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活性炭过滤器处理印染废水技术分析
- 2016-02-23 -

活性炭过滤器具有脱色,除味吸附作用,广泛应用于饮用水设备,工业污水处理,在印染废水中也有很好的作用,下面来详细分析活性炭过滤器对印染废水处理功能。

     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处达到最大,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,最佳条件为: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时达到最大值,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如图6所示。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最佳工艺条件: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最佳工艺条件: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。