摘要：通過靜態吸附實驗與動態吸附實驗，研究了煤質活性炭與椰殼活性炭對漂白廢水的吸附性能。結果表明，在靜態吸附條件下，當活性炭用量為6g·L^-1、吸(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)(shi)間(jian)為(wei)(wei)180min、吸(xi)附(fu)(fu)(fu)溫度為(wei)(wei)40℃時(shi)(shi)，煤質活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭與椰殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭對漂(piao)白(bai)廢水的(de)(de)COD去除率分別為(wei)(wei)57.89%、60.24%；2種(zhong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭對漂(piao)白(bai)廢水的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)動力學均符合Lagergren準(zhun)二級動力學模型；在動態吸(xi)附(fu)(fu)(fu)條件下，各(ge)(ge)因素對煤質活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)(fu)性(xing)(xing)能的(de)(de)影響大小為(wei)(wei)：漂(piao)白(bai)廢水流(liu)速>吸(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)(shi)間(jian)>吸(xi)附(fu)(fu)(fu)柱(zhu)柱(zhu)高，各(ge)(ge)因素對椰殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)(fu)性(xing)(xing)能的(de)(de)影響大小為(wei)(wei)：吸(xi)附(fu)(fu)(fu)時(shi)(shi)間(jian)>吸(xi)附(fu)(fu)(fu)柱(zhu)柱(zhu)高>漂(piao)白(bai)廢水流(liu)速。

造紙廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)是(shi)全球七大工業(ye)(ye)污染源之一(yi)，主(zhu)要來(lai)源于(yu)蒸煮堿(jian)液(ye)與漂白(bai)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)，其中蒸煮堿(jian)液(ye)能(neng)夠通過(guo)堿(jian)回收(shou)方法(fa)去除。漂白(bai)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)具有(you)溶解(jie)有(you)機(ji)物分(fen)子量大、含氯有(you)機(ji)物多(duo)、成分(fen)復(fu)雜等特點(dian)，多(duo)采用氧化法(fa)、物化-生化法(fa)對其進行處(chu)理(li)(li)(li)，但存在(zai)成本高、易產生二次污染等問(wen)題，且處(chu)理(li)(li)(li)后的廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)難以(yi)回用，多(duo)直接排放，導致工業(ye)(ye)水(shui)(shui)(shui)(shui)耗增(zeng)加，環(huan)境壓力增(zeng)加。因此，在(zai)有(you)效(xiao)處(chu)理(li)(li)(li)造紙廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的同(tong)時如何(he)減少(shao)水(shui)(shui)(shui)(shui)耗是(shi)需要研究(jiu)的課題。

吸附(fu)法作為一種(zhong)低能(neng)耗、易操作、易再(zai)生的(de)固體萃取技術，在水(shui)處理中有著(zhu)不可比擬的(de)優勢。活性炭是常見的(de)吸附(fu)劑，其微(wei)孔結構多、比表面積大(da)、吸附(fu)能(neng)力強，能(neng)夠(gou)吸附(fu)水(shui)中的(de)有機(ji)物(wu)，且(qie)無(wu)二次(ci)污染(ran)，是廢水(shui)回(hui)用(yong)處理的(de)理想材料。

波濤(tao)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)廠家，分別采用煤質活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)與椰殼(ke)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)處理(li)漂(piao)白(bai)廢(fei)水，考察了(le)靜(jing)態吸附條(tiao)件下(xia)(xia)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)用量、吸附時(shi)間、吸附溫度對(dui)處理(li)效(xiao)果的(de)影響(xiang)及(ji)動(dong)態吸附條(tiao)件下(xia)(xia)漂(piao)白(bai)廢(fei)水流(liu)速(su)、吸附柱柱高、吸附時(shi)間對(dui)處理(li)效(xiao)果的(de)影響(xiang)，分析比較了(le)2種活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對(dui)漂(piao)白(bai)廢(fei)水的(de)吸附動(dong)力學，從而(er)評價(jia)2種活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對(dui)漂(piao)白(bai)廢(fei)水的(de)吸附性(xing)能。下(xia)(xia)面，波濤(tao)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)廠家將實驗方法及(ji)結果分享如下(xia)(xia)。

一、實驗

1.1 材料與儀(yi)器(qi)

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），煤質活性炭（粒度10~20目，碘吸附值1000mg·L^-1），活性炭(tan)使用(yong)前先在蒸餾水中(zhong)攪拌4h，以去除活性炭(tan)表面的灰分與(yu)雜質，然后在105℃烘20h至干燥(zao)。

