活性炭处理铬黑T实验室废液的试验研究
当代化工 Contemporary Chemical Industry
Vo1.37，No.6 December，2008
利用活性炭处理铬黑 T 实验室 废液的试验研究 *
刘 靖 1，王俊杰 2，姜敬国 1，刘恒明 1，孔 亮 1，刘长发 1
（1. 大连水产学院海洋环境工程学院，辽宁省高校近岸海洋环境科学与技术重点实验室，辽宁 大连
5
2
2
3
1
96.60
6
2
3
1
2
75.65
7
3
1
3
2
78.32
8
3
2
1
3
89.45
9
3
3
2
1
83.44
Ⅰ 84.317 80.657 83.227 88.207
II 83.773 92.743 84.897 82.050
III 83.737 78.427 83.703 81.570
R
0.580 14.316 1.670
2 单一因素对脱色效果的影响
活性炭吸附力的强弱，与活性炭用量，溶液 的 pH 值，接触时间、铬黑 T 的浓度等因素有关[4]。 活性炭对铬黑 T 废液进行吸附时，外扩散（液膜扩 散）速度对吸附有影响，所以吸附装置的形式、接触 时间（通水速度）等因素，对吸附效果都有影响[5]。 2.1 活性炭用量对铬黑 T 脱色效果的影响
1
0.5
90
10
2
2
1.0
100
15
3
3
1.5
110
20
4
注：W 为 500 mL 中的 g 数
按正交表 L（9 34）设计 9 次正交实验 ，结果 列于表 2。
3 结果与分析
3.1 极差分析 根据所测数据极差分析，可以判断出活性炭
用量、搅拌时间、铬黑 T 浓度、pH 等因素对铬黑 T 废液脱色率的影响程度。从表 2 可以看出影响 脱色率的主次关系为：t＞pH＞C＞W。较优脱色 条件为 W1t2C2pH1。即活性炭用量为 1 000 mg/L， 搅 拌 时 间 为 100 min， 铬 黑 T 质 量 浓 度 为 15 mg/L，pH 为 2。 3.2 验证实验
根 据 单 一 因 素 对 脱 色 率 的 影 响 确 定 出 L9 （34）即 4 因素 3 水平进行正交试验。
表 1 正交实验的水平及因素表 Table 1 The factor level of antistaling
活性炭 搅拌时间 铬黑 T 质量浓
水平 用量 W/g t/min
度 C/(mg·L-1) 酸度 pH
2008 年 12 月
刘 靖，等：利用活性炭处理铬黑 T 实验室废液的试验研究
635
性炭前、后的吸光光度值。通过公式计算出不同 浓度下活性炭对铬黑 T 脱色率的影响。其计算 公式如下：
脱色率 = A0 - A1 ×100% A0
式中：A0—活性炭吸附前的吸光度值； A1—活性炭吸附后的吸光度值。
1.2.4 利用盐酸对活性炭（GAC）进行预处理 为提高活性炭吸附性能，活性炭在使用前要
脱色，脱色率都达到 90%以上。
关 键 词： 活性炭；铬黑 T；实验废液；吸附
中图分类号： X 703 文献标识码： A 文章编号： 1671- 0460（2008）06- 0634- 04
各高等院校及科研单位教学、研究工作中会 产生一定数量的实验室废液，现在大多自由排 放，属无组织排放性质[1]。具有代表性的一些染 色废液，如不及时处理而排放到下水管，将影响 城市管网系统。目前，我国对各高等院校实验室 废 液 排 放 、防 污 染 处 理 方 面 , 还 没 见 有 采 取 积 极 有效措施的报导，这方面的研究工作做的也相对 较少。铬黑 T 是络合滴定中常用的一种指示剂， 是一种偶氮类化合物，毒性较大，能引发多种癌 症及并发症。它溶于水和醇类物质。实验室产生 的铬黑 T 废液浓度虽不是很高，但如不及时处 理，而排放到下水管中，将给整个城市管网系统 造成极大危害[2]。本试验选取活性炭对铬黑 T 废 液进行吸附、脱色试验，找出活性炭对铬黑 T 实 验室废液脱色的最佳条件。
在配制好的 500 mL （质量浓度为 10 mg/L） 的铬黑 T 模拟废水中加入 1 g 活性炭，以 250 r/min 的转速，用六连电动搅拌器搅拌，分别吸附 脱色 20，60，…，120 min 后，分别以 4 000 r/min 转速离心 10 min。试验结果见图 2。
图 2 搅拌时间对脱色率的影响 Fig.2 Effect of mixing time on black T（EBT）elimination
（EBT）elimination
试验证明最佳的活性炭质量浓度范围为： 10～15 mg/L。
636
当代化工
第 37 卷第 6 期
2.4 pH 值影响 配制 5 份不同的 10 mg/L 铬黑 T 模拟废液
500 mL， 调 节 pH：2.02，3.01，6.22，9.96，12.09 后，各加入 1 g 活性炭，用六连电动搅拌器搅拌 1 h， 以 4 000 r/min 转速进行离心 10 min。试验结果 见图 4。
铬黑 T（分析纯）、颗粒活性炭（GAC）（化学 纯）、氢氧化钠（分析纯）、（1+1）盐酸等。 1.2 实验方法 1.2.1 确定铬黑 T 最大吸收波长
绘制络黑 T 模拟废液吸收曲线。选取络黑 T 模拟废液的最大吸收波长。配制 10 mg/L 的络黑 T 模拟废液 100 mL。用 721E 型分光光度计，以 纯水做参比，在 450～600 nm 范围内，每隔 10 nm 测一个吸光度值 A，根据数值选取出最大吸收波 长。 1.2.2 绘制铬黑 T 模拟废水标准曲线
在配制好的 500 mL （质量浓度为 10 mg/L） 的铬黑 T 模拟废水中，分别加入活性炭 0.5，1， …，3 g ，然后用六连电动搅拌器以 250 r/mn 的转 速搅拌脱色吸附 1 h 后，分别以 4 000 r/min 转速 进行离心 10 min。试验结果见图 1。
