Fenton氧化技術再生被苯酚飽和的活性炭_等溫線
導讀:：活性炭(tan)是(shi)黑色粉末狀或(huo)顆粒狀的(de)無定形炭(tan)。相比傳統的(de)再生(sheng)工藝。氧化技術是(shi)一種針對難降(jiang)解(jie)有機物的(de)處理工藝。再生(sheng)活性炭(tan)的(de)吸附等溫線。
關鍵詞：活性炭，再生，Fenton氧化技術，等溫線
活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)是(shi)黑色粉末狀或顆粒狀的(de)(de)(de)(de)(de)無定形炭(tan)(tan)，主要(yao)成分(fen)是(shi)炭(tan)(tan)，此外還有(you)(you)氧(yang)、氫等(deng)元(yuan)素。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)具(ju)有(you)(you)發達的(de)(de)(de)(de)(de)空隙(xi)結(jie)構和(he)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)較面積，對(dui)多種物(wu)(wu)質具(ju)有(you)(you)吸(xi)附(fu)(fu)能(neng)力(li)[1]，可以(yi)用(yong)(yong)于水(shui)(shui)凈化、空氣(qi)凈化及(ji)氣(qi)相(xiang)吸(xi)附(fu)(fu)、醫藥處(chu)(chu)理、食品(pin)工業、電極材料、貴(gui)金屬提(ti)取等(deng)。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)用(yong)(yong)于水(shui)(shui)處(chu)(chu)理中已經有(you)(you)70多年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)歷史，對(dui)水(shui)(shui)中溶解性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)，如(ru)苯類(lei)化合(he)物(wu)(wu)、酚類(lei)化合(he)物(wu)(wu)、石油(you)(you)及(ji)石油(you)(you)產品(pin)具(ju)有(you)(you)較強的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)能(neng)力(li)，而(er)且對(dui)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)法(fa)和(he)化學(xue)法(fa)難(nan)以(yi)去除的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)，如(ru)色度、異臭(chou)、農(nong)藥、合(he)成洗滌劑、胺(an)類(lei)化合(he)物(wu)(wu)具(ju)有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)去除效(xiao)果(guo)。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理裝(zhuang)置結(jie)構簡單(dan)、易于管理，對(dui)水(shui)(shui)質及(ji)水(shui)(shui)溫(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)適應能(neng)力(li)強，吸(xi)附(fu)(fu)后的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)用(yong)(yong)物(wu)(wu)質可以(yi)回收，而(er)且飽和(he)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)經再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)后可以(yi)重復使用(yong)(yong)[2]活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)方法(fa)有(you)(you)熱再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)、化學(xue)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)、電化學(xue)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)和(he)微波再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)等(deng)。