印染废水中铬的活性炭吸附及资源化研究
活性炭吸附技术处理印染废水的研究进展
指 标 均 能达 到 国家 《 污水 综 合排 放 标 准 》（ Ｇ Ｂ ８ ９ ７ ８ — １ ９ ９ ６） 的二级标准。核桃壳来源广泛且价格 便宜 ， 炭化温度低 ，时间短 ，且处理印染废水工艺 简单 ，效果好 ，但再生 困难 ，成本高 ，一般应用于 浓 度较 低 的染 料 废 水处 理 或 深度 处理 。胡 巧开 用 硫酸活化法 ，以花生壳为原料制备活性炭 ，在最佳 制备条件下得到 的活性炭对印染废水 的脱色率可 达９ ６ ． ７ ％。 但文章中并未考察该 吸附剂的再生Ｉ 生 能，
ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｉｎ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｄ ｙ ｅ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｈ ａ ｓ
ｓ ｏ ｍｅ ｓ ｕ ｇ ｇ ｅ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｐ ｕ ｔ ｏｒ ｆ ｗａ ｒｄ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏｒ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ．
Ｌ ＩＳ ｉ ， Ｘ Ｉ ＮＧ Ｈａ ｉ － ｙ ｉ ｎ ｇ ， Ｚ ＨＡ ＮＧＪ ｉ ｎ — ｈ ｕ ｉ ， Ｙ Ａ ＮＧ Ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ － ｃ ｈ ｕ ｎ
（ Ｌｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｉ ｈ ｕ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｌｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｆ ｕ ｓ ｈ ｕ ｎ １ １ ３ ０ ０ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
印染废水中铬的活性炭吸附及资源化研究
目前 常用 处 理铬 的方 法有 沉 淀法 、 子 交换法 、 离
蒸 发 法等 ， 们 的缺 点 是 费 用 高 、 换 树 脂 不稳 定 ， 它 交 只适 于高 浓度 。对 于 应 用 条 件 广 、 果 较 好 的 活性 效 炭吸 附法 研究 还较 少 ， 此 笔 者 采用 该 法 通 过 大 量 为 的调 研数 据 与试 验 研 究从 印染 废 水 中 回收 铬 ， 实现
ＺＨＥＮＧ ｎ ｄ 。ＹＡＮＧ ｎ — ａ Ｃｕ — ｅ Ｑｉ ｇ ｈ ｉ
（ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｔ ｎ ｖ ｒ ｎ ｎ 。Ｌｉｏ ｏ ｇ Ｃｏｌｇｅ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆ Ｃｉ ａ ｄ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｙ ａ ｄ ｎ ｌｅ 。Ｄａ ｄｏ ｇ １ ８ ０ ， ｉ ａ ｎ ｎ １ ０ ３ Ｃｈ ｎ ）
收 稿 日期 ；０ ６０—２ ２ ０ —２２ 作者简介 ； 郑存 德 （９ ５ ） 男 ， 师 。 读 硕 士 研 ｌｋｎ ｚｅｇ２ ０ ＠ １ ３ｃ ｒ １７ ， 讲 在 主 — ｉ ｉｇ ｈｎ 一０ ０ ６ ． ｏ ： ｎ
经实 地取 样测 定废 水 主要 指标 见 表 ２ 。 需要 说 明 的是 ， 样 品是 硫化 染 料染 色 方法 （ 本 卷
ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｎ ｈ ｎ ｔ ｅ ｒ ｒ ａ ｅ ｙ ｃ ｎ ｒ ｒ ｕ ｒ ｎ ｓ ｏ ｈ ｕ ｐ ｓ ｆ ｂ ｉ ｇ ｒ ｕ ｅ ． Ａｔｔ ｅ ｎ ｒ ｃ ｓ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｈ ｙ ｗｅ ｅ ｔ ｅ ｔ ｄ ｂ ｏ ｔａ ｙ ｃ ｒ ｅ ｔｗａ ｈ ｆ ｒ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｅ ｏ ｅ ｎ ｅ ｓ ｄ ｈ
ｓ ｍｅ ｔｍｅ，ｒ ｃ ｖｅ ｙ ｏ ｏ ｃ ｓｍ ａ ｅ ａ ｉ ｅ ｏ ｒ ｆＣｒ ｐｒ ｄｕ ｔｗａ ｄ ． Ｋｅ ｒ ｓ：ａ ｔｖ ａ ｂｏ ｌａ ｙ ｗｏ ｄ ｃ ｉ ｅ ｃ ｒ ｎ ｐｉｌｒ；ｃ ｎｔ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｓ ｒ ｃ ｖ ｒ ｆＣｒｐｒ ｕｃ ｏ ｒ ｒ ｕｒ ｅ ｔｗａ ｈｌ ｅ ｏ ｅ ｙ ｏ ｏｄ ｔ
活性炭吸附法去除印染工业废水色度的试验与研究
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ： Ｄ ｅｎ ｎ ｒ ｔ ｇｗ ｓ ｗ ｔｒ ｃ ｖｔｄｃｒｏ ；ａｓｒｔ ｎ ｅｏｏｉａｏ ｙ ｉｇａ ｄｐｉｉ ａｔ ａｅ ；ａｔ ａ ａｂ ｎ ｄｏｐｉ ；ｄｃｌｒ ｆ ｎ ｎｎ ｅ ｉ ｅ ｏ ｚｉ
１ 概 述
１ １ 印染废 水 的特 点 ．
来 自纤维 原料 本身 的夹带 物 ；另一类 是加工 过程 中 所用 的浆料 、油剂 、染 料 、化学助 剂等 。
Ｃ Ｄ 的去除 、水样 ｐ Ｏ６ Ｈ值 变化等 的影 响。 关 键 词 ：印染工业废水 ；活性炭 ；吸附 ；色度
文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ １ ６４ ２０ ）４（２ － １０— ４ （０６ ０－０ ９ ６ ３ ３ ０ 中图分类号 ： ７ １０ Ｘ ９ ．３
ｇ ａ ｄ ｉ ｉ ａ ｔｗａｅ ｐｅ ｉ ｎｔｌＳ ｕ ｙ Ｏｌ ｃ ｌｒｚ ｆ ｎ ｆＤｙ ｉ ｎ Ｐｒｎｔ ｉ ｎｇ Ｗ ｓｅ ｔ ｒ ｂ ｔｖ ｔｄ ｒ ｏ ｓ ｒ ｔｏ ｙ Ａｃ ａ ｅ Ｃａ ｂ ｎ Ａｄ ｏ ｐ ｉ ｎ ｉ
相连 。化合 物分 子 吸 收 了一 定 波 长 的光 量 子 的 能 量后 ，发 生极化 并产 生偶极 矩 ，使 价 电子在不 同能
的不同而异 ，污染物组分差异很大。一般印染废水 ｐ Ｈ值 为 ６～１，Ｃ Ｄ ４０～１０ ｇＬ Ｏ ｓ ０ Ｏｃ ０ 为 ００ｍ ／ ，Ｂ Ｄ 为 １０ ０ ｇ Ｌ Ｓ为 １０～２０ ｍ ／ ，色度 为 １０ ０ ～４ ０ｍ ／ ，Ｓ ０ ０ ｇ Ｌ ０
１２ 印染 废水色 度去 除的 主要方 法 ．
１２ １ 印染废 水 的发 色机 理 ．．
印染行 业 是 工 业 废 水 排 放 大 户 ，据 不 完 全统 计 ，全 国 印 染 废 水 每 天 排 放 量 为 ３×ｉ６～４× ０
生物活性炭深度处理印染废水的研究
２ 结 果 与讨论
２ １ 装 置启动挂膜 ．
生 物活性炭工 艺利用 吸附生长在填 料上 的微 生物 的代谢 活动来 降解 有机 污 染物质 ， 同时还 能截 留 水 中的悬 浮 固体 ， 达到净化水 质的 目的． 因此 ， 炭挂膜 是滤池能 否稳定有效 运行 的关键 ， 活性 活性炭 上生 物膜 的好 坏 ， 活性 的高低 ， 将直接 影响 到废 水 的净 化处理效 果．
第２ ６卷 第 ３期
河 北 建 筑 工 程 学 院 学 报
Ｖ １２ ｏ３ ｏ．６Ｎ ．
２０ ０ ８年 ９月 ＪＵ Ｎ Ｌ Ｆ Ｅ Ｅ ＳＩ Ｔ ＦＡ Ｃ ＩＥ Ｔ Ｒ Ｎ ＩＩ Ｅ ＧＮ Ｅ ＩＧ Ｓ ｐｅ ｂ ｒ ０ ８ Ｏ Ｒ Ａ Ｂ ＩＮ Ｔ Ｕ ＥＯ Ｒ ＨＴ Ｃ Ｕ ＥＡ ＤＣＶＬ Ｎ ＩＥ ＲＮ ｅ ｔ ｅ ２０ ＯＨ Ｉ Ｔ ｍ