试验证明，较佳的活性炭用量范围为：0.5～ 1.5 g。 2.2 活性炭吸附时间对铬黑 T 脱色率效果影响
配制质量浓度为 2，4，…，14 mg/L 的络黑 T 标准溶液，在最大吸收波长下，分别测出吸光光 度值。推出标准曲线方程。 1.2.3 计算公式
分别测出不同浓度络黑 T 模拟废水加入活
* 基金项目：国家 863 项目资助（2007AA10Z410） 收稿日期：2008-11-10 作者简介：刘 靖（1968—），女，高级工程师，沈阳化工学院毕业，研究领域及主要研究方向：化学实验技术，水质分析，废水处理技术。 电话：0411- 88352646，E- mail：greenlj@。
在实验室收集了含铬黑 T 的真实实验室废
（ 下转第 655 页）
2008 年 12 月
李 宁：基于 MATLAB 优化的数据校正方法
655
[3] 许国根，等．MATLAB 在化学中的应用[M]．西安：西安 交通大学出版社，2005．
[4] Markus Schladt ，Bei Hu . Soft sensors based on nonlinear steady- state data reconciliation in the process industry[J] ． Chemical Engineering and Processing，2007，46：1107- 1115．
1 实验部分
1.1 实验仪器及药品 1.1.1 仪 器
JJ- 4A 型六连电动搅拌器、大容量离心机、 721E 型分光光度计、pH 计、分析天平；其他还有 1 000 mL 容量瓶、1 L 烧杯 等。
主要仪器性能：JJ- 4A 型六连电动搅拌器增加了 光照、自动升降 、数字显示等功能；搅拌棒选用 不锈钢材料，有优越的抗腐性能，操作简便，运转 平稳；无级调速，能多点，同速地对高粘度溶液进 行强有力的搅拌和作对比试验。 1.1.2 药 品
[5] Jeffrey Dean Kelly ． Reconciliation of process data using other projection matrices [ J ] ． Computers and Chemical Engineering，1999，23：785- 789．
[6] Jeffrey Dean Kelly ． Techniques for solving in dustrial nonlinear data reconciliation problems [ J ] ． Computers and Chemical Engineering，2004，28：2837- 2843．
图 1 活性炭用量对脱色率的影响 Fig.1 Effect of activated carbon amount on black T（EBT）
elimination
图 3 活性炭浓度对脱色率的影响 Fig.3 Effect of activated carbon concentration on black T
采用最佳脱色条件，对铬黑 T 模拟废液做平 行 实 验 得 出 脱 色 率 。 分 别 为 ：97.71% ，96.65% ， 98.01%，平均值为 97.46%。得出脱色率都较高， 说明在此条件下，活性炭发挥出了最佳吸附效 能，证明此脱色条件是可信的，试验是成功的。 3.3 对比实验
对比通过盐酸预处理过的和未经盐酸预处 理过的（GAC）活性炭分别对铬黑 T 模拟废液进 行吸附脱色处理，得出的脱色率分别为 97.21% 和 43.55% 。因此经盐酸预处理后的活性炭脱色 吸附性能大大增加，能充分发挥活性炭的脱色性 能，达到节省使用（GAC）活性炭成本的目的。 3.4 效 果
活性炭处理含铬废水的研究
Ｊ ｏ ｕ ｍａ ｔ ｏ ｆ Ａｎ ｈ ｕ ｉ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
活 性炭 处理 含铬 废 水 的 研 究
ｈｅ ｔ ｄ ｏ ｓ ｉ ｎ ｇ ｑ ｕ ａ ｎ ｉ ｔ ｔ ｙ ｉ ｓ ０ ． ６ ｇ ／ ｍＬ ，ｐ Ｈ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｏ ｆ ４ ，ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍ ｅ ｏ ｆ １ ５ ０ ｍｉ ｎ ， ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ
ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｓ ｂ ｅ ｓ ｔ ｗｉ ｈ ｔ ｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｌ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｔ ｏ ９ ７％ ．Ｕｎ ｄ ｅ ｒ ｆ ａ ｖ ｏ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ，ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｍｏ ｖ ｅ Ｃｈ ｒ ｏ ｍｉ ｕ ｍ ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ａｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ；Ｃｈ ｒ ｏ ｍｉ ｕ ｍ ｒ ｅ ｍｏ ｖ ａ ｌ ；Ａｂ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ；Ｗ ａ ｓ ｔ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎｉ ｎｇ ｃ ｈ ｒ ｏ ｍｉ ｕ ｍ
