第30卷第6期<夂0以氏n不保与综合利,附水中的悬浮物等较大粒子也能像渗透膜一样起到过滤、截留作用。其劣势可能会造成对其他化学药品的用量加大。图37种样品对再生纸板厂造纸废水COI)的处理效果废水色度的处理效果206522292000Hl500Z000趔5002000-4rx147.214sqi-7QOZJ54.3v5x6图57样品对再生纸板厂造纸痠水浊度的处理效果15001000-500-290440430410470420460x2A3"4x6图67种样品对再生纸板厂造纸痠水悬浮物的处理效果图I硅酸钙原料的粒子形貌特征2.3硅酸钙処理再生纸板厂废水效果选择6种商品矿物粉体7|<処理剂与硅酸钙对比试验,直双效果如图2所示,処理结果如图3〜图10所示。7643?1A656.26.2H6.2—6.342d3Mu6图77种样品对再生纸板厂造纸废水pH值的影响70舞560J50£40会30201023-31231,427:526.5309v6'1'23'5'6硅酸时原水图27种样品对再生纸板厂造纸废水的净化效果I.rTSS)/整獨42.32*42.32.as7种样品对再生纸板厂造纸废水总氮的处理效果16.,4'12.512.412.612.710.6992.4讨论2.4.1图2直观地给出了不同颜料処理废水后的净化效果,从图2明显看出硅酸钙処理后的废水清澈度要高于用其他颜料処理的结果。2.4.2从阁3看出,7种样品对水中COD的処理效果基本相同。这可能是因为废水经长时间多次循环后,其部分溶于水中图97种样品对再生纸板厂造纸废水总鱗的处理效果COD物质迖到饱和,不能通过简单的絮凝-沉淀方法降低。2.4.3从图4图5看出经硅酸钙处理后的净化水其色度独度指标比其他商品矿物水処理剂具有更明显的效果优势色度净化PaperandPaperMakingVol.30No.6Jun.2011|86W427.6图1()7种样品对再生纸板厂造纸废7氨氮的处理效果率迖99%浊度净化率迖97.8%◊再生纸板厂废水因含有许多微细纤维,可能还添加过染色剂,tK质色度特别高。但硅酸钙独特的多孔隙结构具有很强吸附作用,因此能起到很好的净fb效果。53©19^4-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.netn不保与综合利2.4.4从图6可看出经硅酸钙処理后的净化水其悬浮物(SS)指标降低了86%,比其他商品F物水処理剂高出6^10个百分点◊再生纸板厂废水所含悬浮物主要为微细纤维,硅酸钙通过吸附作用将其截留,生成的污泥具有更髙的利用价值。2.4.5从图7可看出经硅酸钙処理后的净化水其体系pH值维持在合理的范围内。2.4.6从图8®9®10可看出硅酸钙可有效降低水中总氯、总磷、氨氮等指标,且效果比其他商品矿物水処理剂具有更明显的优势,这可能是因为其独特的多孔结构特性对含氨、氨獨的无机离子也具有很强的吸附作用;并且硅酸钙的孔是通孔结构,可以起到渗透膜的作用,能将无机离子过滤、截留在孔中最后随污泥一起排出。3结论初步探索性实验硏究表明,硅酸钙对再生纸板厂造纸废水処理的综合效果优于单独使用天然硅藻、凹土、沸石吹山灰、皂土、海泡石等商品改性矿物粉体水処理剂。但其最佳应用效果,需要结合不同纸厂的废水特性以及硅酸钙的复合改性工艺条件的优化进一步实验确定。©PropertiesofSyntheticCalciumSilicateandItsApplicationinWasteWaterTreatmentSUNDe-wen,SONGBao-xiang,WANGCheng-hai(ChinaNationalPulpandPaperResearchinstitute,Beijing,100020China)Abstract:Syntheticcalciumsilicatehashighwhiteness,lowwearvalue,andhigheroilabsorptionvalue,specificsurfacearea,portratioandsettlementvolume,whichwillbehopefullyusedinpapermakingwidely.Anexploratorystudyonpapermakingeffluemtreatmentinthereclaimedcardboardmillwillbemadebycomparingwithothermineralpowderswatertreatmentagent.Keywords:syntheticcalciumsilicate;properties;reclaimedboard:papermakingeffluenttreatment收稿日期:2011-03-15"麦克默瑞提克(上海)仪器有限公司成立大会暨技术讲座"在上海举行2011年4月20曰,麦克仪器公司在上海隆重举行独资进出口商贸公司“麦克默瑞提克(上海)仪器有限公司成立大会暨技术讲座”。大会由公司总经理在国际物性表征行业内有20多年经验的许人良教授主持。上海浦东新区商务委投资管理処処长胡建华先生、上海颗粒学会理事长蔡小舒教授、江苏颗粒学会常务副理事长孔伟良教授、上海市造纸学会荣誉理事长蒋荣祺高工等1()()余位业内人士出席了本届大会。美国麦克仪器公司(MicromeriticsInstrumentCorporation)是一家总部在乔治亚州亚特兰大的专门研发生产4肖售粉体表面与颗粒表征分析仪器的私人企业。公司以“幵发高质量高性能、具有无与伦比的准确性和一致性的仪器是公司前进的动力,并且永远重视和满足客户的需求”为座右铭,继发明了世界上第一台全金属、可移动的气体吸附分析仪后作为细微颗粒分析仪器的领导者,在全球享誉近50年,成为世界上第一家将自动表面积分析仪、压汞仪以及沉降式粒度分析仪投放市场的公司。麦克仪器公司的产品涉及比表面积及孔隙度分n析仪北学吸附仪、压汞仪、粒度分析仪、泽塔电位仪密度分析仪以及高压物理/化学吸附仪等超过8个系列的产品有40多项专利。该公司的Sedigaph(X光沉降粒度仪)在全球的造纸行)lk内都是测量纸浆颗粒度的“金色”标准技术与仪器,而且是此类仪器的唯一生产厂家。此外该公司的压汞仪(Mercuryporosimetiy)也被广泛用于纸的表征。麦克仪器公司是全球最早获得ISO9001认证的企业,全线产品获得CE欧洲体系认证,并连年荣获美国政府颁发的总统出□奖业务遍及全球50多个国家。麦克仪器公司1970年代末就已进人中国市场,是中美1979年建交后第一批在中国安装分析仪器的美国公司之一◊自从1986年在北京成立办事処以来爱克仪器一直在中国除西藏以外的所有省份为中国的广大科研工作者与企业用户提供高质量高性能的服务。随着中国经济的突飞猛进与市场的持续高速度发展和国家政策的改逬与完善,中国业务占麦克仪器公司全球业务的比例越来越大在整个市场的幵发产品的研发与生产和人员的配置上也愈来愈起到举足轻重的作用。(韩志诚)542011年6月第30卷第6期久©19^4-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://wwv.cnki.net

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