Ｎ的去除率与气水 比呈正 比关系 ， 水 比从 １ 大到 ３时 ， Ｈ 一Ｎ的去 除率从 ４ ．％上升 到 ９ ．％ ， 当气 增 Ｎ ， ７３ ２５ 但是 当气水 比大 于 ３时 ， 继续增 大气 水 比对 Ｎ 一Ｎ 的去除 效果 影响 不 大 ， 除率 始终 保 持在 ９ ％左 Ｈ 去 ３ 右 ， 主要是 因为在开始 阶段 溶解氧 是硝化细 菌发 生硝化 反 应 的控制 因素 ¨ 这 … ， 中溶解 氧 浓度 的增 水 大有利 于硝化反 应的进行 ， 是 当溶解 氧浓度 已经能够 满足硝化 反应 的需 求时 ， 但 继续 提高气水 比增大溶
了应用．
１７ ９ ８年 ， ｌ ｒ Ｗ． Ｒｃ 总结 欧洲 水处 理 经 验 时首 次 正 式提 出 了“ Ｍｉｅ ｌ Ｇ． 和 ｉ ｅ在 生物 活 性炭 ” Ｂ Ｃ） （ Ａ 一 词 Ｊ而生物 活性 炭技术 由于能够有 效的结合 活性炭 吸附 以及微 生物 降解双 重作 用去 除有机 污 染物 的 ，
活性炭吸附废水中重金属离子的研究
活性炭吸附废水中重金属离子的研究废水排放对环境污染和资源浪费具有极大的影响。
其中，重金属是一种常见的废水污染物，而且有着极强的毒性和难以降解的特点。
活性炭吸附是一种有效的治理重金属废水的方法，其工艺简单、成本低、效果好，已被广泛应用于工业和农业生产中。
本文将就活性炭吸附废水中重金属离子的研究进行探讨。
一、活性炭吸附原理活性炭的吸附原理是通过其多孔性和表面活性来吸附溶在水中的废物和有机物质。
其中，表面活性是指物质表面的分子组成，以及物质与水分子结合的情况。
对于重金属离子，其电荷多，因此在与活性炭分子结合时，会形成一种静电吸引力，使重金属离子被活性炭吸附。
二、活性炭吸附对重金属离子的影响1. pH值和离子交换pH值是影响重金属吸附效果的重要因素。
一般来说，在酸性条件下，重金属的离子交换能力较强，而在碱性条件下，重金属离子更容易被活性炭吸附。
因此，活性炭吸附重金属离子时需要根据不同的废水来源和水质情况来调节水质，以达到最佳吸附效果。
2. 活性炭孔径大小孔径大小对活性炭吸附重金属离子也有着显著的影响。
一般认为，孔径越小，活性炭吸附重金属离子的能力越强。
这是因为，较小的孔径可以提供更多的吸附面积，并且能够更容易地通过静电力作用，将重金属离子吸附在孔壁上。
3. 活性炭表面官能团活性炭表面的官能团种类和数量也会影响其吸附重金属离子的能力。
不同种类的官能团对重金属离子的亲和性有着不同的影响，而官能团数量多的活性炭表面亲和性更强。
因此，在生产过程中，要根据不同的废水来源和水质情况，选择含有不同官能团的活性炭，以达到更好的吸附效果。
三、活性炭吸附重金属离子的应用活性炭吸附重金属离子已被广泛应用于各种工业和农业生产中，如印染、制革、化工、炼油、金属加工等领域。
此外，活性炭吸附重金属离子也可以应用于废水再生、水源矫正、废气吸附等方面，具有广泛的应用前景和发展空间。
四、活性炭吸附废水中重金属离子存在的问题虽然活性炭吸附废水中重金属离子的效果明显，但也存在一些问题和挑战。
生物炭吸附废水中重金属离子的研究进展
生物炭吸附废水中重金属离子的研究进展生物炭（biochar）是一种由生物质材料经过干燥、高温热解或炭化而制得的碳质产物。
由于其特殊的孔隙结构和化学性质，生物炭被广泛应用于吸附废水中的重金属离子。
本文将探讨生物炭在吸附废水中重金属离子方面的研究进展。
首先，生物炭的制备方法与性质对其吸附性能具有重要影响。
制备生物炭的原料种类、炭化温度和时间等因素会影响生物炭的孔隙结构和表面化学官能团的含量。
较高的炭化温度和时间能够使生物炭具有更多的微孔和介孔，提高其特定表面积和孔容，增加重金属离子的吸附位点。
此外，生物炭的表面官能团（如羟基、羧基和胺基等）也对重金属离子的吸附具有重要影响。
这些官能团能够与重金属离子形成氢键、配位键等化学键，增加吸附能力。
其次，生物炭对重金属离子的吸附行为受多个因素的制约。
