染料(liao)廢(fei)水(shui)具有(you)(you)組成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分(fen)復雜、難(nan)生物(wu)降解、色度高(gao)、有(you)(you)機(ji)物(wu)濃度高(gao)、水(shui)質和(he)水(shui)量變化大(da)等特(te)點，屬于(yu)難(nan)治(zhi)理的廢(fei)水(shui)之一。

去除(chu)廢水(shui)中染料的(de)基本(ben)方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)有化學法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、生物(wu)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和物(wu)理(li)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。其中物(wu)理(li)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)中的(de)吸(xi)附(fu)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)具(ju)有吸(xi)附(fu)劑來源(yuan)廣泛、吸(xi)附(fu)效(xiao)率高(gao)、種類多、方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)簡單易(yi)行(xing)、環保，且(qie)能夠選擇性地富集某些(xie)化合物(wu)等優勢。

目前，用于(yu)處理染(ran)料(liao)廢水(shui)的(de)吸(xi)附劑主要有活(huo)性炭、樹脂、天(tian)然礦物和各種(zhong)廢棄物等。其中活(huo)性炭的(de)表面(mian)和內部有許多孔(kong)，具(ju)有去除能力高，比表面(mian)積大，能選(xuan)擇性地去除染(ran)料(liao)的(de)特點，應(ying)用較為廣泛。

活性炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)法(fa)(fa)具有成本低、成效快、污(wu)染(ran)小等(deng)優點，適用于小規模企(qi)業的染(ran)料(liao)(liao)廢(fei)水(shui)處理(li)。但是，由于吸(xi)(xi)(xi)附(fu)法(fa)(fa)只是將染(ran)料(liao)(liao)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)在吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑上，不能(neng)破壞染(ran)料(liao)(liao)分子結構，故(gu)其(qi)適合染(ran)料(liao)(liao)廢(fei)水(shui)的前(qian)期處理(li)。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)法(fa)(fa)可結合化(hua)學(xue)混凝法(fa)(fa)、氧化(hua)法(fa)(fa)、電化(hua)學(xue)方(fang)法(fa)(fa)等(deng)其(qi)他(ta)方(fang)法(fa)(fa)綜合辦法(fa)(fa)來(lai)處理(li)染(ran)料(liao)(liao)廢(fei)水(shui)，效果更佳。

在(zai)活性(xing)炭吸附(fu)(fu)染(ran)料廢(fei)(fei)水的(de)(de)系統中，影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)吸附(fu)(fu)行為(wei)(wei)的(de)(de)因(yin)(yin)素(su)(su)眾(zhong)多，包括投加量、粒徑、比表(biao)面積、孔隙結(jie)構等活性(xing)炭方(fang)面的(de)(de)因(yin)(yin)素(su)(su)，也有(you)染(ran)料濃度等染(ran)料廢(fei)(fei)水方(fang)面的(de)(de)因(yin)(yin)素(su)(su)，還有(you)時間、溫度、pH值等外界環境方(fang)面的(de)(de)因(yin)(yin)素(su)(su)。目前,對于影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)吸附(fu)(fu)因(yin)(yin)素(su)(su)的(de)(de)研究(jiu)還停留(liu)在(zai)定性(xing)分(fen)析(xi)層面，若能(neng)實現定量表(biao)征上(shang)述(shu)因(yin)(yin)素(su)(su)對吸附(fu)(fu)行為(wei)(wei)的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)程度，找出影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)吸附(fu)(fu)的(de)(de)主要因(yin)(yin)素(su)(su)，就能(neng)方(fang)便快捷地選擇吸附(fu)(fu)劑，達(da)到較佳吸附(fu)(fu)效果并提高(gao)活性(xing)炭的(de)(de)利用(yong)率。