傳(chuan)(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)技術再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)效(xiao)果(guo)不穩定、活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)損(sun)失大(da)、再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)后活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)能(neng)力(li)下降(jiang)明顯、對(dui)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)中吸(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)去除能(neng)力(li)有(you)(you)限。Fenton氧(yang)化技術是(shi)一種針對(dui)難(nan)降(jiang)解有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理工藝(yi)，能(neng)有(you)(you)效(xiao)處(chu)(chu)理酚類(lei)、芳胺(an)類(lei)、農(nong)藥等(deng)有(you)(you)機(ji)廢水(shui)(shui)。相(xiang)比(bi)傳(chuan)(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)工藝(yi)，Fenton氧(yang)化技術再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)具(ju)有(you)(you)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)效(xiao)率高、無二次(ci)污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)(de)(de)(de)優點(dian)。研究Fenton氧(yang)化技術對(dui)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)，可以(yi)為Fenton氧(yang)化技術的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)及(ji)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)提(ti)供(gong)參考。
1實驗部分
1.1飽和活性炭制(zhi)備
取200 mL 250 mg/L的苯酚(fen)溶(rong)液加入具塞(sai)錐形
瓶中，每瓶加入2.5 g顆粒(li)活性(xing)炭，25 ℃下(xia)震蕩吸(xi)附(fu)(fu)5 h，測定(ding)解吸(xi)前(qian)后(hou)苯酚濃度，確(que)定(ding)活性(xing)炭對苯酚的吸(xi)附(fu)(fu)量。吸(xi)附(fu)(fu)飽和的活性(xing)炭用濾紙過濾，所(suo)得碳粒(li)轉(zhuan)移(yi)至再生(sheng)用具塞錐形(xing)瓶，進(jin)行再生(sheng)試驗。每次使用前(qian)，制備所(suo)需的飽和活性(xing)炭。[3]
1.2再生試驗
1.2.1 確(que)定再生時間
向錐形瓶中加入100 mL蒸餾水，加入2.5 g飽和活性(xing)炭、亞(ya)鐵400 mg/L，H2O2 50 mmol/L，25℃ 200 r/min震蕩解吸(xi)(xi)。分(fen)別解吸(xi)(xi)不同(tong)的(de)(de)時間，將解吸(xi)(xi)后的(de)(de)活性(xing)炭清洗、過(guo)濾，轉移至(zhi)250 mL具塞錐形瓶中，按制(zhi)備飽和活性(xing)炭的(de)(de)步驟(zou)進行吸(xi)(xi)附試驗，測定再(zai)吸(xi)(xi)附效果(guo)，確定各條(tiao)件的(de)(de)解吸(xi)(xi)動(dong)力學特征(zheng)。
1.2.2 再生條件的選擇
向錐形瓶中加(jia)入100 mL 蒸餾(liu)水(shui)，加(jia)入一(yi)定(ding)量(liang)的活性炭和硫(liu)酸亞鐵，然后分別加(jia)入H2O2，在一(yi)定(ding)條件(jian)下震蕩解吸。每個(ge)條件(jian)設(she)置(zhi)多個(ge)組，按照不同的時間結束，確定(ding)該(gai)條件(jian)下不同時間的解吸效果。解吸完成的活性炭進行(xing)再吸附試驗，測定(ding)再吸附效果。
表(biao)1 再(zai)生(sheng)實驗條件
Tab.1 condition ofregeneration
|
|
H2O2用量/mmol/L |
飽和活性 炭用量/g |
亞鐵加入量 /mg/L |
再生溫(wen)度/℃ |
震蕩速(su)度 /r/min |
pH值(zhi) |
|
H2O2加入量對(dui)再生效果的影(ying)響 |
10 |
2.5 |
400 |
25 |
200 |
7 |
|
20 |