JBQ-ZD型振蕩(dang)器(qi)；WD-I型微波密封消解COD快速測定儀；DF-101S型集(ji)熱式恒溫加(jia)熱磁(ci)力(li)攪拌器(qi)；電子天平。

1.2 方法(fa)

1.2.1 活性炭用量對吸附效果的影響

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，取樣測定(ding)處理(li)后漂(piao)白(bai)廢水的COD值(zhi)與SS值(zhi)，計算(suan)COD去除(chu)率(lv)和SS去除(chu)率(lv)，考察活性炭用量對吸附效果(guo)的影(ying)響(xiang)。COD值(zhi)采用GB11914-89方法檢測，ss值(zhi)采用GB11901-89方法檢測。

1.2.2 吸(xi)附時間對吸(xi)附效(xiao)果的影響(xiang)

取0.6g煤質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(fen)別(bie)振蕩30min、60min、90min、120min、150min、180min、210min、240min、270min、300min，取(qu)樣(yang)測定處(chu)理后漂(piao)白廢(fei)水的(de)(de)COD值(zhi)，并計算活性(xing)炭對(dui)漂(piao)白廢(fei)水的(de)(de)COD吸(xi)附(fu)量(liang)，考察吸(xi)附(fu)時間對(dui)吸(xi)附(fu)效果(guo)的(de)(de)影響。

1.2.3 吸(xi)附溫度對吸(xi)附效果的(de)影響

取0.6 g煤質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(qu)樣測定處理后漂(piao)白廢水(shui)的(de)COD值，計算COD去(qu)除率，考(kao)察吸(xi)附(fu)溫度對吸(xi)附(fu)效果(guo)的(de)影響。

1.2.4 動態吸附實驗

以(yi)漂(piao)(piao)白廢水(shui)(shui)流速（A）、吸(xi)(xi)附柱柱高（B）、吸(xi)(xi)附時(shi)間（C）為(wei)(wei)考察因素，以(yi)處(chu)理(li)后(hou)漂(piao)(piao)白廢水(shui)(shui)的COD值為(wei)(wei)考核指(zhi)標(biao)，進行煤質活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)和椰殼活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)處(chu)理(li)漂(piao)(piao)白廢水(shui)(shui)的L9（33）正交實驗，從而評價2種活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對漂(piao)(piao)白廢水(shui)(shui)的吸(xi)(xi)附性(xing)(xing)能(neng)。

2 結果與討論

2.1 活(huo)性炭(tan)用量對吸附效(xiao)果的影響(xiang)（圖1）

由(you)于(yu)煤質(zhi)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)與(yu)椰殼(ke)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)在孔徑(jing)、官能(neng)團(tuan)和離域電子等方面的(de)(de)不同，導致其表面化學性(xing)(xing)質(zhi)存(cun)在差異，使得(de)2種活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對(dui)(dui)漂(piao)白(bai)廢水COD的(de)(de)吸附效(xiao)果(guo)不同。從圖1可以看出，盡管2種活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對(dui)(dui)漂(piao)白(bai)廢水的(de)(de)處理效(xiao)果(guo)存(cun)在一定差異，但隨著(zhu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)用量的(de)(de)增加，COD去(qu)除(chu)率(lv)(lv)總(zong)體趨(qu)勢(shi)均逐漸(jian)升高，在活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)用量為(wei)0.6g時，煤質(zhi)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)與(yu)椰殼(ke)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對(dui)(dui)漂(piao)白(bai)廢水的(de)(de)COD去(qu)除(chu)率(lv)(lv)分別達到57.86%和57.37%，之(zhi)后繼續增加活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)用量，COD去(qu)除(chu)率(lv)(lv)變化不明(ming)顯，且SS去(qu)除(chu)率(lv)(lv)也趨(qu)于(yu)穩(wen)定。

2.2 吸附(fu)時間對吸附(fu)效果的影響（圖(tu)2）

從圖2可以看出，隨著吸附時間的延長，2種活性炭對漂白廢水的COD吸附量快速增加，在吸附時間為180min時，煤質活性炭和椰殼活性炭的COD吸附量分別達到162.63 mg·g^-1和166.42mg·g^-1；之后繼(ji)續延長吸附(fu)時間，COD吸附(fu)量趨(qu)于穩定，吸附(fu)過程達到相對平衡。

2.3 吸(xi)附溫度對吸(xi)附效(xiao)果(guo)的影(ying)響

在活性炭用(yong)量(liang)為6g·L-1、吸附(fu)時間為180min時，考(kao)察吸附(fu)溫度對吸附(fu)效果的影響，結果如(ru)圖(tu)3所示。

