染料廢水主要來(lái)源于染料及染料中間體生產(chǎn)行業(yè),由各種產(chǎn)品和中間體結(jié)晶的母液、生產(chǎn)過(guò)程中流失的物料及沖刷地面的污水等組成.我國(guó)的染料工業(yè)大部分是間歇操作,廢水間斷性排放,水質(zhì)水量變化范圍大.染料生產(chǎn)流程長(zhǎng),產(chǎn)品收率低,廢水組分復(fù)雜、濃度高(COD為103mg/L～105mg/L)且色度深(5×10 2倍～5×105倍).染料廢水處理的難點(diǎn):一是原水COD高,而B(niǎo)OD/COD值較小,可生化性差;二是色度高,且組分復(fù)雜.
活性炭纖維(ACF)是有機(jī)纖維材料經(jīng)碳化和活化制成的一種新型吸附材料,具有獨(dú)特的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu),比普通活性炭性能優(yōu)越,吸附量大,機(jī)械強(qiáng)度高,吸附、脫附速度快,目前已用于水質(zhì)凈化、廢水的常規(guī)處理和深度處理、回收廢水中有用物質(zhì)等方面,而且處理效果明顯,應(yīng)用價(jià)值高.活性炭纖維的應(yīng)用范圍雖然廣泛,但未見(jiàn)活性炭纖維對(duì)染料廢水處理的研究報(bào)道.本研究采用正交試驗(yàn),分析了影響活性炭纖維處理不同染料廢水的因素,確定了最佳運(yùn)行條件.
1 實(shí)驗(yàn)材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備
活性炭纖維:粘膠劑活性炭纖維氈(南通永通環(huán)保科技有限公司生產(chǎn)),比表面積1000m2/g～2500m2/g,孔徑2nm～20nm;染料取自鄭州市棉紡廠印染車(chē)間:直接大紅B—3G,直接耐曬藍(lán)B—2V,直接深藍(lán)B—2GL,直接艷紅B—3BF,直接嫩黃B—4GLN.
儀器:VIS—7220型分光光度計(jì)(上海第三分析儀器廠);SHA—C型水浴恒溫振蕩器;PHS—2C型精密酸度計(jì).
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 染料最大吸收波長(zhǎng)的測(cè)定
分別配置直接耐曬藍(lán)、直接深藍(lán)、直接大紅、直接嫩黃、直接艷紅的水溶液,以蒸餾水為參比,掃描染料的可見(jiàn)吸收光譜,找出最大吸收波長(zhǎng).實(shí)驗(yàn)用染料的最大吸收波長(zhǎng)見(jiàn)表1.
.jpg)
1.2.2 水處理實(shí)驗(yàn)
把活性炭纖維剪成大小不同的正方形,稱取一定量的活性炭纖維于碘量瓶中,加入20mg/L的染料溶液100mL,調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膒H值,在恒溫振蕩器上振蕩吸附,隔一定時(shí)間取樣離心分離后測(cè)吸光度.計(jì)算色度去除率, 以色度去除率作為評(píng)價(jià)指標(biāo).
色度去除率%=處理后水樣吸光度÷原水樣吸光度×100%
1.2.3 吸附等溫線的測(cè)定
分別于6個(gè)碘量瓶中加入50mg/L的酸性鉻藍(lán)K溶液100mL,然后加入不同質(zhì)量的活性炭纖
維.在恒溫振蕩器上振蕩24h,測(cè)定其吸光度.計(jì)算平衡濃度Ce和飽和吸附量q.
飽和吸附量q(mg/g)=(C0-Ce)×V染液/m,
式中,C0為染料溶液的原始濃度(mg/L);Ce為染液的平衡濃度(mg/L);V染液為染液的體積(L);m為ACF在溶液中的投加量(g).