2.5 |
400 |
25 |
200 |
7 |
|
|
50 |
2.5 |
400 |
25 |
200 |
7 |
|
|
75 |
2.5 |
400 |
25 |
200 |
7 |
|
|
100 |
2.5 |
400 |
25 |
200 |
7 |
|
|
亞鐵離子加入量對再生效果的影(ying)響 |
75 |
2.5 |
100 |
25 |
200 |
7 |
|
75 |
2.5 |
200 |
25 |
200 |
7 |
|
|
75 |
2.5 |
300 |
25 |
200 |
7 |
|
|
75 |
2.5 |
400 |
25 |
200 |
7 |
|
|
75 |
2.5 |
500 |
25 |
200 |
2 |
|
|
pH值對再(zai)生效果的影響 |
75 |
2.5 |
200 |
25 |
200 |
2 |
|
75 |
2.5 |
200 |
25 |
200 |
3 |
|
|
75 |
2.5 |
200 |
25 |
200 |
4 |
|
|
75 |
2.5 |
200 |
25 |
200 |
5 |
|
|
75 |
2.5 |
200 |
25 |
200 |
6 |
|
|
75 |
2.5 |
200 |
25 |
200 |
7 |
|
|
75 |
2.5 |
200 |
25 |
200 |
8 |
|
|
溫(wen)度對(dui)再生(sheng)效(xiao)果的影(ying)響(xiang) |
75 |
2.5 |
200 |
25 |
200 |
3 |
|
75 |
2.5 |
200 |
35 |
200 |
3 |
|
|
75 |
2.5 |
200 |
45 |
200 |
3 |
|
|
震(zhen)蕩(dang)速度對(dui)再生效果的影響 |
75 |
2.5 |
200 |
25 |
100 |
3 |
|
75 |
2.5 |
200 |
25 |
200 |
3 |
|
|
75 |
2.5 |
200 |
25 |
300 |
3 |
1.3 再(zai)生(sheng)活性炭的(de)吸附等溫線
分別在25℃、35℃、45℃條件(jian)下(xia)，將2.5 g活性炭(tan)分別投入(ru)50 mg/L、150 mg/L、250 mg/L、350 mg/L、450 mg/L苯酚溶液中飽和5 h，測定活性炭(tan)的吸附量。分別作(zuo)新鮮活性炭(tan)和最佳條件(jian)下(xia)再生的活性炭(tan)的吸附等溫線。[4]
2 結果與討論
為了(le)探討(tao)體系(xi)中個主要影(ying)(ying)響因子的(de)影(ying)(ying)響，研(yan)究Fenton試(shi)劑法再生活性炭(tan)的(de)條件(jian)，實驗通過改變條件(jian)教(jiao)學，重點(dian)考察Fenton實際用量、pH值、溶(rong)液溫度(du)、攪拌速度(du)對再生的(de)影(ying)(ying)響以及再生后活性炭(tan)吸附(fu)性能的(de)變化。
2.1新鮮活(huo)性炭的吸(xi)附效果(guo)
對新鮮的(de)(de)(de)顆粒活(huo)性炭(tan)進行吸(xi)附(fu)試驗，每(mei)2.5 g顆粒活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)200 mL 250 mg/L的(de)(de)(de)苯酚(fen)溶液，吸(xi)附(fu)平衡后，苯酚(fen)溶液的(de)(de)(de)濃度(du)為87.5 mg/L，苯酚(fen)的(de)(de)(de)去除率(lv)為65%。
2.2 再生條件實驗(yan)
2.2.1 再生(sheng)時(shi)間確定
圖 1 活性(xing)炭再生時間對
苯酚吸附率的影(ying)響
fig. 1 Effect of regeneration time on remove efficiency
再(zai)(zai)(zai)生(sheng)時間是選擇處理(li)工藝的(de)(de)(de)(de)重要(yao)指標，對處理(li)效果(guo)具有很(hen)大的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。Fenton試(shi)劑對活性炭的(de)(de)(de)(de)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)速度很(hen)快(kuai)，在反應的(de)(de)(de)(de)前30 min，經過再(zai)(zai)(zai)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)活性炭對苯酚(fen)的(de)(de)(de)(de)去除率(lv)達(da)到(dao)39.2%，隨著時間延長，再(zai)(zai)(zai)生(sheng)活性炭的(de)(de)(de)(de)吸附性能緩慢提(ti)高，到(dao)達(da)60 min時，再(zai)(zai)(zai)生(sheng)活性炭對苯酚(fen)的(de)(de)(de)(de)去除率(lv)達(da)到(dao)46.4%，從活性炭上(shang)解吸出來的(de)(de)(de)(de)苯酚(fen)降解完全。[5]