马万征 ， 汪志 东， 邹海明 ， 周育智 ， 戴明星 ， 尹
（ 安徽科 技 学院 摘 城建 与环境 学 院 ， 安徽 凤阳
超
２ ３ ３ １ ０ ０ ）
要： 活性 炭具 有优 良的吸 附性 和还 原性 ， 已广泛 用 于废 水 处理 工 业 。采 用静 态试验 的 方 法 ， 考察 了活
活性炭对废水中铬地吸附
活性炭对废水中铬的吸附的研究汪志东，戴明星，代文军，何会民，胡翠茹某某科技学院城建与环境学院，凤阳，某某 233100摘要：活性炭具有优良的吸附性和复原性,已广泛用于废水处理工业。
本文阐述了活性炭处理含铬废水的根本原理。
考察了活性炭参加量，吸附时间、pH值、温度等因素对含铬废水去除率的影响。
结果明确,用活性炭吸附处理含铬废水,处理效果明显,本钱低、可再生。
研究明确活性炭的投加量与其吸附总量开始时根本成线性增加的关系，但当活性炭的量增加到一定量时其吸附总量将根本不再增加。
当PH在3，4吸附量最好，当温度增加时其吸附总量在减少,振荡吸附时间为160分钟时吸附根本达到平衡。
关键词：活性炭；除铬；吸附率；含铬废水中图分类号：TQ09 文献标识码：A 文章编号：引言铬极其化合物广泛应用于金属加工，电镀业，制革业，纺织业，采矿业等。
由于其自身不能被自然降解，进而通过生物累积进入人体，严重危害人类健康。
固体铬渣中的铬由于其固定不稳定而极易随雨水或其他介质迁移，造成二次污染，因此，固体铬渣的污染越来越引起人们的注意[1~2]。
倪同汉等[3]研究了活性炭外表化学结构与其对六价铬络合阴离子吸附能力之间的关系。
陈仁辉等[4]研究了活性炭对铬的吸附。
贾陈忠等[5]研究了活性炭吸附处理实验室模拟含铬废水汪德进；何小勇[6]对含铬废水的处理方法如生物法、物化法、化学法等机理进展了简要的阐述,并展望了含铬废水处理技术的开展前景。
含铬废水的处理方法有：比色法，原子吸收分光光度法，和滴定法。
本文以模拟含铬废水为研究对象，对活性炭除铬的不同因素进展了实验研究，主要包括活性炭投加量、PH、吸附时间、温度等因素。
通过实验确定了活性炭处理六价铬工业废水时的最优条件。
1 材料与方法仪器：1.分光光度计，比色皿〔1cm、3cm〕。
2．50mL具塞比色管，移液管，容量瓶，恒温振荡器，PH计，分析天平，等。
试剂：1.活性炭2．丙酮3．〔1+1〕硫酸4．〔1+1〕磷酸。
实验室含铬废液的处理修订稿
实验室含铬废液的处理 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-设计性试验含铬废液的处理艾孜提艾力.阿卜力克木班级：农学091班学号：实验室含铬废液的处理化学实验需要用到大量的化学药品,产生大量的废液,实验室要求废液不能直接排入下水道,必须进行回收,统一处理。
实验室针对含铬废液的处理进行了深入研究。
常见的铬化合物的价态有Cr3+和Cr6+ ,其中Cr6+的毒性极强,大约是三价铬毒性的100倍。
其中最为重要的是Cr6+化合物的致癌和突变性,致急性肾衰竭等。
我国规定工业排放水中铬含量应小于0. 5mg/L (即0. 5ppm) ;饮用水中铬含量应小于0. 05mg/L 。
一：实验目的1：学习水样中铬的处理方法2：综合学习加热、移液管的使用、标准溶液的配制、酸碱滴定、固液分离、减压抽滤及用分光光度计测六价铬的方法二：实验原理1:采用铁氧体法除去废液中的铬。
铁氧体是指在含铬废液中加入过量的硫酸亚铁溶液，使六价铬被二价铁还原成三价铬。
调节溶液pH值，使Cr3+、Fe3+、Fe2+转化为氢氧化物沉淀。
然后加入过氧化氢，将部分二价铁转化成三价铁，使Cr3+、Fe3+、Fe2+成适当比例，并以Fe(OH)2、Fe(OH)3、Gr(OH)3形式沉淀共同析出，沉淀物经脱水后，可得组成类似Fe3O4·XH2O的磁性氧化物，即铁氧体。
其中部分三价铁可被三价铬代替，因此可使铬成为铁氧体的组分而沉淀出来。
反应方程式为：含铬的铁氧体是一种磁性材料，可以应用在电子工业上。
用该方法处理废液既环保又利用了废物。
处理后的废液中的六价铬可与二苯碳酰肼（DPCI）在酸性条件下作用产生红紫色配合物来检验结果。
该配合物的最大吸收波长为540nm左右，显色时间为2~3min，配合物可在内稳定，根据颜色深浅进行比色，即可测定废液中残留的六价铬的含量.2:处理后废液中铬含量的测定，一般以二苯碳酰二肼作显色剂，在酸性介质条件下与六价铬生成红紫色配合物。
毕业答辩-化工-活性炭吸附印染废水中铬黑T的研究
2.2 试剂和仪器
主要试剂：铬黑T，活性炭，蒸馏水，HCI，KOH 等 实验仪器：22型分光光度计，PHS一25型酸度计， THZ一82恒温振荡器，离心机，电子天平，烧杯， 容量瓶等
第二章 实验
• 2.3实验步骤
染料最佳吸收波长的确定
第二章 实验
染料最佳吸收波长的确定
第二章 实验
• 控制单一因素变量实验
绘制铬黑T溶液吸光度标准曲线
第二章 实验
最佳吸附时间的确定
第二章 实验
最佳PH值的确定
第二章 实验
最佳温度的确定
第二章 实验
最佳溶液浓度的确定
第二章 实验
• 正交实验
衷心感谢我的导师迟守娟讲师对本人 的精心指导。她的言传身教将使我受益 终生。
谢谢！ 请各位老师指正！
第一章 引言
• 1.4 活性炭
活性炭是一种由含炭材料制成的外观呈黑色， 内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力 强的一类微晶质碳素材料。
第一章 引言
活性炭放大2000倍（左图）和放大20000倍 （右图）的电镜图
第一章 引言
活性炭放大100000倍（左图）和放大200000 倍（右图）的电镜图
