摘(zhai)要:采用化學氧化-活(huo)性(xing)炭固定床(chuang)吸附法對酸性(xing)黑10B染料(liao)所配廢水進(jin)行處理，并討(tao)論了影響CODCr去(qu)除(chu)率的(de)各(ge)種因素(su)。染料(liao)初始(shi)質量濃度(du)為(wei)(wei)(wei)150mg/L，CODCr為(wei)(wei)(wei)432mg/L，色(se)度(du)為(wei)(wei)(wei)2800倍時，在pH=6，反應(ying)時間25min，NaClO為(wei)(wei)(wei)4.84g/L，10cm活(huo)性(xing)炭固定床(chuang)，色(se)度(du)去(qu)除(chu)率為(wei)(wei)(wei)100%，CODCr去(qu)除(chu)率為(wei)(wei)(wei)89.6%；通(tong)過(guo)反應(ying)前后(hou)的(de)UV-Vis光譜圖的(de)比較(jiao)，進(jin)一步(bu)說明該方法對此(ci)種染料(liao)有(you)比較(jiao)好(hao)的(de)去(qu)除(chu)效果。

關鍵詞:化學氧化,吸附,酸性黑10B

印(yin)染廢水(shui)(shui)是工業廢水(shui)(shui)的主要排放源之一(yi)，其(qi)中往往含有大(da)量(liang)的高(gao)濃度(du)、高(gao)色(se)度(du)、成分復(fu)雜且難于(yu)(yu)降解(jie)的有機(ji)物。目前，處理(li)印(yin)染廢水(shui)(shui)大(da)多采(cai)用化(hua)學與生物處理(li)相結合的方法，但由于(yu)(yu)印(yin)染行(xing)業具有產(chan)品批量(liang)小、品種多，產(chan)生的廢水(shui)(shui)水(shui)(shui)質變化(hua)大(da)等特點，處理(li)效果(guo)并不理(li)想。采(cai)用化(hua)學氧化(hua)-活(huo)性(xing)炭固定(ding)床吸附法處理(li)酸性(xing)黑10B染料(liao)廢水(shui)(shui)，工藝新(xin)，效果(guo)好，為該工藝用于(yu)(yu)實際印(yin)染廢水(shui)(shui)處理(li)提供(gong)了科學依據。

1實驗部分

1.1儀器與試劑

CIC-100離子色譜儀、磁力(li)攪(jiao)拌器(qi)、測(ce)定CODCr用(yong)儀器(qi)與試劑、NaClO、活性炭固(gu)定床等。

1.2實驗步驟

將盛(sheng)有100mL水(shui)樣的(de)(de)燒杯放置磁力攪拌器上，加入一定(ding)量的(de)(de)NaClO，調節(jie)溶液的(de)(de)pH，反應一定(ding)時間后，取(qu)水(shui)樣測(ce)定(ding)其CODCr和色度[1]，計(ji)算二者的(de)(de)去除率。然后使該水(shui)樣通過活性炭固定(ding)床，并(bing)對流出(chu)(chu)液進行CODCr和色度的(de)(de)測(ce)定(ding)。因水(shui)樣中含有較(jiao)多(duo)Cl-，采用(yong)CIC-100離子(zi)色譜儀(yi)測(ce)出(chu)(chu)Cl-的(de)(de)具體濃度，根(gen)據該濃度配(pei)制NaCl溶液，測(ce)其CODCr，通過差量法即可(ke)得出(chu)(chu)CODCr的(de)(de)真實值。