從圖(tu)3可(ke)(ke)以(yi)看(kan)出，當吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)10℃時(shi)，煤質活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)與椰殼(ke)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對漂(piao)白廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)均(jun)較(jiao)低，分別為(wei)36.36%和(he)32.15%；當吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)溫(wen)度(du)(du)(du)升高(gao)(gao)(gao)(gao)時(shi)，2種活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對漂(piao)白廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)明顯升高(gao)(gao)(gao)(gao)，40℃時(shi)，煤質活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)和(he)椰殼(ke)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對漂(piao)白廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)分別達到(dao)57.89%和(he)60.24%；之(zhi)后(hou)繼(ji)續升高(gao)(gao)(gao)(gao)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)溫(wen)度(du)(du)(du)，煤質活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對漂(piao)白廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)變化(hua)不(bu)大，而(er)椰殼(ke)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對漂(piao)白廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)開始下(xia)降(jiang)。這(zhe)是因(yin)為(wei)，溫(wen)度(du)(du)(du)較(jiao)低時(shi)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)主(zhu)要以(yi)物理(li)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)為(wei)主(zhu)，而(er)升高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)度(du)(du)(du)能為(wei)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)化(hua)學吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)提(ti)供(gong)更大的(de)(de)活(huo)(huo)化(hua)能，使(shi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)化(hua)學吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)量增加，導(dao)致(zhi)COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)升高(gao)(gao)(gao)(gao)；但(dan)當溫(wen)度(du)(du)(du)繼(ji)續升高(gao)(gao)(gao)(gao)時(shi)，分子(zi)熱運動加劇(ju)，被物理(li)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)分子(zi)離開活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)表面(mian)而(er)解析到(dao)漂(piao)白廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)中，導(dao)致(zhi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對漂(piao)白廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)下(xia)降(jiang)。因(yin)此，適當升高(gao)(gao)(gao)(gao)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)溫(wen)度(du)(du)(du)可(ke)(ke)以(yi)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對漂(piao)白廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)COD的(de)(de)去(qu)除(chu)(chu)(chu)效果，但(dan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)溫(wen)度(du)(du)(du)過高(gao)(gao)(gao)(gao)，會導(dao)致(zhi)漂(piao)白廢(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)COD去(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)下(xia)降(jiang)。

2.4 動態吸附實驗(yan)結果

2種活性炭動態吸附正交實(shi)驗結果(guo)見表1。

表1 2種活性炭動態吸附正(zheng)交實驗結果

由表1可知，漂白廢水經煤質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。各因素對煤質活性炭動態吸附的影響大小為：漂白廢水流速>吸附時間>吸附柱柱高；各因素對椰殼活性炭動態吸附的影響大小為：吸附時間>吸附柱柱高>漂白廢水流速。這是因為，椰殼活性炭的吸附量雖與煤質活性炭相近，但椰殼活性炭吸附快，加快漂白廢水流速時吸附更易趨于飽和，導致吸附時間的影響變大。當漂白廢水流速為25mL·min^-1、吸附柱柱高為120mm、吸附時間為60min時，處理效果較佳，在該條件下，煤質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 結論

通過靜態吸附實驗與動態吸附實驗，研究了煤質活性炭與椰殼活性炭對漂白廢水的吸附性能。結果表明，在靜態吸附條件下，當活性炭用量為6g·L^-1、吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)時(shi)間(jian)為180min、吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)溫度為40℃時(shi)，煤質(zhi)活性炭(tan)與(yu)椰殼(ke)(ke)活性炭(tan)對(dui)(dui)漂(piao)白(bai)(bai)(bai)廢(fei)水(shui)(shui)的COD去除率分別為57.89%、60.24%；2種活性炭(tan)對(dui)(dui)漂(piao)白(bai)(bai)(bai)廢(fei)水(shui)(shui)的吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)動力(li)學均符合(he)Lagergren準二級(ji)動力(li)學模(mo)型；在(zai)動態吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)條件下，各因素對(dui)(dui)煤質(zhi)活性炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)性能(neng)的影(ying)響(xiang)大(da)小為：漂(piao)白(bai)(bai)(bai)廢(fei)水(shui)(shui)流速>吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)時(shi)間(jian)>吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)柱(zhu)柱(zhu)高(gao)，各因素對(dui)(dui)椰殼(ke)(ke)活性炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)性能(neng)的影(ying)響(xiang)大(da)小為：吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)時(shi)間(jian)>吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)柱(zhu)柱(zhu)高(gao)>漂(piao)白(bai)(bai)(bai)廢(fei)水(shui)(shui)流速。