题目 活性炭吸附印染废水中铬黑T的研究
专 业： 化学 学生姓名：江自流 指导教师：迟守娟
主要内容
• 第一章 引言 • 第二章 实验 • 第三章 结论
第一章 引言
• 1.1 课题的背景和意义
据资料统计，我国每年印染废水排放量占总 工业废水排放量的35％，已成为危害最大的 难以治理的重要污染源。 印染废水属难处理的工业废水，严重污染环 境。因此开发经济有效的处理印染废水术， 成为当今环保工作者关注的课题。
活性炭吸附法处理重金属废水研究进展
活性炭吸附法处理重金属废水研究进展活性炭吸附法处理重金属废水研究进展一、引言重金属废水是指含有铅、汞、铬、镉等重金属成分超标的废水。
重金属污染对环境和人类健康造成了严重的威胁。
因此，对重金属废水进行有效处理具有重要的意义。
活性炭作为一种有效的吸附材料，已被广泛应用于重金属废水处理领域。
本文将对活性炭吸附法处理重金属废水的研究进展进行综述。
二、活性炭吸附机制活性炭的吸附能力主要依赖于其表面的孔隙结构和表面化学性质。
活性炭具有大量的微孔和介孔，提供了较大的比表面积和孔容，有利于重金属离子在其表面的吸附。
此外，活性炭还具有一定的电化学性质，在吸附过程中可以通过离子交换等机制，将重金属离子吸附在其表面。
三、活性炭选择和调制活性炭的选择与调制对重金属废水的处理效果具有重要影响。
一般来说，活性炭的选择应考虑到其比表面积、孔隙结构、化学性质以及成本等因素。
常用的活性炭材料包括煤基活性炭、木质活性炭和皮质活性炭等。
此外，还可以通过物理或化学方法对活性炭进行调制，如改变其孔隙结构、引入其他功能基团等，以提高其吸附性能。
四、活性炭吸附工艺在活性炭吸附工艺中，一般包括预处理、吸附和再生三个主要步骤。
预处理主要是通过调整废水的pH值、温度等条件，以提高重金属离子的吸附效果。
吸附过程中，活性炭与重金属离子发生物理或化学吸附。
吸附后的活性炭饱和后需进行再生，以回收废水中的重金属物质和恢复活性炭的吸附性能。
五、影响因素和优化措施活性炭吸附法处理重金属废水的效果受多种因素影响，如废水pH值、吸附剂用量、接触时间等。
为了提高处理效果，可以通过调整这些因素来进行优化。
此外，还可以采用复合吸附材料、表面改性活性炭和电化学辅助吸附等措施，以提高活性炭吸附重金属离子的效率和选择性。
六、活性炭吸附法的应用前景活性炭吸附法具有吸附效果好、操作简单、成本低等优点，在重金属废水处理领域具有广阔的应用前景。
随着科技的进步和研究的深入，活性炭吸附技术还可以与其他处理技术相结合，进一步提高重金属废水的处理效果。
活性炭吸附处理实验室含Cr(Ⅵ)废水的研究
２ １ ，２ （ ） ３— ５ ０ ０ ９ ２ ：５ ５
Ｃ５ Ｎ ３一ｌ０ ／ ＩＳ １７ ９ ５ ２ ５ Ｘ Ｓ Ｎ ６ ３— ６ ５
活 性 炭 吸 附 处 理 实验 室含 Ｃ （ Ｉ 废 水 的研 究 ｒ Ｖ）
李 冬 ，席 晓 晶 （ 阳理 工学 院环境 工程 与 化学 系 ，河南 洛 阳 ４ １２ ） 洛 ７０３ 摘 要 ：采 用静 态和 动 态吸 附 实验 ，探 讨 了溶 液 ｐ Ｈ值 、活性 炭 用量 对 ｃ Ｖ ） 吸 附的影 响 以及 活性 ｒ（ Ｉ
吸附到 多分 子层吸 附 的转 变 。
用 ，吸附后溶 液 中 铬 以 Ｃ Ｖ ） 的形 式 存 在 ，吸 ｒ（ Ｉ 附去除 率 随着 ｐ 值 的 升 高 而 下 降 ，吸 附 后 溶 液 Ｈ
附前后 溶 液 中 Ｃ Ｖ ） 的 浓 度 ，计 算 其 去 除 率 。 ｒ（ Ｉ
总 铬测 定 采 用 高 锰 酸 钾 氧 化 一二 苯 碳 酰 二 肼 比 色法。 动 态 吸 附 实 验 ：称 取 一 定 量 的 粒 状 活 性 炭 装 柱 ，让含 Ｃ Ｖ ） 废 水 从 上 而 下 流 过 活性 炭 ，定 ｒ（ Ｉ 量 采样 ，测 定 Ｃ Ｖ ） 和 总铬 的浓度 。 ｒ（ Ｉ
段 时 间后 过 滤 ，然后 用二 苯 碳酰 二肼 比色 法测 定 吸
，
总 铬 和 六 价 铬被 《 水 综 合 排 放 标 准》 污
（ Ｂ ９ ８—１９ ） 指定 为第 一类 污 染 物 ，规 定 了总 Ｇ ８７ ９６
铬 的最 高 允许 排放 浓度 为 １５ ｇ Ｌ ． ｍ ／ ，六 价铬 的最 高 允许 排放 浓度 为 ０ ５ ｇ Ｌ ．ｍ／ 。 化 学 实验 室也 产生 少量 的含 铬 废水 ，如 分 析化
活性炭吸附废水中铬黑T的研究
２ ０ １ ４年 ２月
广
州
化
工
Ｖｏ １ ． ４２ Ｎｏ ． ４ Ｆｅ ｂ ． ２ ０１ ４
Ｇｕａ ｎ ｇ ｚ ｈｏ ｕ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
活 性 炭 吸 附 废 水 中铬 黑 Ｔ的 研 究
迟守娟 ，黄守春
（ １山 东理 工 大 学化 学工程 学 院 ， 东 淄博 ２ ５ ５ ０ ４ ９ ； ２中 国石化 股份 有 限公 司齐鲁分 公 司 ，山 东 淄博 ２ ５ ５ ４ ３ ８ ）
ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉ ｒ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｓ Ｅ Ｍ．
ｅ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ａ ｄ ｓ ｏ ｐｔ ｒ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍｅ． ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｗ ａ ｓ ｔ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ， ｗａ ｓ ｔ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｐ Ｈ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ
