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活性炭吸附处理印染废水的条件优化

2013年07月08日 14:10:18 人气: 987
　　称取0.5g不同炭化温度下的炭素于100mL磨口锥形瓶中，加入100mL印染废水，在振荡器上于120r/min、25℃下振荡30min，过滤，测其吸光度值。炭化温度从400℃升高至800℃，脱色率逐渐增大，其原因是在炭化过程中，花生壳中的纤维素和木质素分解，产生脱水、脱酸等反应，并形成芳核间的结合，随后脱氢，大量芳核直接结合，形成二维平面结构，同时结合上-CH2-,形成三维立体结构，形成了发达的孔隙，使炭化后的花生壳炭素具有吸附性。炭化温度再继续升高到900℃，其脱色率反而下降了，原因是温度过高，使花生壳中的纤维素碳化结节，阻碍了孔隙的形成。故炭化温度选择800℃。
　　
　　炭化时间从30min延长至150min，所得产品对印染废水的脱色率逐渐增加，当超过150min后，脱色率随着炭化时间的增加而减小，脱色率在150min处达到zui大，此时，花生壳中的大部分非炭成分和碳水化合物已经去除，形成了一定数量的微孔结构。故炭化时间选择150min。
　　
　　从炭化后的花生壳炭素脱色率可以看出，未经过任何处理的花生壳炭素的脱色率很低，原因是花生壳炭素还没有形成发达的细孔结构，部分细孔堵塞。为了提高花生壳炭素的吸附能力，必须对它进行活化处理。活化剂（H2SO4）的稀释比、活化温度、活化时间、固液比是影响花生壳炭素活化的主要因素。本文采用正交实验L9（34）进行条件优化。影响花生壳活性炭吸附能力的4个因素中主次比较为：活化剂稀释比>活化时间>温度>固液比。从结果可以看出，*条件为：A3B2C1D2。
　　
　　在100mL印染废水中，加入活性炭0.2g,在振荡器上于120r/min、25℃下振荡30min,pH值对印染废水脱色率的影响。pH值在1~5时，印染废水的脱色率变化不大，从处理成本考虑，选择印染废水自身的pH比较合理，因此，选择pH值为5.在100mL印染废水中，加入活性炭0.2g，调节pH值为5，温度为25℃，在振荡器上以不同速率振荡30min，振荡速率对印染废水脱色率的影响。着振荡速率的增加，脱色率逐渐增大，到160r/min时达到zui大值，以后逐渐降低，原因是振荡速率过大，有色物质就会解析出来，因此，选择振荡速率为160r/min。
　　
　　活性炭用量。取6份印染废水，每份各100mL，加入不同量花生壳活性炭，调节pH值为5,温度为25℃，在振荡器上以160r/min振荡吸附120min,活性炭用量对废水脱色率的影响。花生壳活性炭的用量对印染废水的脱色率有很大影响。随着花生壳活性炭用量的增加，脱色率也不断增加，但用量超过1.5g后，对脱色率的影响已经不明显，说明当花生壳活性炭的用量为1.5g时，吸附就基本达到饱和状态，即花生壳活性炭用量为15g/L（1.5g/100mL）比较适宜，此时印染废水的脱色率达96.7%.
　　
　　采用硫酸活化法制备花生壳活性炭的*工艺条件：炭化温度为800℃、炭化时间为150min、活化剂硫酸的稀释比为1∶1、固液比为1∶2、活化时间为90min、活化温度为60℃，此条件下制备的活性炭对印染废水的吸附效果较好。花生壳活性炭吸附处理印染废水的*工艺条件：吸附剂用量为15g/L、吸附时间为120min、振荡速率为160r/min、废水的pH值为5、温度为25℃，对印染废水的脱色率为96.7%.用固体废弃物花生壳制备活性炭，实现了对花生壳的资源化利用，为制备活性炭的原料来源开辟新途径，达到"以废治废，循环经济"的目的。
关键词： 活性炭吸附处理
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