2.2.2 Fenton試劑的用量對(dui)再生效果的影(ying)響
(1)過氧(yang)化氫加入量對(dui)再生效(xiao)果的影響(xiang)
圖(tu)2 再生(sheng)過氧化氫加入量對(dui)
苯酚吸附效果的影響
Fig. 2 Effect of regeneration Hydrogen peroxide dosageon remove efficiency
由(you)圖(tu)2可(ke)以看(kan)出，H2O2加(jia)入劑量不同時Fenton試劑對活(huo)性(xing)炭再(zai)生(sheng)(sheng)的(de)(de)效果(guo)，前(qian)5 min，活(huo)性(xing)炭中吸附的(de)(de)苯酚解吸出來，被迅(xun)速分(fen)解活(huo)，再(zai)生(sheng)(sheng)的(de)(de)效果(guo)過非常好，H2O2劑量的(de)(de)影響不大(da)。5min后，H2O2投加(jia)劑量大(da)的(de)(de)組，產生(sheng)(sheng)更多的(de)(de)羥基(ji)(ji)自由(you)基(ji)(ji)，活(huo)性(xing)炭再(zai)生(sheng)(sheng)程度進一(yi)步提高，75 mmol/L組在(zai)60 min再(zai)生(sheng)(sheng)活(huo)性(xing)炭苯酚去除(chu)率達到45.8%。繼續增大(da)H2O2劑量，發生(sheng)(sheng)一(yi)系列的(de)(de)副反(fan)應，最終導致(zhi)H2O2分(fen)解，從而降低羥基(ji)(ji)自由(you)基(ji)(ji)與(yu)有機物分(fen)子結合反(fan)應的(de)(de)機會，對活(huo)性(xing)炭再(zai)生(sheng)(sheng)的(de)(de)效果(guo)提升以不明顯(xian),最終確定H2O2劑量為75 mmol/L。[6、7]
(2)鐵(tie)離子的含量對再生效果的影響：
圖(tu)3 再生亞鐵離子加入量對
苯酚吸附效果的影(ying)響
Fig. 3 Effect of regeneration ferrousion dosage onremove efficiency
由(you)圖3可(ke)以(yi)看出教學，在(zai)100mg/L～400 mg/L,隨著Fe2+離子濃度(du)的(de)增(zeng)加(jia)，Fenton反應對活性炭再(zai)生的(de)最終去除率不(bu)斷增(zeng)大，進一步增(zeng)加(jia)Fe2+離子的(de)投加(jia)量(liang)(liang)，使H2O2的(de)相對含量(liang)(liang)下降(jiang)(jiang)，發(fa)生副反應 Fe2++·OH→Fe3++OH-，Fe2+對羥基(ji)自由(you)基(ji)的(de)捕捉使羥基(ji)自由(you)基(ji)的(de)濃度(du)下降(jiang)(jiang)，再(zai)生效率降(jiang)(jiang)低。[8、9]
2.2.3pH值對再生(sheng)效果的影響
圖(tu)4 活性炭(tan)再生pH值對
苯酚(fen)吸附效果(guo)的影響
Fig. 4 Effect of regeneration pH value on removeefficiency
由(you)圖4可見，初(chu)(chu)始(shi)pH值(zhi)(zhi)對(dui)活性炭再(zai)生(sheng)(sheng)效果的(de)(de)(de)影響(xiang)。確(que)定H2O2、Fe2+的(de)(de)(de)劑量(liang)后(hou)(hou)(hou)，改變反應(ying)環(huan)境的(de)(de)(de)初(chu)(chu)始(shi)pH值(zhi)(zhi)，對(dui)Fenton試劑的(de)(de)(de)氧化能(neng)力有較大影響(xiang)。試驗結(jie)果表明，Fenton反應(ying)體系的(de)(de)(de)最(zui)佳pH值(zhi)(zhi)為(wei)3，反應(ying)體系pH值(zhi)(zhi)控制在3～4時(shi)，再(zai)生(sheng)(sheng)后(hou)(hou)(hou)活性炭的(de)(de)(de)吸附(fu)性能(neng)能(neng)維(wei)持在較高(gao)水平。反應(ying)體系的(de)(de)(de)初(chu)(chu)始(shi)pH值(zhi)(zhi)升高(gao)以(yi)后(hou)(hou)(hou)，會影響(xiang)Fe2+、Fe3+的(de)(de)(de)絡(luo)合平衡體系，Fe2+轉化成Fe(OH)3沉淀或(huo)鐵的(de)(de)(de)復(fu)雜絡(luo)合物，而失去催化能(neng)力。根據Fenton反應(ying)的(de)(de)(de)過(guo)程，此時(shi)Fe2+催化分解(jie)雙(shuang)氧水生(sheng)(sheng)成羥基(ji)(ji)自由(you)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)過(guo)程必然減(jian)弱，導致(zhi)活性炭再(zai)生(sheng)(sheng)效果變差(cha)。