pH值是影响重金属离子吸附的重要因素之一。
通常情况下，生物炭对重金属离子的吸附能力在酸性环境中较高，而在碱性环境中较低。
这是由于酸性环境下，生物炭表面官能团的负离荷有利于重金属离子的吸附。
此外，重金属离子的浓度、离子尺寸和电荷状态等也会影响生物炭对其吸附能力。
第三，各类生物炭对不同重金属离子的吸附能力存在差异。
研究表明，不同原料制备的生物炭对不同重金属离子的吸附能力存在显著差异。
例如，高炭化温度制备的生物炭更适合吸附铅离子，而较低炭化温度制备的生物炭则对镉离子的吸附效果较好。
此外，杏仁壳生物炭对铜离子的吸附性能更为突出，而竹炭则对镍离子的吸附效果较好。
因此，在实际应用中，应根据废水中重金属离子的特性选择合适的生物炭。
最后，生物炭的再生与废弃物资源化也是当前研究的热点。
当生物炭饱和吸附重金属离子后，可以采用各种方法对其进行再生，如酸碱洗法、电解法和生物修复等。
这不仅能够提高生物炭的重复利用率，还能够回收废弃物中的重金属离子。
因此，生物炭的研究不仅有助于净化废水，还具有环境保护和资源回收的双重效益。
综上所述，生物炭作为一种新型的吸附材料，在废水处理中具有良好的应用前景。
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。
活性炭吸附实验报告
实验3 活性炭吸附实验报告一、研究背景：1.1、吸附法吸附法处理废水是利用多孔性固体（吸附剂）的表面吸附废水中一种或多种溶质（吸附质）以去除或回收废水中的有害物质，同时净化了废水。
活性炭是由含碳物质（木炭、木屑、果核、硬果壳、煤等）作为原料，经高温脱水碳化和活化而制成的多孔性疏水性吸附剂。
活性炭具有比表面积大、高度发达的孔隙结构、优良的机械物理性能和吸附能力，因此被应用于多种行业。
在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。
除此之外，活性炭还被用于制造活性炭口罩、家用除味活性炭包、净化汽车或者室内空气等，以上都是基于活性炭优良的吸附性能。
将活性炭作为重要的净化剂，越来越受到人们的重视。
1.2、影响吸附效果的主要因素在吸附过程中，活性炭比表面积起着主要作用。
同时，被吸附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附的速度。
此外，pH 的高低、温度的变化和被吸附物质的分散程度也对吸附速度有一定影响。
1.3、研究意义在水处理领域，活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理，以除去水中的有机物。
活性炭处理工艺是运用吸附的方法来去除异味、某些离子以及难以进行生物降解的有机污染物。
二、实验目的本实验采用活性炭间歇的方法，确定活性炭对水中所含某些杂质的吸附能力。
希望达到下述目的：(1)加深理解吸附的基本原理。
(2)掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法。
(3)掌握用间歇式静态吸附法确定活性炭等温吸附式的方法。
(4)利用绘制的吸附等温曲线确定吸附系数：K、1/n。
K为直线的截距，1/n为直线的斜率三、主要仪器与试剂本实验间歇性吸附采用三角烧瓶内装人活性炭和水样进行振荡方法。
3.1仪器与器皿：恒温振荡器1台、分析天平1台、分光光度计1台、三角瓶5个、1000ml容量瓶1个、100ml容量瓶5个、移液管3.2试剂：活性炭、亚甲基蓝四、实验步骤（1）、标准曲线的绘制1、配制100mg/L的亚甲基蓝溶液：称取0.1g亚甲基蓝，用蒸馏水溶解后移入1000ml容量瓶中，并稀释至标线。
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印染废水中铬的活性炭吸附及资源化研究郑存德,杨清海(辽东学院城市环境系,辽宁丹东118003)摘 要:在实验室条件下利用活性碳柱对印染废水进行了铬的吸附,对活性碳柱进行逐级加热、逆流漂洗再生,达到了较好的处理效果,同时还回收了铬盐。