針對(dui)(dui)活性(xing)染料廢水處理，波濤活性(xing)炭(tan)廠家研究了活性(xing)炭(tan)的(de)材質(zhi)、物理形態及用(yong)量對(dui)(dui)CODcr降解率的(de)影響，以及活性(xing)炭(tan)用(yong)量、吸附(fu)溫度和時間，及pH值對(dui)(dui)染料脫色率的(de)影響，優化(hua)其(qi)處理工藝條(tiao)件，經(jing)實驗(yan)所得結論如下：

一(yi)、活性炭對CODcr去除(chu)率的影(ying)響

1、活(huo)性炭材質(zhi)對CODcr去除率的影響

 在(zai)染料廢水中，分別加入相同(tong)(tong)目數、相同(tong)(tong)質量的(de)椰殼類(lei)、果(guo)(guo)殼類(lei)和木材類(lei)顆粒(li)活性炭，在(zai)常溫條件下，測定不同(tong)(tong)吸(xi)附時間時的(de)CODcr去除率，結果(guo)(guo)如圖1所示。

由(you)圖1可(ke)知：椰(ye)(ye)殼(ke)(ke)類(lei)顆(ke)粒活(huo)性(xing)炭(tan)和果殼(ke)(ke)類(lei)顆(ke)粒活(huo)性(xing)炭(tan)對染(ran)料廢水CODcr的(de)去除率顯(xian)著高于木材類(lei)顆(ke)粒活(huo)性(xing)炭(tan)。其(qi)中(zhong)，椰(ye)(ye)殼(ke)(ke)類(lei)的(de)CODcr去除率較高。這可(ke)能是因(yin)為椰(ye)(ye)殼(ke)(ke)類(lei)的(de)表面(mian)空(kong)隙較多(duo)且疏松，木材類(lei)表面(mian)的(de)空(kong)隙結構緊密，果殼(ke)(ke)類(lei)表面(mian)空(kong)隙略多(duo)于木材類(lei)，但空(kong)洞較淺(qian)，吸附(fu)較少。

2、活性炭物理(li)形態對(dui)CODcr去除率的影(ying)響

采用(yong)(yong)(yong)椰(ye)殼類柱(zhu)狀(zhuang)活性(xing)炭，尺寸(cun)為(wei)2mm×4mm；顆粒(li)(li)狀(zhuang)活性(xing)炭為(wei)自制，即將柱(zhu)狀(zhuang)活性(xing)炭用(yong)(yong)(yong)離心碾磨(mo)機粉(fen)碎，再用(yong)(yong)(yong)篩(shai)子篩(shai)選出不同(tong)粒(li)(li)徑(jing)的顆粒(li)(li)狀(zhuang)活性(xing)炭。分(fen)別在染料廢水中投人顆粒(li)(li)狀(zhuang)活性(xing)炭和柱(zhu)狀(zhuang)活性(xing)炭各20g，在常溫條件下吸附(fu)，測定不同(tong)吸附(fu)時間的CODcr去除率，結果如圖2所示。

由圖2可知(zhi)，顆粒狀(zhuang)活(huo)性(xing)炭(tan)對CODcr的去(qu)除率(lv)約為柱狀(zhuang)活(huo)性(xing)炭(tan)的1.2倍。顆粒狀(zhuang)活(huo)性(xing)炭(tan)孔徑(jing)較小且多，吸(xi)附CODcr的容量較大；柱狀(zhuang)活(huo)性(xing)炭(tan)的空隙數量有限(xian)且接觸面積相對較小，所(suo)以顆粒狀(zhuang)活(huo)性(xing)炭(tan)比柱狀(zhuang)活(huo)性(xing)炭(tan)的CODcr去(qu)除率(lv)高。

3、粒(li)徑(jing)對CODcr去除(chu)率(lv)的影響

采用10g顆粒(li)狀活性炭，粒(li)徑分(fen)別為0.3mm、0.09mm、0.074mm的在常溫(wen)條(tiao)件下吸附，測定(ding)不同吸附時(shi)間(jian)的CODcr去除率，結果如圖(tu)3所示。

