活性炭吸附法处理染料废水的方法与研究

随着染料与印染工业的发展,其生产废水已成为当前最重要的水体污染源之一。

这类废水具有颜色深,COD、BOD值较高,组成复杂多变,排放量大,分布面广,难降解等特点,若不经处理,直接排放将给生态环境带来严重危害。

印染废水

染料废水处理主要有化学法、生化法及物理化学法。活性炭是多孔性物质，且具有很大的比表面积，使目前最有效的吸附剂之一。能有效地去除废水的色度、COD.对于一些难以生化降解、成分复杂的染料废水，如偶氮染料废水等，可以以活性炭吸附的方法进行脱色处理。

活性炭吸附染料废水示意图

1. 活性炭吸附法

活性炭吸附法是一种应用较早的方法.该法对去除水中溶解性有机物非常有效.但它再生比较困难,处理成本较高,因此应用面窄.一般可用于浓度较低的染料废水处理或深度处理.

1.1 活性炭对不同染料的吸附

对于印染工业，活性炭能有效去除废水中的活性染料、酸性染料、碱性染料、偶氮染料。活性炭在吸附水溶性染料时吸附率高，但不能吸附悬浮固体和不溶性染料。 现时国内对多种染料进行活性炭吸附，其中对红色、黑色的染料研究较多，如酸性品红、碱性品红、活性艳红、活性黑、耐晒黑等等，普遍的脱色率达90%以上。 不同的染料吸附的平衡时间也不一样，并在吸附动力学上有不同的表现。活性炭使一些染料脱色能较快达到平衡，一些则需要较长时间，平衡时间由3h到17h不等。另外，各种染料的吸附等温线一般都符合Frendlich方程。

1.2 pH值对活性炭吸附染料的影响

几乎所有研究活性炭对染料吸附影响因素的文献都对pH值对活性炭吸附染料的影响作了实验分析。pH对活性炭吸附染料的影响不能一概而论，其结果与染料废水本身的组成与性质有关.例如，酸性染料的脱色率会随pH增加而降低，碱性染料的脱色率则会随pH增加而增加，而pH呈中性的染料的脱色率跟pH值的变化没有太大的关系。但总体说来，pH值对活性炭吸附染料无任何影响或影响不大。 如在研究活性炭对酸性品红、碱性品红、活性黑的吸附得出，染料废水的pH值在2～11之间变化时,酸性品红、碱性品红、活性黑B-113的脱色率分别在91%～95%、97.5%～100%、92.5%～97.5%之间变化.从整体来看,pH值的变化对废水脱色率没有太大的影响。

1.3 其它因素对活性炭吸附染料的影响

除了染料种类和pH值以外，还有其它一些会影响对活性炭吸附染料的因素，比如活性炭的的孔径分布、形态、加入量、吸附时间、温度等。 近年来，很多科学家通过对活性炭吸附过程的进一步深入了解，在吸附机理和活性炭预处理技术方面都取得了很大的进展。

G.M.Walker等研究了3种酸性染料在活性炭上的吸附行为,发现只有14%的比表面积发挥了吸附作用,一方面原因是由于存在多分子层的吸附,另一方面原因是活性炭中很多微孔孔径太小,不能吸附染料大分子,同时,TamaiHisashi等也证实了中孔较多的活性炭易吸附染料分子,主要原因是中孔不仅对吸附有贡献,同时也为吸附质的扩散提供了宽敞的通道.这说明活性炭孔径小，虽然会有较大的比表面积，但是如果孔径过小，对于吸附大分子染料是不利的。

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