关键词:活性碳柱;逐级逆流漂洗;回收铬盐中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:167121556(2006)0320069203①Study on the Cr6+Absorption by Active C arbon Pillar and R ecovery of R esource from W aste W ater of Dyeing ProcessZH EN G Cun2de,YAN G Qing2hai(Dep artment of Cit y an d Envi ronment,L i aodong College,D andong118003,Chi na)Abstract:In t he laboratory,t he active carbo n pillars were used to absorb Cr+6f rom t he waste water of dye2 ing p rocess,and t hen t hey were t reated by contrary current wash for t he p urpose of being reused.At t he same time,recovery of Cr p roduct was made.K ey w ords:active carbon pillar;contrary current wash;recovery of Cr p roduct0 引 言铬是一种钢灰色的耐腐蚀硬金属,相对密度为6.92,熔点为1615℃,沸点为2200℃。
纯铬有延展性,含杂质的铬质硬而脆。
从18世纪末发现金属元素以后,铬及其化合物在工业生产上广为应用(表1)。
随着工业的发展,含铬粉尘及废水的排放量日益增长,尤其是在发现六价铬与三价铬均有可能致癌作用后,铬已成为引人注目的环境污染物之一。
铬在水中常以三价和六价离子形态存在,其氧化物为Cr2O3、CrO3;铬酸盐为Na2CrO4、K2CrO4、Na2Cr2O7(红矾)、K2Cr2O7等,是强氧化剂。
在工业废水中,铬主要以六价形态(CrO2-4、Cr2O2-7)存在。
目前常用处理铬的方法有沉淀法、离子交换法、蒸发法等,它们的缺点是费用高、交换树脂不稳定,只适于高浓度。
对于应用条件广、效果较好的活性炭吸附法研究还较少,为此笔者采用该法通过大量的调研数据与试验研究从印染废水中回收铬,实现了废水的治理与资源化,取得了经济与环境双重效益。
表1 六价铬的来源与浓度Table1 Source and concentration of Cr6+工业产生源六价铬浓度/(mg・L-1)平均范围皮革鞣制40-重铬酸钠生产-560～1590铁合金生产-0.06～121汽车框架生产700-打字机和办公器械生产16-银器生产5-1 实验水质及过程1.1 实验水质经实地取样测定废水主要指标见表2。
需要说明的是,本样品是硫化染料染色方法(卷染)产生的。
目前应用最广的是隐色体染色法,对于第13卷 第3期2006年 9月 安全与环境工程Safety and Environmental EngineeringVol.13 No.3Sep. 2006①收稿日期:2006202222 作者简介:郑存德(1975—),男,讲师,在读硕士研究生,主要从事环境与生态研究。
E2mail:kingzheng22000@表2 某印染厂废水水质Table2 Quality of waste water of certain printing factory废水量p H 色度/倍SS/(mg・L-1)COD/(mg・L-1)BOD5/(mg・L-1)Cr6+/(mg・L-1)310t/104m布9.045030084533018.200较难氧化的隐色体需用氧化剂处理,红矾(铬来源)是氧化剂配方的重要原料。
染色分两种工艺:卷染和轧染。