摘 要 ：以铬黑 Ｔ模拟废水，采用活性炭作为吸附剂，利用 Ｓ Ｅ Ｍ对活性炭进行了表征。研究了吸附时间、废水浓度、废水
ｐ Ｈ值 及吸 附温度等 因素对 吸附效 果的影响 。根据这些 因素 的影 响规律设计 正交试 验。结果表明最佳工艺条件为 ：废水溶液 浓度 为 ０ ． ０ ３ ｍｇ ／ ｍＬ ，吸附时间为 ７ ０ ｍ ｉ ｎ ，溶液 ｐ Ｈ值为 ４ ． ０ ０ ，吸附温度为 ３ ５℃ 。并根据这些 因素 的影 响规律对 活性炭 吸附法处理 铬黑 Ｔ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｗ ｉ ｔ ｈ ｃ ｈｒ ｏ ｍｅ ｂ ｌ ａ ｃ ｋ Ｔ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ，ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ａ ｓ ａ ｄｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ，ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ｒｂ ａ ｏ ｎ ｗａ ｓ
毕业论文-化工-活性炭吸附印染废水中铬黑T的研究
- I -SHANDONG ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕 业 论 文活性炭吸附印染废水中铬黑T 的研究学 院： 化学工程学院专 业： 化学学生姓名： 江自流学 号： 0911081020指导教师： 迟守娟2013 年 6月摘要摘要本文以铬黑T染料代替印染废水，通过实验研究活性炭在不同条件下对其吸附的效果。
了解吸附时间，染料浓度，染料ph值，吸附温度等因素对活性炭吸附效果的影响，找出这些因素对活性炭吸附的影响规律。
得到吸附时间，染料浓度，染料ph值，吸附温度等因素的最佳吸附值。
根据这些因素的影响规律设计正交实验。
通过正交实验找出吸附时间，染料浓度，染料ph值，吸附温度等活性炭最优的吸附条件的组合。
并根据这些因素的影响规律对活性炭吸附法处理铬黑T染料废水的吸附脱色机理进行了探讨，为以后提高活性炭的利用率，节约能源，提供理论与实验基础。
关键词：活性炭，吸附，铬黑T染料，吸附率IabstractAbstractIn this paper, with chrome black T dye instead of printing and dyeing wastewater, through the experimental study of active carbon in different conditions on the adsorption effect, understanding of adsorption time, dye concentration, dye pH, factors affecting the adsorption temperature on the adsorption effect, to find the influence factors of activated carbon adsorption, adsorption time, dye the dye concentration, pH value, the optimal adsorption factors of adsorption temperature value. According to the influence of these factors by orthogonal experimental design, find out the adsorption time, through orthogonal experiments, dye concentration, dye pH, combination as well as the adsorption temperature, activated carbon adsorption conditions of the optimal. According to the influence of these factors on the activated carbon adsorption treatment of chrome black T dye wastewater decolorization mechanism was discussed, saving energy to improve the utilization of activated carbon,, to provide theoretical and experimental basis.Key words: Activated carbon, adsorbent, Chrome black T dye, the adsorption rateII目录目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章引言 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2印染废水的传统处理工艺方法 (1)1.3高新处理技术的研究和实践 (3)1.4活性炭 (4)1.4.1活性炭介绍 (4)1.4.2活性炭分类 (7)1.4.3主要用途 (7)1.4.4应用领域 (7)1.4.5活性炭吸附性的影响因素 (8)1.5近年来人们利用活性炭处理印染废水的新方法 (8)第二章实验 (10)2.1试剂和仪器 (10)2.2实验原理 (10)2.3实验步骤 (11)2.3.1控制单一因素变量实验 (11)2.3.2正交实验 (19)第三章结果与讨论 (23)3.1结论 (23)3.2活性炭处理印染废水的不足 (23)3.3活性炭吸附法处理染料废水的发展前景 (24)3.4结语 (25)参考文献 (26)致谢 (28)III第一章引言第一章引言1.1 课题的背景和意义印染废水是毛、棉、化纤等纺织产品用于染色、印花工艺所排放的废水，其成分复杂，主要含以芳烃和杂环化合物为母体的带有显色基团及极性基团的染料。
