活性炭吸附碱性品红废水的研究

一、前言为何选用活性炭：活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史。70年代开始用于工业废水处理。生产实践表明，活性炭对水中微量有机污染物具有卓越的吸附性，它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果。一般情况下，对废水中以BOD、COD等综合指标表示的有机物，如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等，都有独特的去除能力。所以，活性炭吸附法已逐步成为工业废水二级或三级处理的主要方法之一。二、实验目的：1、探讨不同因素对活性炭吸附染料的影响2、掌握紫外分光光度计获取染料最大吸收波长的实验方法三、实验原理：1、活性炭吸附染料的具体原理：吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的缓慢作用过程。吸附是一种界面现象，其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种，一种是溶剂水对疏水物质的排斥力，另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附，多数是这两种力综合作用的结果。活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力，在选择活性炭时，应根据废水的水质通过试验确定。2、染料如何测定：碱性品红在544nm处有最大吸收，它在浓度较低时遵守朗伯一比尔定律，其浓度与吸光度成正比．去除率按下式计算：去除率(％)：(C。一C)／C×100％，其中：C为吸附后溶液的浓度，C。为吸附前溶液的浓度．3、吸附率的计算公式：将配置好的染料溶液定容后取100ml用活性炭处理后取出过滤，将所得滤液用纯净水作为参比，在上述选定的波长下测定其吸光度值A2,同时，从剩余的溶液中取出100ml在纯净水的参比下(不加活性炭吸附)，在同样的波长下测定其吸光度值A1，然后以pH为横坐标，Vs为纵坐标作图4、VS=(A1-A2)/A1其中，Vs为染料被吸附量和总量的百分比，即吸附率。qt=(A1-A2)×V／mqt为t时刻污泥活性炭对染料的吸附量(mg．g-1)，A1为吸附前染料废水的浓度(mol/L)，A2为t时刻染料废水的浓度(mg/L)，V为染料废水的体积(L)，m为污泥活性炭的质量(g)。5、仪器与试剂：722型分光光度计；pHS一25型酸度计；THZ一82恒温振荡器；离心机；具塞离心管，比色管，试管架，胶头滴管，移液管，矿泉水瓶，擦镜纸，标签纸，塑料杯，烧杯，容量瓶250ml，锥形瓶250ml，盐酸，碱，玻璃棒，洗瓶，废液缸，滤纸，铁药勺，比色皿，移液管架，试管刷,活性炭，碱性品红6、实验步骤：I、染料最佳吸收波长的确定：准确称取染料0．040Og，溶解后转入250mL的容量瓶中，定容，静置2h。然后用722型分光光度计在可见光的范围内，每隔lOnm进行一次测量，以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标作图。为减小误差，选取吸光度曲线的峰值波长作为以下的测定波长。Ⅱ、活性炭最佳用量的选择分别称取50mg、75mg、100mg、125mg、150mg、175mg活性炭于6个250mL磨口锥形瓶中,然后在每个瓶中加入150mL碱性品红水样,放入全温振荡培养箱,186转/秒振荡40min,静置10min,取上清液测定。于上步最佳波长处测定。Ⅲ、PH最佳用量的选择准确称取染料0．040Og，溶解后转入250mL的容量瓶中，定容后静置半小时，，取出其中的lOOmL，转入250mL的锥形瓶中，以1．Omol／L的HCI或KOH分别调整pH值至7．5、8．5、9．5、10．5、11．5、12．5，再加入5．09活性炭，将锥形瓶放入THZ一82恒温水浴振荡器上，在200C的温度下振荡半小时，取出过滤，将所得滤液用纯净水作为参比，在上述选定的波长下测定其吸光度值A2；同时，从剩余的150ml溶液中取出100mL，在纯净水的参比下(不加活性炭吸附)，在同样的波长下测定其吸光度值A1．7、实验数据处理Ⅰ、123456吸收波长/nmAⅡ、123456活性炭质量m/gAⅢ123456pH7.58.59.510.511.512.5A1A2VS8、研究展望(1)活性炭吸附法处理有机废水,不仅能吸附大部分难降解的有机物,降低COD,而且还能使废水脱色除臭。把废水处理到可以回用的程度。因此,活性炭吸附法处理废水具有应用范围广、处理效果好、可回收有用物料、吸附剂可重复使用等优点,而且是一种处理效果比较彻底的水处理方法。(2)国内外在该领域的研究方向为:①改进的活性炭吸附法,例如活性炭纤维吸附法,生物活性炭吸附法。这些方法不仅可以解决活性炭再生难的问题,而且适用于种类更多更难降解的有机物废水的处理联合法:活性炭吸附法可与混凝沉淀法,活性污泥法,生物膜法等联合使用处理难降解有机废水,该方法甚至可到达废水回用的目的,前景非常广阔。8、参考文献：[1]吴志皓1,孙朝琴2,穆亚芳1,王彦鑫1.活性炭吸附法处理含酚废水[J].(1.河南大学化学化工学院,河南开封475001;2.信阳市环境监测站,河南信阳464000)[2]谢复青.碱性品红染料废水处理研究[J](y-西梧州师范高等专科学校．广西贺州542800)[3]汤克勇,张见立,王全杰.pH对活性炭吸附染料能力的影响[J].中国皮革.2007年1月第36卷第l期.[