由圖3可知：活性(xing)炭粒(li)徑(jing)(jing)(jing)為(wei)0.09mm時(shi)，染(ran)液的(de)CODcr去除(chu)率(lv)較高，為(wei)95%~98%；粒(li)徑(jing)(jing)(jing)為(wei)0.3mm時(shi)，CODcr去除(chu)率(lv)較低，80%~85%；0.074mm粒(li)徑(jing)(jing)(jing)的(de)活性(xing)炭，CODcr去除(chu)率(lv)87%~91%。由此可見，活性(xing)炭粒(li)徑(jing)(jing)(jing)并非越(yue)小越(yue)好，粒(li)徑(jing)(jing)(jing)適(shi)中的(de)活性(xing)炭對廢(fei)水CODcr去除(chu)率(lv)更高。

4、活(huo)性炭(tan)質(zhi)量對CODcr去除率(lv)的影響

在(zai)染(ran)料廢(fei)水中(zhong)，分(fen)別加入不同質量的(de)顆粒狀(zhuang)活(huo)性炭，在(zai)常溫(wen)條件下吸附(fu)，測定不同吸附(fu)時(shi)間的(de)CODcr去除率，結果如圖4所示。

如圖4所示：隨著活(huo)性(xing)炭(tan)投(tou)加(jia)量(liang)的(de)(de)增加(jia)，染料廢(fei)水的(de)(de)CODcr去除(chu)率(lv)(lv)逐(zhu)漸升高。3g時(shi)(shi)，飽和吸(xi)(xi)附(fu)時(shi)(shi)的(de)(de)CODcr去除(chu)率(lv)(lv)為(wei)47%左(zuo)(zuo)右，6g時(shi)(shi)，飽和吸(xi)(xi)附(fu)時(shi)(shi)的(de)(de)CODcr去除(chu)率(lv)(lv)為(wei)70%左(zuo)(zuo)右；12g時(shi)(shi)，飽和吸(xi)(xi)附(fu)時(shi)(shi)的(de)(de)CODcr去除(chu)率(lv)(lv)為(wei)85%左(zuo)(zuo)右；15g時(shi)(shi)，飽和吸(xi)(xi)附(fu)時(shi)(shi)的(de)(de)CODcr去除(chu)率(lv)(lv)為(wei)95%左(zuo)(zuo)右。隨著活(huo)性(xing)炭(tan)投(tou)入量(liang)的(de)(de)增多(duo)，CODcr去除(chu)率(lv)(lv)也隨之上升，而(er)吸(xi)(xi)附(fu)時(shi)(shi)間也在(zai)增加(jia)。活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)用量(liang)越多(duo)，CODcr去除(chu)率(lv)(lv)越高。

二(er)、活性(xing)炭對染(ran)料廢水脫(tuo)色率(lv)影響

1、活性炭質量對脫色率的影響

取質(zhi)量(liang)濃度為250mg/L，pH=6.65的染料廢水100mL。將不同質(zhi)量(liang)的顆粒狀活性(xing)炭(tan)分別投入染料廢水中，在(zai)常溫條(tiao)件下(xia)吸附(fu)60min后，測定脫(tuo)色率，結果如圖5所示。

由(you)圖(tu)5可知：隨著(zhu)(zhu)活(huo)性炭(tan)質(zhi)量(liang)(liang)的增(zeng)加，染料廢水(shui)的脫色(se)(se)率(lv)(lv)呈現先加大后減小(xiao)(xiao)的趨勢。當活(huo)性炭(tan)質(zhi)量(liang)(liang)少(shao)于(yu)1.0g時(shi)，染料脫色(se)(se)率(lv)(lv)明(ming)顯增(zeng)加，大于(yu)1.0g以后，隨著(zhu)(zhu)活(huo)性炭(tan)質(zhi)量(liang)(liang)的增(zeng)加，脫色(se)(se)率(lv)(lv)明(ming)顯減小(xiao)(xiao)。其(qi)原因可能是隨著(zhu)(zhu)活(huo)性炭(tan)質(zhi)量(liang)(liang)的增(zeng)加，產生堆積效應(ying)，使活(huo)性炭(tan)比表面積減小(xiao)(xiao)，從而影(ying)響對(dui)染料廢水(shui)中染料分子的吸附。