2結果與討論

2.1廢水的指標
用酸性(xing)黑(hei)10B配制(zhi)，質量濃度為150mg/L，CODCr為432mg/L，色(se)度2800倍，ph為6。

2.2反應機理探討

活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)比(bi)表(biao)面(mian)積(ji)(ji)一(yi)(yi)般(ban)高達(da)500～1700m2/g，這是活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)能力強，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容(rong)(rong)積(ji)(ji)大(da)的(de)主要原因(yin)(yin)。表(biao)面(mian)積(ji)(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)的(de)炭(tan)(tan)，對同(tong)一(yi)(yi)種物質的(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容(rong)(rong)量(liang)有(you)時(shi)也不(bu)相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)，這與活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)細(xi)孔(kong)結構與細(xi)孔(kong)的(de)分(fen)(fen)布有(you)關。一(yi)(yi)般(ban)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)小(xiao)微(wei)(wei)孔(kong)容(rong)(rong)積(ji)(ji)為0.15～0.90mL/g，表(biao)面(mian)積(ji)(ji)占(zhan)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)總表(biao)面(mian)積(ji)(ji)的(de)95%以上，因(yin)(yin)此活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)與其他吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑相(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)，小(xiao)微(wei)(wei)孔(kong)具有(you)特別優越(yue)的(de)特征。在液相(xiang)(xiang)(xiang)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)質分(fen)(fen)子直(zhi)徑較(jiao)大(da)，這時(shi)小(xiao)微(wei)(wei)孔(kong)幾乎不(bu)起作(zuo)用。因(yin)(yin)此，采用化(hua)學氧(yang)化(hua)-活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)固(gu)定床吸(xi)附(fu)(fu)(fu)法對酸性(xing)(xing)黑10B染料(liao)廢水進行處理，正是利(li)用了NaClO的(de)強氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)將大(da)分(fen)(fen)子氧(yang)化(hua)成小(xiao)分(fen)(fen)子化(hua)合物利(li)于活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)這種特點(dian)。

2.3氧化劑用量的(de)選擇(ze)

100mL水樣，pH=6，反應時(shi)間=25min。改(gai)變氧(yang)化劑（2.5%的(de)NaClO溶液，以下相同）的(de)量，結果(guo)見圖(tu)1和圖(tu)2。

圖1氧化劑投加量對CODCr去除的影響	圖2氧化劑投加量對色度去除率的影響

從上(shang)圖1可以看(kan)出，加(jia)(jia)(jia)(jia)入了(le)氧化(hua)劑(ji)(ji)，CODCr的值(zhi)反而(er)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)了(le)，并(bing)且隨著氧化(hua)劑(ji)(ji)用量的增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，CODCr值(zhi)逐漸增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)。這是因為(wei)NaClO使(shi)染料分子(zi)的偶(ou)氮鍵斷裂，原來的大分子(zi)變成小分子(zi)，有利于K2Cr2O7的氧化(hua)從而(er)使(shi)CODCr增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)高；從上(shang)圖2可以看(kan)出，加(jia)(jia)(jia)(jia)入了(le)氧化(hua)劑(ji)(ji)，色度的去除率(lv)即顯著提高，并(bing)且隨著氧化(hua)劑(ji)(ji)用量的增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，色度的去除率(lv)逐漸增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，但當氧化(hua)劑(ji)(ji)的量達24mL以后時(shi)，色度的去除率(lv)基(ji)本不再增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)。

綜合(he)圖(tu)1和圖(tu)2，對100mL色度為2800倍的水樣(yang)，實驗中氧(yang)化(hua)劑的用(yong)量為24mL較(jiao)為合(he)適。

2.4反(fan)應(ying)時間(jian)的選擇

反應(ying)時間由氧化速度來(lai)確定。根據(ju)有關資料，NaClO分解率在(zai)15min內達99.9%，因此(ci)反應(ying)時間確定為25min[2]。

2.5反應溶液pH的選擇
100mL水樣，氧化劑的量24mL，反應時間25min，改變(bian)反應溶液(ye)的pH，結果見圖(tu)3。

從圖3可以看出，NaClO在(zai)(zai)酸(suan)(suan)性(xing)條件(jian)下對色度的(de)(de)(de)(de)去除十(shi)分(fen)有利。這主要是在(zai)(zai)酸(suan)(suan)性(xing)條件(jian)下，NaClO主要是以HClO形(xing)式存在(zai)(zai)，HClO的(de)(de)(de)(de)穿透能力(li)較(jiao)(jiao)強，可以擴散(san)到污(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)(de)內部發生(sheng)反(fan)應，破壞酸(suan)(suan)性(xing)黑10B分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)發色基團，從而起到脫色的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。而在(zai)(zai)堿(jian)性(xing)條件(jian)下，效果不佳，這是因(yin)為(wei)堿(jian)性(xing)條件(jian)下，NaClO主要是以ClO-形(xing)式存在(zai)(zai)，ClO-的(de)(de)(de)(de)穿透能力(li)較(jiao)(jiao)弱，較(jiao)(jiao)難擴散(san)到污(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)(de)內部不利于氧化(hua)。綜(zong)合分(fen)析，為(wei)不使處理后的(de)(de)(de)(de)水呈酸(suan)(suan)性(xing)，反(fan)應溶液pH＝6就滿足要求。