pH值(zhi)(zhi)低于3以(yi)后(hou)(hou)(hou)，溶液中H+離子的(de)(de)(de)濃度過(guo)高(gao)，過(guo)量(liang)的(de)(de)(de)H+離子捕(bu)捉羥基(ji)(ji)自由(you)基(ji)(ji)，使羥基(ji)(ji)自由(you)基(ji)(ji)無效消耗，導致(zhi)Fenton體系的(de)(de)(de)氧化能(neng)力降(jiang)低，使活性炭再(zai)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)效果下(xia)降(jiang)。[10、11]
2.2.4溶液的溫度對(dui)再生效果的影響
調節溶液pH為3，加入Fenton試劑后，活性炭在再生過程(cheng)的(de)前60min內到達(da)最大處理效(xiao)果。25 ℃、35 ℃、45 ℃再生后活性炭的(de)吸附效(xiao)率(lv)(lv)分別為52%、53.6%、48.4%。根據反應動力學理論，反應溫(wen)度(du)(du)升(sheng)高(gao)，反應物的(de)分子動能增加教(jiao)學，反應速率(lv)(lv)會加快。但是，升(sheng)高(gao)溫(wen)度(du)(du)同時也(ye)促進(jin)H2O2的(de)分解，生成H2O和O2，不(bu)(bu)利于羥基自由基的(de)生成，反而降低反應的(de)效(xiao)率(lv)(lv)。[12]因此，必須(xu)在適當的(de)溫(wen)度(du)(du)下(xia)進(jin)行反應。在25℃、35 ℃、45 ℃條件下(xia)，再生效(xiao)果差別不(bu)(bu)大，考慮能量的(de)能耗，選擇25 ℃作為再生溫(wen)度(du)(du)。[13]
圖(tu)5 活性炭再生溫度對(dui)苯酚吸附效(xiao)果的影響
Fig. 5 Effect of regeneration temperature on removeefficiency
2.2.5 震蕩速度(du)對再生效果的影響
圖(tu)6再(zai)生震蕩速度(du)對
苯酚吸附(fu)效果的影(ying)響
Fig. 6 Effect of regeneration shake speed on removeefficiency
再(zai)生溶液初始pH值(zhi)為3，25℃分別在100 r/min、200r/min、300 r/min條件(jian)下震(zhen)蕩解吸(xi)60 min，得到(dao)解吸(xi)過(guo)程如(ru)圖6。可(ke)(ke)以(yi)看出震(zhen)蕩對(dui)活(huo)性(xing)炭再(zai)生有一(yi)定(ding)影響，震(zhen)蕩提高(gao)(gao)了反(fan)應(ying)(ying)體系的(de)(de)(de)傳(chuan)質(zhi)(zhi)效果(guo)，加(jia)快了反(fan)應(ying)(ying)進程，活(huo)性(xing)炭到(dao)達再(zai)生最佳效果(guo)的(de)(de)(de)時間縮短了。[14]震(zhen)蕩速度低，不利于(yu)反(fan)應(ying)(ying)系統的(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)傳(chuan)遞，活(huo)性(xing)炭到(dao)達吸(xi)附(fu)和脫附(fu)平衡的(de)(de)(de)時間延(yan)長(chang)，反(fan)應(ying)(ying)物質(zhi)(zhi)接觸不完(wan)全，最終(zhong)的(de)(de)(de)再(zai)生效果(guo)分別是(shi)48.6%、52.3%、54.1%，適(shi)當提高(gao)(gao)震(zhen)蕩速度，可(ke)(ke)以(yi)縮短解吸(xi)時間，但對(dui)提高(gao)(gao)效果(guo)有限。[15]
2.2.6 吸附(fu)劑改(gai)性前后吸附(fu)等溫線(xian)比較
在(zai)溫度(du)一定時，吸(xi)(xi)附量與平衡濃度(du)的(de)(de)關(guan)系(xi)通過(guo)吸(xi)(xi)附等溫線(xian)表示，可以對(dui)吸(xi)(xi)附劑(ji)的(de)(de)吸(xi)(xi)附性(xing)(xing)(xing)能進(jin)行(xing)研究(jiu)。在(zai)25℃～45℃范圍內，測定不同平衡濃度(du)時苯酚(fen)在(zai)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭和(he)再(zai)(zai)生(sheng)后活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭上的(de)(de)吸(xi)(xi)附量在(zai)不同溫度(du)下的(de)(de)吸(xi)(xi)附等溫線(xian)。