活性炭對染料廢水的吸附性能

• 來源：廣東冠森炭業(yè)科技有限公司q 更新時間：2021-05-20點擊：1005次

• 　　活性炭對染料廢水的吸附性能，由于染料廢水組成復雜，難以生物降解，色度和有機物含量高，水質(zhì)和水量變化大，是難處理廢水中的一種。

  　　脫色的基本方法有化學法，生物法和物理法。而物理法吸附具有吸附劑源廣，吸附效率高，種類多，方法簡便，對環(huán)境友好，并能選擇性地富集某些化合物等優(yōu)點。

  

  　　當前用于染料廢水處理的吸附劑主要有活性炭，樹脂，天然礦物及各種廢棄物等。其表面及內(nèi)部有多個孔洞，具有去除能力高、比表面積大、對染料可選擇性去除等特點，應用范圍較廣。

  　　該方法具有成本低，效果快，污染小等優(yōu)點，適合于小型企業(yè)染料廢水的處理。但由于吸附法只在吸附劑上吸附染料，不會破壞染料分子結(jié)構(gòu)，因此適合于染料廢水的預處理。采用吸附法可以結(jié)合混凝法、氧化法、電化學法等其它方法對染料廢水進行綜合處理，效果更佳。

  　　研究表明，活性炭對染料廢水的吸附性能受多種因素的影響，包括活性炭的投加量、粒徑、比表面積、孔隙結(jié)構(gòu)以及染料濃度等染料廢水的吸附性能，以及時間、溫度、pH值等外部環(huán)境因素的影響。對吸附影響因素的研究，目前還停留在定性分析的層次上，如果能夠?qū)崿F(xiàn)對這些因素的吸附行為進行定量表征，找出主要影響因素，則可以方便快捷地選擇吸附劑，達到較好的吸附效果，提高活性炭的利用率。

  　　對活性染料廢水進行處理，研究了活性炭材料、物理形態(tài)、活性炭用量、吸附溫度、時間及pH值等因素對活性炭處理效果的影響，并通過實驗確定了最佳的處理工藝條件，結(jié)果表明：活性炭處理效果較好;

  　　活性炭對CODcr去除率的影響。

  　　活性炭材料對CODcr去除率的影響。

  　　采用化學法處理染料廢水，分別添加相同目數(shù)、質(zhì)量的椰殼、果殼和木材顆?；钚蕴?，在常溫下測定不同吸附時間CODcr去除率，如圖1所示。

  　　利用活性炭處理染料廢水。

  　　從圖1可以看出：椰殼顆粒活性炭和果殼顆?；钚蕴繉玖蠌U水中CODcr的去除率比木材顆?；钚蕴扛叩枚唷＿@些方法對椰殼中的CODcr去除率較高。其原因在于椰殼類的表面空隙大而疏松，木材類的表面空隙結(jié)構(gòu)緊密，果殼類的表面空隙比木材類稍大一些，但空隙較淺，吸附力較弱。

  　　活性炭物理形態(tài)對CODcr去除效果的影響。

  　　研究了一種椰殼柱狀活性炭，直徑2mm×4mm，是一種自制的柱狀活性炭，即將柱狀活性炭用離心研磨機粉碎，再用篩子篩選出不同粒徑的顆粒狀活性炭。將顆粒狀活性炭和柱狀活性炭分別投于染料廢水中20g，在常溫下進行吸附，測定不同吸附時間CODcr的去除效果，見圖2。

  　　利用活性炭處理染料廢水。

  　　從圖2中可以看出，顆粒狀活性炭的脫除率是柱狀活性炭的1.2倍左右。粒狀活性炭的孔徑較小，孔徑較大，吸附CODcr的能力較大;柱狀活性炭的孔隙量有限，且接觸面積相對較小，因此顆粒狀活性炭的CODcr去除效果優(yōu)于柱狀活性炭。