活性炭对含铬废水的吸附处理研究
第 ３ 卷第 ５ ５ 期
２０ ０６年 ５月
应
用
化 工
Ｖ０ ． ５ Ｎｏ ５ １３ ． Ｍａ ０ ６ ｙ２ ０
Ａ ｐ ｅ ｈｍｉ ｌ ｎｕｔ ｐ ＨｄＣ ｅ ｃ ｄ ｓｙ ａＩ ｒ
活 性 炭 对 含 铬 废水 的 吸 附处 理 研 究
Ｃ Ｕｇ ｆ ａｇ ｅＵ ｉ ｒｉ ，ｉ ｚｏ ３０５，ｈｎ ；． ｉｉ ｄＣ ｍ ａｙｏ ｈｎｉ ｏ ｉｇＰａｔＬｎｅ １０ ， ｈ ａ ｏｅｅｏ ｎ ｔ ｎｖ ｓ ｙＪ ｇｈｕ４４ ２ Ｃ ｉａ３ Ｌｍｔ ｏ ｐｎ ｆ ａｘ ｋｎ ｌｎ， ｆｎ０ ６６ Ｃ ｉ ） Ｙ ｚ ｅ ｔ ｎ ｅ Ｓ Ｃ ｉ ４ ｎ
ｍｓ ｇ ｔｅｒｍｏ ａ ａｅｏ ｒｃｕｄ ｂ ｉｈ ｒｔａ ９ ； ｅａ ｓｒ ｔ ｎａ ｃ ｒ ｔ ｒｕ ｄ ｃ ｄｏ ｔ ｎ ／ ， ｅ ｖｌｒｔ ｆ ｏ ｌ ｅｈｇ ｅ ｎ９ ％ ｔ ｄ ｐ ｉ ｃ ｏｄｗｉ Ｆ ｅ ｎ ￣ ｈａ ｓｒｉ ｈ Ｃ ｈ ｈ ｏ ｏ ｈ ｐ ｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ａ ｓ ｒ ｔ ｅ ｔ ａ ｎ ｆ ａ ｏ ａｏｙ ｓ ｌｔ ｎ ｃ ｒ ｍｉ ｍ— ｏ ｔｉ ｉ ｇ ｗ ｓ ｗ ｔ ｒｂ ｃｉｅ ｃ ｒ ｓｒ ｃ ： ｈ ｄ ｏｐ ｉ ｅ ｔ ｖ ｒ ｍｅ ｔ ｂ ｒ ｔｒ ｉ ａｉ ｈ ｏ ｕ ｃ ｎａ ｎ ｎ ａ ｔ ａｅ ｙａ ｔ ａ － ｏｌ ｍｕ ｏ ｅ ｖ
贾陈忠 ， 秦巧燕 樊生才 ，
（． １长江大学 化学与环境工程学院 ， 湖北 荆州 ４４２ ； 长江大学 农学院 ， ３０５２ ．
湖北 荆 州 ４４２ ；． ３０５３ 山西焦化股份有 限公司 。 山西 临汾 ０ １０ ） ４６６
摘
要： 研究了活性 炭吸附处理实验室模拟含铬废水 。实验结果表明 ， 当活性炭用量为 １ ， 废水 ｐ ４— ， ｇ Ｈ＝ ５吸附接
ZCMR法从废物中制取活性炭及在含铬废水处理中应用
ZCM R法从废物中制取活性炭及在含铬废水处理中应用宁 平,彭金辉,高建培(昆明理工大学环境工程系,云南昆明650093)摘要:采用微波照射-氯化锌(ZCM R)法从废物中制取锯末活性炭及烤胶废料活性炭,用所得的两种活性炭处理含铬废水,结果表明,ZCM R法制取的废物活性炭对电镀废水中铬的吸附容量是市售一级粉末活性炭的1.72~1.8倍,过滤速度是市售活性炭的1.6~1.7倍,极限吸附量达21.5~22.5mg/g.关键词:微波照射;烤胶废料;锯末;活性炭;含铬废水中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1000-6923(1999)04-0306~04Manufacture of activated carbon with the method of zinc chloride-microwave radiation from w aste and it s application in treatment of wastewater of containing chromium.NI NG P ing,PENG Jin-hui,GA O Jian-pei(Department of En-vironmental Engineering,K unming U niversity of Science and T echno logy,Kunming650093,China).China Environ-mental Science.1999,19(4):306~309Abstract:M anufacture method o f activated carbon wit h zinc chloride-microwave radiation(ZCM R)from wood powder and w aste rubber are studied.T he activated carbon produced by the method was used to adsorb Cr6+in wastewater.T he r esult shows that the adsor ption capacity o f Cr6+on the act ivated carbon from wood powder and w aste rubber is1.72~1. 8times and the filtering rate is1.6~1.7times as high as in compar ison wit h the pow dered act ivated carbon of the first g rade standard in market.T he maximum adsorption s capacity for Cr6+is21.5to22.5mg/g.Key words:microw av e r adiation;waste rubber;wood powder;activated carbon;w astewater of containing chromiun用活性炭处理含铬废水已得到广泛应用.