2.6活性炭固定床吸附

氧(yang)化(hua)(hua)(hua)處理之后的(de)(de)水樣進(jin)(jin)(jin)入活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)床，利用活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)小微孔吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)生(sheng)成(cheng)的(de)(de)小分子，同時利用活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)作用進(jin)(jin)(jin)一步(bu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)大分子有機物，使活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能力進(jin)(jin)(jin)一步(bu)提高。實(shi)驗(yan)表明，采用化(hua)(hua)(hua)學氧(yang)化(hua)(hua)(hua)-活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)床吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)法(fa)對(dui)酸(suan)性(xing)(xing)黑10B染料(liao)(liao)廢水進(jin)(jin)(jin)行處理，比單純用活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)床吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)染料(liao)(liao)分子，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)床的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容量提高約50%。

2.7吸附劑的再生

吸(xi)附劑為粒狀活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)，其再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)主要包括(kuo)加熱再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)法(fa)(fa)(fa)、化學氧化再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)法(fa)(fa)(fa)、溶劑再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)法(fa)(fa)(fa)、生(sheng)(sheng)物再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)法(fa)(fa)(fa)、電(dian)(dian)加熱再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)法(fa)(fa)(fa)。本實(shi)驗(yan)采用電(dian)(dian)加熱法(fa)(fa)(fa)中(zhong)的微波再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)法(fa)(fa)(fa)對活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)進行再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)，主要利(li)用活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)能夠(gou)很(hen)(hen)好地吸(xi)收(shou)微波，達到自身快(kuai)速(su)升溫，從(cong)而實(shi)現活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)的再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)。實(shi)驗(yan)結果(guo)表明，吸(xi)附劑吸(xi)附活(huo)(huo)(huo)性降低5%～8%，有很(hen)(hen)高的重復(fu)利(li)用率。

3結論

3.1處理前后水樣紫外-可(ke)見(jian)光譜(pu)圖比較(jiao)

處(chu)理(li)(li)前，水(shui)樣在紫外可見區有明顯的吸收峰，經該(gai)法處(chu)理(li)(li)后，600nm和300nm左右

1.處理前水樣UV-Vis光譜圖；2.蒸餾水UV-Vis光譜圖；3.經化學氧化-活性炭固定床吸附處理后水樣UV-Vis光譜圖
的峰消(xiao)失。這些結(jie)果說明：UV-Vis光區已無N=N雙(shuang)鍵(jian)，及芳香結(jie)構的特征吸收，說明分子結(jie)構中的這部分已被(bei)NaClO破(po)壞并被(bei)活性炭固(gu)定床完全吸附，證明該方法是可行(xing)的。

3.2實驗處理前后水樣指標(biao)

實(shi)驗處理前后水樣指標如表(biao)1所示。

3.3實驗結論

采用化學氧化-活性(xing)炭(tan)固定床(chuang)吸附法對酸(suan)性(xing)黑10B染料所(suo)配廢(fei)水進行(xing)處理，在pH=6，反應時間=25min，NaClO為(wei)4.84g/L，10cm活性(xing)炭(tan)固定床(chuang)，色(se)度去(qu)除率(lv)可(ke)達(da)100%，處理后出水澄(cheng)清透明，CODCr去(qu)除率(lv)可(ke)達(da)89.6%，為(wei)該工藝處理實際印染廢(fei)水提供了科學依(yi)據(ju)。

參考文獻
1奚旦立，孫浴生，劉秀英.環境監測（修訂版）.北京:高等教育出版社，2001.387～388
2潘峰，吳家瑤(yao).催(cui)化(hua)氧化(hua)法處(chu)理印染(ran)廢水試驗.污染(ran)防治技(ji)術，1999，12(2)：109～110

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