2、溫度對(dui)脫色率的影(ying)響

 在(zai)不(bu)同的溫度下，于染料(liao)廢(fei)水中加入1g活性炭，吸附60min后，測定脫(tuo)色率，結(jie)果如圖6所示。

由圖6可(ke)知：隨著(zhu)吸附溫(wen)度(du)的(de)逐漸(jian)升(sheng)高，脫色率不斷增加，但(dan)溫(wen)度(du)高于70℃后脫色率有逐漸(jian)下降(jiang)的(de)趨勢。隨著(zhu)溫(wen)度(du)的(de)升(sheng)高，廢水中的(de)染料可(ke)能(neng)會發(fa)生(sheng)聚集，從而使活性炭(tan)吸附減小。

3、pH值(zhi)對(dui)脫色率的影響

在70℃條件下，調節染料廢水的pH值，加入1g活性炭，吸附60min后，測定脫(tuo)色率，結果如圖7所示。

由圖7可知：在(zai)不同(tong)的pH值條件下，活性炭對(dui)染料廢(fei)水脫(tuo)色(se)率的影響不大。這說明活性炭對(dui)染料廢(fei)水中(zhong)染料的吸附是(shi)一(yi)個物理(li)過程(cheng)，對(dui)染料廢(fei)水pH值的變化(hua)不敏感。

4、吸附時間對脫色率的影響

 在(zai)70℃條件(jian)下(xia)，于染料廢水中(zhong)加入1g活(huo)性炭，測定(ding)不同吸附時間的脫色(se)率，結果如圖(tu)8所示。

由(you)圖8可(ke)知(zhi)：脫(tuo)色率在短時間內隨吸附(fu)時間的(de)(de)增(zeng)加(jia)而顯著(zhu)提(ti)高，隨后(hou)增(zeng)加(jia)效果不顯著(zhu)且還有適當降低。由(you)多孔吸附(fu)的(de)(de)動力學(xue)模型可(ke)知(zhi)：吸附(fu)開始階段，染料分(fen)子快(kuai)速填充孔隙；之后(hou)由(you)于(yu)擴散阻(zu)力的(de)(de)增(zeng)加(jia)，吸附(fu)速度(du)變(bian)慢。

三、結論

1、椰殼類顆(ke)粒(li)活(huo)(huo)性炭(tan)對活(huo)(huo)性染料(liao)廢(fei)水CODcr的(de)去(qu)除(chu)率效果較好(hao)較大(da)；顆(ke)粒(li)狀活(huo)(huo)性炭(tan)對活(huo)(huo)性染料(liao)廢(fei)水CODcr的(de)去(qu)除(chu)率明(ming)顯高(gao)(gao)于柱狀活(huo)(huo)性炭(tan)。活(huo)(huo)性炭(tan)粒(li)徑為(wei)0.09mm時，其(qi)對活(huo)(huo)性染料(liao)廢(fei)水CODcr去(qu)除(chu)率較佳，但活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)粒(li)徑也(ye)并非(fei)越(yue)小越(yue)好(hao)，粒(li)徑適中的(de)活(huo)(huo)性炭(tan)對活(huo)(huo)性染料(liao)廢(fei)水CODcr去(qu)除(chu)率更好(hao)；其(qi)質量為(wei)15g時，CODcr的(de)去(qu)除(chu)率較高(gao)(gao)。

2、溫度為70℃，吸附時間為20min時，活(huo)性(xing)炭質量在1.0g左右時，其對(dui)活(huo)性(xing)染料(liao)廢水的(de)脫(tuo)色率(lv)較高；pH值的(de)變化對(dui)活(huo)性(xing)炭提高活(huo)性(xing)染料(liao)廢水脫(tuo)色率(lv)效(xiao)果不(bu)明顯。