工业规模所用的活性炭性能低于市售一级粉末活性炭,且存在生产过程中污染严重,使用过程中过滤困难、吸附容量小等缺点.目前工业用粉末活性炭多用传统氯化锌法生产,生产过程中耗用大量优质原材料,生产成本较高,价格昂贵,给实际广泛应用带来经济困难[1].另外传统的氯化锌法制取活性炭热利用率低、劳动强度大,改革传统氯化锌法制取活性炭生产工艺是必然趋势.本文提出了利用微波内部加热,在微波辐照下用氯化锌法(ZCM R)生产活性炭的新方法,并用此法生产锯末活性炭及烤胶废料活性炭,用所得的两种活性炭处理含铬废水,该法在活性炭生产过程中具有节能、快速、加热易控制等优点.用锯末活性炭及烤胶废料生产的ZCMR活性炭性能优于市售一级粉末活性炭,对含铬废水具有较好的净化效果.1 实验部分1.1 废物活性炭的制取将废物锯末及烤胶废料分别与氯化锌溶液混合浸渍12h后,装在石英坩埚中,放入多模微波腔体中进行辐照,随后对辐照产品进行漂洗、烘干、粉碎和筛分,得到粉状活性炭.氯化锌溶液浓度为50%,废物(干):氯化锌=1:2.5,微波频率为2.45GH z,微波最大功率为10W.采用林业部LY216-79标准测定产品指标[2].1.2 废物活性炭吸附含铬废水实验水样为昆明某厂含铬电镀废水,将市售一级活性炭及自制废物活性炭在110 下烘干2.5h,分别称取烘干后的两种废物活性炭及市售收稿日期:1998-11-11基金项目:云南省人才基金资助项目(9850)中国环境科学 1999,19(4):306~309 China Environmental Science一级活性炭不同量的5个样品于10个250mL 锥形瓶中,分别加入含铬废水150mL,于pH 6.7,25 下在恒温振器上振荡,振荡速率为130次/m in,振荡时间为1.5h.平衡样经过滤分析溶液浓度,计算活性炭吸附量.Cr6+分析采用分光光度法,光波长560nm,1cm石英比色皿.含铬废水原水浓度为162mg/L.2 结果与讨论2.1 废物活性炭特性分析微波辐照时间8min,制取的活性炭得率41%.质量指标见表1.表1 市售一级活性炭与ZCM R废物活性炭质量指标比较T able1 Comparison of ZCMR activated carbon from waste with pow dered act ivated carbonof the first grade standard in market活性炭亚甲蓝脱色率(mL/g)比表面积(m2/g)孔隙率(%)真密度(g/cm3)pH值灼烧残渣(%)总铁(%)氯化物(%)市售一级12064043.2 2.206 1.260.030.1 ZCM R烤胶废料120101148.4 1.986 1.010.020.1 ZCM R锯末18098145.4 2.016 1.300.030.1由表1可见,ZCMR废物活性炭亚甲蓝脱色率120~180mL/g,比表面积981~1011m2/g.林业部LY216-79(783型)产品指标中,一级活性炭标准的亚甲蓝脱色率为120mL/g,比表面积640m2/g.两者相比较,实验中经微波辐照后的亚甲蓝脱色率为国家标准一级品的1~ 1.5倍,比表面积为国家标准一级品的1.53~ 1.6倍,其它指标均符合国家一级产品(LY216-79)标准.在微波辐照下,样品内部迅速被加热,由于氯化锌和水分子急剧挥发,造成物料有更显著的多孔结构,活性炭比表面积增加,从而得到较高的亚甲蓝脱色率.在传统氯化锌法制造活性炭工艺中,加热从原料外部开始,经过相当长的时间,才能由表及里进行加热形成微孔,一般需经预热、干燥、炭化和活化4个阶段,需较长的时间(至少6h)、较多的能量.而在微波辐照下,仅用8min就可完成上述4个过程,时间仅为传统方法的1/45.2.2 含铬废水吸附2.2.1 市售一级活性炭吸附含铬废水 用市售一级活性炭吸附浓度为162m g/L的含铬废水,实验结果见表2.由表2可知,市售一级活性炭吸附含铬废水的平均过滤速度为9.25ml/L,吸附性能尚可.表2 市售一级活性炭吸附含铬废水实验结果T able2 Adsor ption results of Cr+6in wastewater with powder ed activ ated carbon of the first g radestandard in market序号吸附剂量(g)过滤速度(mL/min)平衡浓度C e(mg/L)平衡吸附量q e(mg/g)1 1.010.177.612.662 1.69.858.19.743 2.49.148.67.104 3.29.238.3 5.785 5.19.528.2 3.94以lg q e对lg C e作图,可得Freundlich吸附等温线为一直线(图1),图1中直线斜率1/n= 1.18,超出易吸附(1/n=0.1~0.5)范围[3],但低于难吸附上限(1/n 2).吸附平衡常数K =0.078,市售一级活性炭Cr6+吸附Freundlich 等温式如下:q e=0.078C1.18e(1)式中:q e为活性炭平衡吸附量(mg/g);C e为废水中Cr6+平衡浓度(mg/L).2.2.2 ZCMR废物活性炭吸附含铬废水 用自产ZCM R废物活性炭吸附浓度为162mg/L的含铬废水,实验与市售一级活性炭吸附Cr6+实验平行进行,结果见表3.由表3可知,自产ZCM R废物活性炭吸附含铬废水后平均过滤速度为15.6mL/min,吸附性能良好.3074期宁 平等:ZCM R法从废物中制取活性炭及在含铬废水处理中应用图1 市售一级活性炭吸附Cr 6+的吸附等温线F ig.1 Adsorption isot herm for Cr +6on pow dered act-i v ated carbon of the first grade standard in market以lg q e 对lg C e 作图,得Freundlich 吸附等温线为一直线,如图2所示.