其工艺流程[1]分别如下:(1)卷染:卷轴→卷染→水洗(→酸洗)(→氧化)→水洗(→皂洗)→水洗(→固色或防脆处理)→冷水上卷。
(2)轧染:二浸二轧→湿蒸→干蒸→冷洗→酸洗→冷洗→氧化→冷洗→皂煮→热洗→湿洗→烘干。
以上工艺中氧化阶段是铬的产生来源。
1.2 实验过程取一定量的预先去除SS、色度、并调节p H值为7左右的印染废水于水罐中,控制滤过速度为15.00mL/min,其流程具体见图1[2](实际设计最好为两组,一组再生时另一组工作,或防止意外发生时作为应急之用)。
采用胶束增溶光度法监测每柱出水及各槽中水的铬浓度。
原液逐次通过四级柱(柱1、柱2、柱3、柱4),当一级活性炭柱近于95%穿透深度时进行再生(最好能控制再生时间与下一次柱达到饱和时间一致,这样可以连续操作)。
再生时,再生液逆原水流动方向依次通过柱4,柱3、柱2、柱1,同时柱1、柱2、柱3、柱4四级活性炭柱的再生“废液”分别置于6、7、8、9各槽中,以备再生时使用。
一级柱再生完成,本组投入使用,另外一组进行再生,依次重复上述操作即可(再生时,分别用9、8、7槽中的再生液对3、2、1柱进行再生,达到节水的目的)。
最后,对四次洗涤水(6中再生废液)进行蒸发浓缩,送加工厂或回用(5、10中有加热装置)。
2 结果与讨论2.1 吸附等温线分析纯粒状活性炭吸附Cr6+的试验结果见表3。
根据Freundlich公式q=KC1/n(q为平衡吸附量,K为吸附平衡常数,C为平衡浓度,1/n为吸附指数),由表3可得出Freundlich型吸附等温线(以lg C对lg q作图),见图2。
由此推出K≈0.082,1/n≈1.05,直线的斜率图1 活性炭柱再生流程Fig.1 Recycling process of active carbon pillar11一级活性炭柱;21二级活性炭柱;31三级活性炭柱;41四级活性炭柱;51热水罐;61四次洗涤水槽;71三次洗涤水槽;81二次洗涤水槽;91一次洗涤水槽;101蒸发回收罐注:活性炭柱为内径1.5cm、长1m的玻璃管,内填充分析纯粒状活性炭(每管约84.86g)表3 活性炭吸附试验结果Table3 Test result of active carbon adsorption 序号吸附剂量/g过滤速度/(mL・min-1)平衡浓度C/(mg・L-1)平衡吸附量q/(mg・g-1)1 5.01533.57 3.257210.01526.73 2.661320.01519.36 1.885450.01511.68 1.064580.01511.07 1.0141/n=1.05,超出易吸附(1/n=0.1～0.5)的范围,但低于难吸附上限(1/n≥2),可以判断Cr6+较易被活性炭吸附,所以活性炭柱对之吸附效果较理想。
2.2 各级柱的吸附情况当一级柱出水Cr6+浓度达到进水的15%左右时,分别取1、2、3、4处的滤出液测定,结果见表4。
表4 再生时各炭柱出水Cr6+浓度Table4 Cr6+concentration of each active carbonpillar when recycled活性炭柱1234 Cr6+浓度/(mg・L-1) 3.0610.3730.0210.021从表4中可以看出,一级处理还不能满足要求,二级处理即可达到排放标准(0.5mg/L),四级处理对最终结果无影响,但为了便于连续操作和考虑不利因素采用了四级处理。
另外,在运行时,最终只有三级在同时工作,总有一级处于再生阶段。
2.3 再生方法的研究采用普通的再生方法,其再生一次的再生液即07 安全与环境工程 第13卷图2 吸附等温线Fig.2 Isotherm of adsorption变成废水,从而废水产生量大、清水消耗量大、溶质浓度低、不便于回收利用,而采用图1逆流漂洗再生的方法可节省大量用水,从而减少废水产生量,见表5。
逆流漂洗再生的操作方法是对1、2、3、4柱再生产生的废液分别贮存于6、7、8、9几个槽中,具体是:用9、8、7中的再生液分别对3、2、1柱同时进行再生(柱4用清水再生,再生后的液体存于槽9中),此时另一组活性炭柱处于工作状态。