分(fen)別使用朗(lang)格(ge)繆爾(Langmuir)和(he)弗(fu)蘭德(de)里希(xi)(Freundlich)吸(xi)(xi)附等溫線(xian)對(dui)試驗數(shu)據進(jin)行(xing)擬合(he)。結果(guo)列于(yu)表2，各模(mo)型的(de)(de)可信度(du)可以通過(guo)比(bi)較相關(guan)系(xi)數(shu)進(jin)行(xing)判斷。根(gen)據擬合(he)的(de)(de)結果(guo)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭及再(zai)(zai)生(sheng)后活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)附苯酚(fen)采用朗(lang)格(ge)繆爾(Langmuir)吸(xi)(xi)附等溫線(xian)擬合(he)的(de)(de)線(xian)性(xing)(xing)(xing)相關(guan)系(xi)數(shu)好(hao)，R2明顯高于(yu)弗(fu)蘭德(de)里希(xi)(Freundlich)模(mo)型。再(zai)(zai)生(sheng)前后的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭無量綱分(fen)離系(xi)數(shu)0
表2 反應等溫線的研(yan)究
Tab. 2 List of Reaction Isotherms
|
吸附等溫線模(mo)型(xing) |
|||||||||
|
Langmuir |
Freudlich |
||||||||
|
|
T（℃） |
R2 |
k1(L mg-1)×103 |
qm(mg g-1) |
RL |
T（℃） |
R2 |
k |
n |
|
新(xin)鮮活性炭吸附 |
25 |
0.991 |
0.042 |
17.857 |
0.050 |
25 |
0.970 |
2.181 |
2.571 |
|
35 |
0.977 |
0.019 |
16.393 |
0.101 |
35 |
0.897 |
0.892 |
1.931 |
|
|
45 |
0.995 |
0.016 |
14.493 |
0.119 |
45 |
0.981 |
0.941 |
2.165 |
|
|
再生(sheng)活(huo)性炭(tan)吸附(fu) |
25 |
0.984 |
0.027 |
9.259 |
0.074 |
25 |
0.896 |
1.232 |
2.907 |
|
35 |
0.983 |
0.018 |
8.474 |
0.109 |
35 |
0.943 |
0.781 |
2.532 |
|
|
45 |
0.968 |
0.009 |
8.474 |
0.195 |
45 |
0.949 |
0.324 |
1.908 |
|
3 結 論
從再(zai)生(sheng)條(tiao)件的(de)篩選，確定Fenton氧化(hua)再(zai)生(sheng)活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)主要影響(xiang)因(yin)素為(wei)(wei)：過(guo)氧化(hua)氫(qing)的(de)加(jia)(jia)入量(liang)、亞(ya)(ya)鐵離(li)子(zi)的(de)加(jia)(jia)入量(liang)、pH值(zhi)，其次是震蕩速度和(he)溫度。得出(chu)再(zai)生(sheng)的(de)最佳(jia)條(tiao)件為(wei)(wei)：加(jia)(jia)入Fenton試劑(過(guo)氧化(hua)氫(qing)75mmol/L、亞(ya)(ya)鐵離(li)子(zi)400mg/L)，調(diao)節pH值(zhi)為(wei)(wei)3，溫度為(wei)(wei)25℃，使(shi)用(yong)300 r/min的(de)速度攪拌，再(zai)生(sheng)后(hou)活性(xing)炭(tan)(tan)對苯酚(fen)的(de)去除率為(wei)(wei)54.1%，低(di)于(yu)新購活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)65%。再(zai)生(sheng)不(bu)完全，可(ke)以(yi)通過(guo)進一(yi)步處(chu)理(li)(li)提高再(zai)生(sheng)效果(guo)。根據等溫線(xian)分(fen)析，再(zai)生(sheng)炭(tan)(tan)的(de)吸(xi)附性(xing)能(neng)較為(wei)(wei)理(li)(li)想，能(neng)夠進行(xing)使(shi)用(yong)，可(ke)以(yi)應用(yong)于(yu)高濃度含酚(fen)廢水的(de)處(chu)理(li)(li)及(ji)預(yu)處(chu)理(li)(li)。
參考文獻
[1]A. Perrin，A. Celzard， J.F. Mareche，等.Improvedmethane storage capacities by sorption on wet active carbons.Carbon，2004，42：1249-1256