  　　顆粒尺寸對CODcr去除率的影響。

  　　以顆粒粒徑分別為0.3mm、0.09mm和0.074mm的10g活性炭在常溫下進行吸附，測定了不同吸附時間對CODcr的去除率，結(jié)果見圖3。

  　　利用活性炭處理染料廢水。

  　　從圖3中可以看出：活性炭的粒徑為0.09mm時，染液對CODcr的去除率在95%~98%之間，而活性炭的粒徑為0.3mm時，去除率在80%~85%之間;活性炭的粒徑為0.074mm時，去除率在87%~91%之間。這說明活性炭顆粒尺寸并不越小越好，顆粒大小適中的活性炭對廢水的CODcr去除率較高。

  　　四是活性炭質(zhì)量對CODcr去除效果的影響。

  　　將不同質(zhì)量的顆粒狀活性炭分別添加到染料廢水中，在常溫下進行吸附，測定不同吸附時間對CODcr的去除率，結(jié)果見圖4。

  　　利用活性炭處理染料廢水。

  　　在圖4中可以看到：隨著活性炭投加量的增加，染料廢水中CODcr的去除率逐漸提高。當CODcr去除率在3g和6g之間時分別為47%和70%，在12g和12g之間時分別為85%和85%，在6g和12g之間時分別為95%和95%。CODcr的去除率隨添加活性炭的量的增加而增大，吸附時間也相應延長。添加量越大，活性炭對CODcr的去除率越高。

  　　活性炭對染料廢水脫色的影響。

  　　活性炭質(zhì)量對脫色性能的影響。

  　　以250mg/L的質(zhì)量濃度，pH=6.65的染料廢水處理后得到100mL。用不同質(zhì)量的顆粒狀活性炭分別吸附于染料廢水中，常溫吸附60min后測定脫色率，結(jié)果見圖5。

  　　利用活性炭處理染料廢水。

  　　從圖5可以看出：隨著活性炭質(zhì)量的提高，染料廢水的脫色率呈先增大后降低的趨勢。在質(zhì)量小于1.0g的活性炭中，染料脫色率顯著增加，大于1.0g后，脫色率隨質(zhì)量的提高而顯著降低。這可能是因為隨著活性炭質(zhì)量的提高，活性炭的比表面積變小，從而影響染料廢水中染料分子的吸附。

  　　溫度對脫色速率的影響。

  　　將1g活性炭添加到染料廢水中，在不同溫度下吸附60min，測定脫色率，結(jié)果見圖6。

  　　利用活性炭處理染料廢水。

  　　從圖6可知：脫色率隨吸附溫度的升高而增大，但在高于70℃時，脫色率呈逐漸降低趨勢。當溫度升高時，廢水中的染料可能會聚集，從而降低活性炭的吸附。

  　　pH值對脫色效果的影響。

  　　調(diào)整染料廢水的pH值，加入1g活性炭，吸附60min，在70℃條件下測定脫色率，結(jié)果見圖7。

  　　利用活性炭處理染料廢水。

  　　從圖7中可以看出：在不同pH值條件下，活性炭對染料廢水的脫色效果不明顯。實驗結(jié)果表明，活性炭吸附染料廢水是一個物理過程，對染料廢水pH值變化不敏感。

  　　吸附時間對脫色速率的影響。

  　　用1g活性炭處理染料廢水，在70℃條件下測定了不同吸附時間的脫色速率，結(jié)果見圖8。

  　　利用活性炭處理染料廢水。

  　　從圖8可以看出，隨著吸附時間的增加，脫色率在短時間內(nèi)明顯提高，但隨后的提高效果不明顯，并有適當?shù)慕档?。根?jù)多孔吸附的動力學模型，在吸附初期，染料分子迅速填充孔隙，后期，由于擴散阻力增大，吸附速率變慢。

  　　第三，結(jié)論。

  　　椰殼顆粒活性炭對活性染料廢水中CODcr的去除率較高，顆粒活性炭對活性染料廢水中CODcr的去除率比柱狀活性炭高得多;當活性炭的粒徑為0.09mm時，對活性染料廢水CODcr的去除效果較好，但活性炭的粒徑并不是越小越好，粒徑適中的活性炭對活性染料廢水CODcr的去除效果更好;而在質(zhì)量為15g時，CODcr的去除效果更好。

  　　溫度為70℃，吸附時間為20min時，當活性炭質(zhì)量達到1.0g左右時，對活性染料廢水的脫色率較高;pH變化對活性炭提高活性染料廢水的脫色效果不明顯。