表5 再生方法比较Table5 Comparison of recycling methods方法用水量/m3能耗(热能,以单位质量Cr6+计)/(kJ・g-1)终产物(以Cr6+浓度计)/(mg・L-1)普通法8.0×10-47.96 3.61逆流逐级再生法 3.4×10-4 5.5715.73注:表中为实验室条件下(主要考虑吸附能力的恢复)平均一次的再生数据,其中能耗不考虑图1中10回收部分。
2.4 铬的回收最终再生液中(6号槽)铬的浓度达到15.7 mg/L,将其送进10号罐中进行热蒸发浓缩,根据需要得相应浓度铬溶液后回用或送有关加工厂,水蒸气再送回5号罐对再生液进行预热。
每吨废水大概可回收铬化合物16g。
3 结 论(1)试验结果表明,活性炭吸附效果是比较可靠的,出水铬浓度降为0.021mg/L,并且利用加热逐级逆流漂洗对炭柱进行再生是可行的。
加热逆流逐级再生的方法取得了省水、省热、最终溶质浓度较高、便于回收等好处,比普通再生方法可省水57%以上,节能约30%(见表5),同时1、2、3、4柱吸附能力恢复分别为96%、97%、100%、100%。
(2)此再生方法节约了大量的再生用水,减少了废水产生量,降低了环境负荷,并且利用余热蒸发浓缩废液,使铬的回收利用成为可能;同时蒸气余热得到回用,使热能利用效率大为提高,节约了处理成本。
(3)此方法适用于所有预处理(去除干扰项)达到要求的类似工艺过程。
参考文献:[1]李家珍.染料、染色工业废水处理[M].北京:化学工业出版社,2000.25-53.[2]丁亚兰.国内外废水处理工程设计实例[M].北京:化学工业出版社,2001.94-96.(上接第65页)[5]王秀芬,王永恒.城市污水中重金属分析[J].水利天地,2002,(9):40-41.[6]王秋衡,王淑云,刘美英.湖南湘江流域污染的安全评价[J].中国给水排水,2004,20(8):104-106.[7]段飞舟,何江,高吉喜,等.城市污水灌溉对农田土壤环境影响的调查分析[J].华中科技大学学报,2005,22(增刊):181-183.[8]宋关玲,侯文华,汪群慧.水体中镉对紫萍修复富营养化水体影响的研究[J].四川大学学报(工程科学版),2005,37(3):56-60.[9]奉若涛,渠荣遴,李德森,等.水体重金属污染的植物修复研究(Ⅲ)———种苗过滤去除水中重金属镉[J].农业环境科学学报, 2003,22(1):28-30.[10]Nanda Kumar,P.B.A.,V.Dushenkov,H.Motto,et al.Phy2toextraction:t he use of plant s to remove heavy metals from soils[J].J.Envi ron.Sci.Tech.,1995,29(5):1232-1238.[11]Dushenkov,V.,P.B.A.Nanda Kumar,H.Motto,et al.Rhi2zofit ration:t he use of plant s to remove heavy metals from a2 queous streams[J].Envi ron.S ci.Technol.,1995,29(5):1239 -1245.[12]李华,程芳琴,王爱英,等.三种水生植物对Cd污染水体的修复研究[J].山西大学学报(自然科学版),2005,28(3):325-327.[13]江行玉,王厂海,赵可夫.芦苇抗镉污染机理研究[J].生态学报,2003,23(5):856-862.[14]周红卫,施国新,杜开和,等.Cd2+污染对水花生生理生化及超微结构的影响[J].应用生态学报,2003,14(9):1581-1584.[15]王音,顾泳洁.海三棱草及水莎草镉结合体初探[J].江苏环境科技,2000,13(2):7-9.通讯作者:吕锡武(1954—),男,教授,博士生导师,研究方向为水污染控制与水处理技术。