2 結(jié)果與討論
2.1正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果
一般認(rèn)為,影響染液脫色效果的因素有染料種類(lèi)、活性炭纖維的塊徑、固液比(每升溶液投加活性炭纖維的質(zhì)量)、pH值、反應(yīng)時(shí)間等.本研究就上述5個(gè)因素選用5個(gè)水平,用L25(5 5)正交表進(jìn)行分析.實(shí)驗(yàn)因素水平見(jiàn)表2,按表2所做實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3.
.jpg)
.jpg)
由表3可以看出,各因素對(duì)染料脫色率影響的主次順序?yàn)槿玖系姆N類(lèi)>固液比>pH值>粒徑>反應(yīng)時(shí)間;按染料脫色效果,可以初步確定處理?xiàng)l件為固液比3.0g/L,pH=4,粒徑為1.2cm,反應(yīng)時(shí)間為6.5h.
在正交試驗(yàn)中,活性炭纖維對(duì)直接染料的處理效果均不太好,脫色率最高只有60%.
2.2 活性炭纖維對(duì)酸性鉻藍(lán)K的吸附
活性炭纖維對(duì)直接染料的處理效果不佳,我們用活性炭纖維對(duì)酸性鉻藍(lán)K染料液進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn).
取濃度為50mg/L的酸性鉻藍(lán)K溶液100mL,在上述優(yōu)化條件下進(jìn)行振蕩吸附,隔一定時(shí)間取樣,離心分離后測(cè)吸光度.計(jì)算色度去除率,以色
.jpg)
由圖1可見(jiàn),活性炭纖維對(duì)酸性鉻藍(lán)K的吸附量在1.5h時(shí)就達(dá)90%,2h時(shí)基本達(dá)到平衡,色度去除率達(dá)92%以上.由此可知,活性炭纖維對(duì)酸性鉻藍(lán)K的處理效果要比直接染料好得多,吸附速度也較快.
2.3 弗蘭德里希吸附等溫式
按1.2.3所述的方法,得到ACF投加量與染液平衡濃度之間的關(guān)系,見(jiàn)表4.
.jpg)
據(jù)表4中數(shù)據(jù),以lgq對(duì)lgCe作圖,進(jìn)行弗蘭德里希吸附等溫曲線的擬合,見(jiàn)圖2.
.jpg)
對(duì)曲線進(jìn)行線性回歸得直線方程,活性炭纖維對(duì)酸性鉻藍(lán)K的吸附符合弗蘭德里希吸附,吸附方程為
y= 1.6738x - 0.3414, R 2=0.9945.
上式中,截距=lgk,斜率=1/n,則計(jì)算可得q=kC 1/n=0.4556C 1.6738
.一般認(rèn)為,常數(shù)k與吸附容量有關(guān),1/n與吸附強(qiáng)度有關(guān).1/n值越小,吸附性能越好;k值越大,吸附容量越高.當(dāng)1/n>2時(shí),難以吸附.由活性炭纖維對(duì)酸性鉻藍(lán)K的吸附方程可知,活性炭纖維對(duì)酸性鉻藍(lán)K較易于吸附,但吸附量不太大.這是因?yàn)槿玖戏肿颖容^大,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而活性炭纖維以微孔為主,雖比表面積較大,但孔徑較小,染料分子不易進(jìn)入內(nèi)孔,所以活性炭纖維內(nèi)表面不能充分利用,使得其對(duì)染料分子的吸附量相對(duì)較小.
3 結(jié)論
利用活性炭纖維處理染料模擬廢水,正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,影響吸附的主次順序?yàn)槿玖系姆N類(lèi)>固液比>pH值>粒徑>反應(yīng)時(shí)間.活性炭纖維對(duì)酸性染料的吸附效果優(yōu)于直接染料,其吸附等溫線符合弗蘭德里希吸附.
相關(guān)信息 
推薦企業(yè) 推薦企業(yè)
推薦企業(yè)
源經(jīng)編.gif)
您所在的位置：
