活性炭对染料废水的吸附性能

• 来源：广东冠森炭业科技有限公司q 更新时间：2021-05-20点击：1022次

• 　　活性炭对染料废水的吸附性能，由于染料废水组成复杂，难以生物降解，色度和有机物含量高，水质和水量变化大，是难处理废水中的一种。

  　　脱色的基本方法有化学法，生物法和物理法。而物理法吸附具有吸附剂源广，吸附效率高，种类多，方法简便，对环境友好，并能选择性地富集某些化合物等优点。

  

  　　当前用于染料废水处理的吸附剂主要有活性炭，树脂，天然矿物及各种废弃物等。其表面及内部有多个孔洞，具有去除能力高、比表面积大、对染料可选择性去除等特点，应用范围较广。

  　　该方法具有成本低，效果快，污染小等优点，适合于小型企业染料废水的处理。但由于吸附法只在吸附剂上吸附染料，不会破坏染料分子结构，因此适合于染料废水的预处理。采用吸附法可以结合混凝法、氧化法、电化学法等其它方法对染料废水进行综合处理，效果更佳。

  　　研究表明，活性炭对染料废水的吸附性能受多种因素的影响，包括活性炭的投加量、粒径、比表面积、孔隙结构以及染料浓度等染料废水的吸附性能，以及时间、温度、pH值等外部环境因素的影响。对吸附影响因素的研究，目前还停留在定性分析的层次上，如果能够实现对这些因素的吸附行为进行定量表征，找出主要影响因素，则可以方便快捷地选择吸附剂，达到较好的吸附效果，提高活性炭的利用率。

  　　对活性染料废水进行处理，研究了活性炭材料、物理形态、活性炭用量、吸附温度、时间及pH值等因素对活性炭处理效果的影响，并通过实验确定了最佳的处理工艺条件，结果表明：活性炭处理效果较好;

  　　活性炭对CODcr去除率的影响。

  　　活性炭材料对CODcr去除率的影响。

  　　采用化学法处理染料废水，分别添加相同目数、质量的椰壳、果壳和木材颗粒活性炭，在常温下测定不同吸附时间CODcr去除率，如图1所示。

  　　利用活性炭处理染料废水。

  　　从图1可以看出：椰壳颗粒活性炭和果壳颗粒活性炭对含染料废水中CODcr的去除率比木材颗粒活性炭高得多。这些方法对椰壳中的CODcr去除率较高。其原因在于椰壳类的表面空隙大而疏松，木材类的表面空隙结构紧密，果壳类的表面空隙比木材类稍大一些，但空隙较浅，吸附力较弱。

  　　活性炭物理形态对CODcr去除效果的影响。

  　　研究了一种椰壳柱状活性炭，直径2mm×4mm，是一种自制的柱状活性炭，即将柱状活性炭用离心研磨机粉碎，再用筛子筛选出不同粒径的颗粒状活性炭。将颗粒状活性炭和柱状活性炭分别投于染料废水中20g，在常温下进行吸附，测定不同吸附时间CODcr的去除效果，见图2。

  　　利用活性炭处理染料废水。

  　　从图2中可以看出，颗粒状活性炭的脱除率是柱状活性炭的1.2倍左右。粒状活性炭的孔径较小，孔径较大，吸附CODcr的能力较大;柱状活性炭的孔隙量有限，且接触面积相对较小，因此颗粒状活性炭的CODcr去除效果优于柱状活性炭。

  　　颗粒尺寸对CODcr去除率的影响。

  　　以颗粒粒径分别为0.3mm、0.09mm和0.074mm的10g活性炭在常温下进行吸附，测定了不同吸附时间对CODcr的去除率，结果见图3。

  　　利用活性炭处理染料废水。

  　　从图3中可以看出：活性炭的粒径为0.09mm时，染液对CODcr的去除率在95%~98%之间，而活性炭的粒径为0.3mm时，去除率在80%~85%之间;活性炭的粒径为0.074mm时，去除率在87%~91%之间。这说明活性炭颗粒尺寸并不越小越好，颗粒大小适中的活性炭对废水的CODcr去除率较高。

  　　四是活性炭质量对CODcr去除效果的影响。

  　　将不同质量的颗粒状活性炭分别添加到染料废水中，在常温下进行吸附，测定不同吸附时间对CODcr的去除率，结果见图4。

  　　利用活性炭处理染料废水。

  　　在图4中可以看到：随着活性炭投加量的增加，染料废水中CODcr的去除率逐渐提高。当CODcr去除率在3g和6g之间时分别为47%和70%，在12g和12g之间时分别为85%和85%，在6g和12g之间时分别为95%和95%。CODcr的去除率随添加活性炭的量的增加而增大，吸附时间也相应延长。添加量越大，活性炭对CODcr的去除率越高。

  　　活性炭对染料废水脱色的影响。

  　　活性炭质量对脱色性能的影响。

  　　以250mg/L的质量浓度，pH=6.65的染料废水处理后得到100mL。用不同质量的颗粒状活性炭分别吸附于染料废水中，常温吸附60min后测定脱色率，结果见图5。

  　　利用活性炭处理染料废水。

  　　从图5可以看出：随着活性炭质量的提高，染料废水的脱色率呈先增大后降低的趋势。在质量小于1.0g的活性炭中，染料脱色率显著增加，大于1.0g后，脱色率随质量的提高而显著降低。这可能是因为随着活性炭质量的提高，活性炭的比表面积变小，从而影响染料废水中染料分子的吸附。

  　　温度对脱色速率的影响。

  　　将1g活性炭添加到染料废水中，在不同温度下吸附60min，测定脱色率，结果见图6。

  　　利用活性炭处理染料废水。

  　　从图6可知：脱色率随吸附温度的升高而增大，但在高于70℃时，脱色率呈逐渐降低趋势。当温度升高时，废水中的染料可能会聚集，从而降低活性炭的吸附。

  　　pH值对脱色效果的影响。

  　　调整染料废水的pH值，加入1g活性炭，吸附60min，在70℃条件下测定脱色率，结果见图7。

  　　利用活性炭处理染料废水。

  　　从图7中可以看出：在不同pH值条件下，活性炭对染料废水的脱色效果不明显。实验结果表明，活性炭吸附染料废水是一个物理过程，对染料废水pH值变化不敏感。

  　　吸附时间对脱色速率的影响。

  　　用1g活性炭处理染料废水，在70℃条件下测定了不同吸附时间的脱色速率，结果见图8。

  　　利用活性炭处理染料废水。

  　　从图8可以看出，随着吸附时间的增加，脱色率在短时间内明显提高，但随后的提高效果不明显，并有适当的降低。根据多孔吸附的动力学模型，在吸附初期，染料分子迅速填充孔隙，后期，由于扩散阻力增大，吸附速率变慢。

  　　第三，结论。

  　　椰壳颗粒活性炭对活性染料废水中CODcr的去除率较高，颗粒活性炭对活性染料废水中CODcr的去除率比柱状活性炭高得多;当活性炭的粒径为0.09mm时，对活性染料废水CODcr的去除效果较好，但活性炭的粒径并不是越小越好，粒径适中的活性炭对活性染料废水CODcr的去除效果更好;而在质量为15g时，CODcr的去除效果更好。

  　　温度为70℃，吸附时间为20min时，当活性炭质量达到1.0g左右时，对活性染料废水的脱色率较高;pH变化对活性炭提高活性染料废水的脱色效果不明显。