[2]張健.粒狀(zhuang)活性炭在飲(yin)用水深度處理中的應用及再(zai)生.供水技術，2007,1(5)：44-46
[3]BestaminOzkaya.Adsorption anddesorption of phenol on activated carbon and a comparison of isotherm models.Journal of HazardousMaterials，2006，129：158–163
[4]StavrosYanniotis，Jiri Blahovec.Model analysis ofsorption isotherms.LWT - FoodScience and Technology，2009,42：1688-1695
[5]班(ban)福忱，李承斌，程(cheng)琳(lin)，等.Fenton試劑法處理苯酚廢水的研究.化工技術與開發(fa)，2009，38(4)：47-49
[6]Huanjung Fan，Shiuhtsuen Huang，Wenhsin Chung，等.Degradationpathways of crystal violet by Fenton and Fenton-like systems：Condition optimizationand intermediate separation and identification.Journal of Hazardous Materials，2009，171：1032-1044)
[7]張永(yong)利，王慶(qing)雨，殷寶，等.廢水處(chu)理中Fenton試劑(ji)配比和用量(liang)的研(yan)究張永(yong)利.廣東化工，2007，12(34)：79-82
[8]MiguelRios-Enriquez a，Nabil Shahin， Carmen Duran-de-Bazrua，等.Optimizationof the heterogeneous Fenton-oxidation of the model pollutant 2,4-xylidine using the optimal experimentaldesign methodology.Solar Energy，2004，77：495-501
[9]朱秀華，張(zhang)誠，丁(ding)珂，等.Fenton氧化(hua)技術處理硝基苯廢水的實(shi)驗研究(jiu).工業安(an)全與環保，2007，33(1)：30-33
[10]劉向東，郭鵬，褚衍洋.Fenton試(shi)劑氧化(hua)苯酚(fen)的影響因素與(yu)過程研究.污染防治(zhi)技術，2008，21(1)：1-5
[11]Ewa Lipczynska-Kochany ，Jan Kochany b.Effect of humicsubstances on the Fenton treatment of wastewater at acidic and neutral pH.Chemosphere，2008，73：745-750
[12]胥(xu)江河，陶長元(yuan)，劉(liu)作華，等.溫度(du)對Fenton法(fa)催化脫色甲基橙溶液影響的研(yan)究.西南大學學報(bao)(自然科學版)，2007，29(1)：69-72
[13]歐陽(yang)秀歡，陳國華.Fenton試(shi)劑(ji)處理(li)褐(he)藻(zao)膠生產廢水(shui)(shui).水(shui)(shui)處理(li)技術(shu)，2005，31(4)：56-59
[14]李增朝，馬慶，郭萬寶，等.電(dian)化學法再生活性炭試(shi)驗研究.供水技術，2009，3(4)：18-21
[15]張(zhang)建.顆粒活性炭在飲用(yong)水(shui)深度(du)處理中的應用(yong)及再生.供水(shui)技術，2007，1(5)：44-46
[16]QiangYu，Ruiqi Zhang，Shubo Deng，等(deng).Sorption ofperfluorooctane sulfonate and perfluorooctanoate on activated carbons and resin：Kinetic and isothermstudy.water research， 2009，43：1150-1159
[17]黃鸞(luan)玉.活性炭纖(xian)維處理苯酚廢水(shui)(shui)的研究(jiu).廣西水(shui)(shui)產科技，2008，3：35-40
[18]EmadN. El Qada，Stephen J.Allen，Gavin M.Walker.Adsorption ofMethylene Blue onto activated carbon produced from steam activated bituminouscoal: A study of equilibrium adsorption isotherm.Chemical Engineering Journal，2006，124：103–110
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