锯末活性炭在图2中直线斜率1/n =0.63,接近0.1~0.5的易吸附范围,吸附平衡常数K = 1.38,废物活性炭对含铬废水中Cr 6+吸附Freundlich 等温线可用(2)式表示:q e =1.38C 0.63e(2)对烤胶废料活性炭在图2中直线斜率1/n=0.39,属于0.1~0.5的易吸附范围,吸附平衡常数K = 3.22,烤胶废料活性炭对含铬废水中Cr 6+吸附Freundlich 等温线可用(3)式表示:q e =3.22C 0.39e(3)实验结果表明,废物活性炭比市售优质活性炭性能更好,吸附Cr 6+能力更高.表3 自制ZCM R 废物活性炭吸附含铬废水实验结果T able 3 Adsorption r esults of Cr +6in w astew ater w ith ZCM R activated carbon from w asteZCM R 锯末活性炭ZCM R 烤胶废料活性炭序号吸附剂(g)滤速(mL/m i n )平衡浓度(mg/L)平衡吸附量(mg/g)吸附剂(g)滤速(mL/m i n )平衡浓度(mg/L)平衡吸附量(mg/g)10.816.160.619.02 1.018.250.016.802 1.415.839.013.20 1.517.831.313.103 2.415.622.98.69 2.217.620.29.674 3.215.513.8 6.95 3.017.411.27.5455.115.18.04.605.117.23.44.66图2 ZCMR 废物活性炭吸附Cr 6+的吸附等温线F ig.2 Adso rption isotherm for Cr 6+from waste ZCM Ractiv ated carbon1.ZCM R 锯末活性炭2.ZCM R 烤胶废料活性炭2.3 市售一级活性炭与ZCMR 废物活性炭吸附性能比较市售一级活性炭与ZCMR 废物活性炭吸附性能比较见图3.图3 市售一级活性炭与ZCM R 废物活性炭吸附Cr 6+能力比较F ig.3 Co mparison of the adsorption capacity of Cr 6+of ZCM R activ ated carbon from waste and powder ed acti-vated carbon of the first grade standard in market1.市售一级活性炭2.ZCM R 锯末活性炭3.ZCM R 烤胶废料活性炭由图3可看出,市售一级活性炭达到饱和时308中 国 环 境 科 学19卷对Cr 6+的极限吸附量为12.5mg/g,而废物活性炭的吸附量高达21.5~22.5mg/g,废物活性炭的吸附容量是市售一级活性炭的1.72~1.8倍;ZCMR 锯末活性炭吸附废水时平均过滤速度为15.6mL/min,ZCM R 烤胶废料活性炭为17.7mL/min,而市售一级活性炭平均过滤速度为9.52mL/min,ZCMR 废物活性炭的过滤速度是市售一级活性炭的1.6~ 1.7倍.因此,无论从吸附容量还是从过滤速度,ZCMR 废物活性炭都明显优于市售一级活性炭.3 结语3.1 ZCM R 废物活性炭对含铬废水的吸附属于易吸附过程,其吸附容量是市售一级活性炭的1.72~1.8倍,极限吸附量达21.5~22.5mg/g.3.2 ZCMR 废物活性炭的后处理过程方便易行,其过滤速度为市售活性炭的1.6~ 1.7倍.3.3 ZCM R 烤胶废料活性炭对含铬废水的吸附易于ZCMR 锯末活性炭.3.4 ZCMR 废物活性炭可用于替代目前废水处理系统中性能一般的工业级粉末活性炭,其操作性能、吸附容量超过市售一级活性炭,比工业用活性炭更加优越,该产品一旦工业化,必将以其优质、高效、使用方便、原料价兼易得等优势在废水处理中得到广泛的推广应用.参考文献:[1]曹玉登.煤制活性炭及污水治理[M ].北京:中国环境科学出版社,1995.4.[2]中华人民共和国林业部标准司.粉状活性炭标准[M ].北京:中国林业出版社,1992.127.[3]张希衡.水污染控制工程[M ].北京:冶金工业出版社,1993.199.作者简介:宁 平(1958-),男,云南开运人,昆明理工大学环境工程系教授、博士后,主要从事环境污染控制及数学模拟等研究工作.参加了省重点项目 黄磷尾气净化制取甲酸 等20余项的研究工作.出版专著2部,发表论文80余篇.美国研究理事会认为美国气候模式还存在不足当美国全球气候变化研究项目(U SGCRP)最近开始了解温室效应对各不同地区有何影响时,很快碰到一个问题,没有一个模式能详细地模拟变化中的区域气候.U SG CRP 政策分析人员只能暂时应用加拿大和英国的模式.由于气候中心计算机能力不足,模式有些部分要在日本和澳大利亚计算机上运算.这表明,美国试图形成世界气候变化政策时,在模式气候方面落后了.全国研究理事会(N RC)的一个委员会的最新报告正式公布了这一消息. 据今年1月发表的该报告称,主要有两方面问题,一是美国在建立模式方面缺乏协调;其次是投入计算机能力有限.N RC 报告敦促U SG CRP 制订全国目标,协调资金,为各模式单位重新排序,指出最近在这方面已有令人鼓舞的发展.在增加计算能力方面,虽然商务部禁止购进低价的日本计算机,副总统戈尔已宣布政府为信息技术提供3亿6千6百万美元,其中大部分将用于发展高级计算机.江 英 摘自 Science ,February 5,766-767(1999)3094期宁 平等:ZCM R 法从废物中制取活性炭及在含铬废水处理中应用。