摘要：通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)與動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，研究了煤質(zhì)活性炭與椰殼活性炭對(duì)漂白廢水的吸附性能。結(jié)果表明，在靜態(tài)吸附條件下，當(dāng)活性炭用量為6g·L^-1、吸附時(shí)間為180min、吸附溫度為40℃時(shí)，煤質(zhì)活性炭與椰殼活性炭對(duì)漂白廢水的COD去除率分別為57.89%、60.24%；2種活性炭對(duì)漂白廢水的吸附動(dòng)力學(xué)均符合Lagergren準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型；在動(dòng)態(tài)吸附條件下，各因素對(duì)煤質(zhì)活性炭吸附性能的影響大小為：漂白廢水流速>吸附時(shí)間>吸附柱柱高，各因素對(duì)椰殼活性炭吸附性能的影響大小為：吸附時(shí)間>吸附柱柱高>漂白廢水流速。

造紙廢水是全球七大工業(yè)污染源之一，主要來源于蒸煮堿液與漂白廢水，其中蒸煮堿液能夠通過堿回收方法去除。漂白廢水具有溶解有機(jī)物分子量大、含氯有機(jī)物多、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，多采用氧化法、物化-生化法對(duì)其進(jìn)行處理，但存在成本高、易產(chǎn)生二次污染等問題，且處理后的廢水難以回用，多直接排放，導(dǎo)致工業(yè)水耗增加，環(huán)境壓力增加。因此，在有效處理造紙廢水的同時(shí)如何減少水耗是需要研究的課題。

吸附法作為一種低能耗、易操作、易再生的固體萃取技術(shù)，在水處理中有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。活性炭是常見的吸附劑，其微孔結(jié)構(gòu)多、比表面積大、吸附能力強(qiáng)，能夠吸附水中的有機(jī)物，且無二次污染，是廢水回用處理的理想材料。

波濤活性炭廠家，分別采用煤質(zhì)活性炭與椰殼活性炭處理漂白廢水，考察了靜態(tài)吸附條件下活性炭用量、吸附時(shí)間、吸附溫度對(duì)處理效果的影響及動(dòng)態(tài)吸附條件下漂白廢水流速、吸附柱柱高、吸附時(shí)間對(duì)處理效果的影響，分析比較了2種活性炭對(duì)漂白廢水的吸附動(dòng)力學(xué)，從而評(píng)價(jià)2種活性炭對(duì)漂白廢水的吸附性能。下面，波濤活性炭廠家將實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果分享如下。

一、實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

漂白廢水，顏色微白，pH值為5.8，COD值為282mg·L^-1，SS（固體懸浮物）值為591mg·L^-1；椰殼活性炭（粒度4~40目，碘吸附值1000mg·L^-1），煤質(zhì)活性炭（粒度10~20目，碘吸附值1000mg·L^-1），活性炭使用前先在蒸餾水中攪拌4h，以去除活性炭表面的灰分與雜質(zhì)，然后在105℃烘20h至干燥。

JBQ-ZD型振蕩器；WD-I型微波密封消解COD快速測(cè)定儀；DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；電子天平。

1.2 方法

1.2.1 活性炭用量對(duì)吸附效果的影響

在常溫下，分別取0.2g、0.4g、0.6g、0.8g、1.0g、1.2g煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭，置于裝有100mL漂白廢水的錐形瓶中，120r·min^-1振蕩240min，取樣測(cè)定處理后漂白廢水的COD值與SS值，計(jì)算COD去除率和SS去除率，考察活性炭用量對(duì)吸附效果的影響。COD值采用GB11914-89方法檢測(cè)，ss值采用GB11901-89方法檢測(cè)。

1.2.2 吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響

取0.6g煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭，置于裝有100mL漂白廢水的錐形瓶中，120r·min^-1分別振蕩30min、60min、90min、120min、150min、180min、210min、240min、270min、300min，取樣測(cè)定處理后漂白廢水的COD值，并計(jì)算活性炭對(duì)漂白廢水的COD吸附量，考察吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響。

1.2.3 吸附溫度對(duì)吸附效果的影響

取0.6 g煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭，置于裝有100mL漂白廢水的錐形瓶中，分別在10℃、20℃、30℃ 、40℃、50℃、60℃下120r·min^-1振蕩180min，取樣測(cè)定處理后漂白廢水的COD值，計(jì)算COD去除率，考察吸附溫度對(duì)吸附效果的影響。

1.2.4 動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)

以漂白廢水流速（A）、吸附柱柱高（B）、吸附時(shí)間（C）為考察因素，以處理后漂白廢水的COD值為考核指標(biāo)，進(jìn)行煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭處理漂白廢水的L9（33）正交實(shí)驗(yàn)，從而評(píng)價(jià)2種活性炭對(duì)漂白廢水的吸附性能。

2 結(jié)果與討論

2.1 活性炭用量對(duì)吸附效果的影響（圖1）

由于煤質(zhì)活性炭與椰殼活性炭在孔徑、官能團(tuán)和離域電子等方面的不同，導(dǎo)致其表面化學(xué)性質(zhì)存在差異，使得2種活性炭對(duì)漂白廢水COD的吸附效果不同。從圖1可以看出，盡管2種活性炭對(duì)漂白廢水的處理效果存在一定差異，但隨著活性炭用量的增加，COD去除率總體趨勢(shì)均逐漸升高，在活性炭用量為0.6g時(shí)，煤質(zhì)活性炭與椰殼活性炭對(duì)漂白廢水的COD去除率分別達(dá)到57.86%和57.37%，之后繼續(xù)增加活性炭用量，COD去除率變化不明顯，且SS去除率也趨于穩(wěn)定。

2.2 吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響（圖2）

從圖2可以看出，隨著吸附時(shí)間的延長，2種活性炭對(duì)漂白廢水的COD吸附量快速增加，在吸附時(shí)間為180min時(shí)，煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭的COD吸附量分別達(dá)到162.63 mg·g^-1和166.42mg·g^-1；之后繼續(xù)延長吸附時(shí)間，COD吸附量趨于穩(wěn)定，吸附過程達(dá)到相對(duì)平衡。

2.3 吸附溫度對(duì)吸附效果的影響

在活性炭用量為6g·L-1、吸附時(shí)間為180min時(shí)，考察吸附溫度對(duì)吸附效果的影響，結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，當(dāng)吸附溫度為10℃時(shí)，煤質(zhì)活性炭與椰殼活性炭對(duì)漂白廢水的COD去除率均較低，分別為36.36%和32.15%；當(dāng)吸附溫度升高時(shí)，2種活性炭對(duì)漂白廢水的COD去除率明顯升高，40℃時(shí)，煤質(zhì)活性炭和椰殼活性炭對(duì)漂白廢水的COD去除率分別達(dá)到57.89%和60.24%；之后繼續(xù)升高吸附溫度，煤質(zhì)活性炭對(duì)漂白廢水的COD去除率變化不大，而椰殼活性炭對(duì)漂白廢水的COD去除率開始下降。這是因?yàn)椋瑴囟容^低時(shí)，吸附主要以物理吸附為主，而升高溫度能為活性炭的化學(xué)吸附提供更大的活化能，使活性炭的化學(xué)吸附量增加，導(dǎo)致COD去除率升高；但當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，被物理吸附的分子離開活性炭表面而解析到漂白廢水中，導(dǎo)致活性炭對(duì)漂白廢水的COD去除率下降。因此，適當(dāng)升高吸附溫度可以提高活性炭對(duì)漂白廢水COD的去除效果，但吸附溫度過高，會(huì)導(dǎo)致漂白廢水的COD去除率下降。

2.4 動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2種活性炭動(dòng)態(tài)吸附正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 2種活性炭動(dòng)態(tài)吸附正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表1可知，漂白廢水經(jīng)煤質(zhì)活性炭與椰殼活性炭處理后的COD值很低，分別為132mg·L^-1、135mg·L^-1。各因素對(duì)煤質(zhì)活性炭動(dòng)態(tài)吸附的影響大小為：漂白廢水流速>吸附時(shí)間>吸附柱柱高；各因素對(duì)椰殼活性炭動(dòng)態(tài)吸附的影響大小為：吸附時(shí)間>吸附柱柱高>漂白廢水流速。這是因?yàn)椋�椰殼活性炭的吸附量雖與煤質(zhì)活性炭相近，但椰殼活性炭吸附快，加快漂白廢水流速時(shí)吸附更易趨于飽和，導(dǎo)致吸附時(shí)間的影響變大。當(dāng)漂白廢水流速為25mL·min^-1、吸附柱柱高為120mm、吸附時(shí)間為60min時(shí)，處理效果較佳，在該條件下，煤質(zhì)活性炭與椰殼活性炭處理漂白廢水的COD值分別為135mg·L^-1、124mg·L^-1。

3 結(jié)論

通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)與動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，研究了煤質(zhì)活性炭與椰殼活性炭對(duì)漂白廢水的吸附性能。結(jié)果表明，在靜態(tài)吸附條件下，當(dāng)活性炭用量為6g·L^-1、吸附時(shí)間為180min、吸附溫度為40℃時(shí)，煤質(zhì)活性炭與椰殼活性炭對(duì)漂白廢水的COD去除率分別為57.89%、60.24%；2種活性炭對(duì)漂白廢水的吸附動(dòng)力學(xué)均符合Lagergren準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型；在動(dòng)態(tài)吸附條件下，各因素對(duì)煤質(zhì)活性炭吸附性能的影響大小為：漂白廢水流速>吸附時(shí)間>吸附柱柱高，各因素對(duì)椰殼活性炭吸附性能的影響大小為：吸附時(shí)間>吸附柱柱高>漂白廢水流速。