关键词：活性焦;;染整废水;;吸附法;;提标改造
摘 要：纺织染整废水排放标准进一步提高,致使相关企业的染整废水处理技术需要升级,处理工程需要改造,但目前大多数染指废水的深度处理技术由于处理成本、处理效果等问题而不适用。针对这一状况,本文选取目前广泛应用于烟气净化处理的成本低、强度高的活性焦(ACoke)作为吸附材料,通过静态实验筛选出性能最优的ACoke,再与水处理专用的活性炭(AC)进行对比实验,并采用SEM、FT-IR、GC-MS、Beohm滴定等表征分析手段探讨了ACoke和AC的吸附机理,为ACoke应用于染整废水处理工程的提标改造提供一定的理论和实验基础。在静态筛选实验中研究了投加量、吸附时间和pH值对ACoke吸附性能的影响,结果表明,所有种类ACoke对COD的去除率均随pH值的升高而降低;吸附速率:烟煤类大于无烟煤类;吸附容量:无烟煤类大于烟煤类;粒径较小ACoke吸附性能更好。相同条件下,粒径4 mm的复配煤ACoke对染整废水COD的去除率是其他类型ACoke的4～7倍。在动态实验中控制进水水样平均COD浓度C_0为80 mg/L,色度80倍,以出水COD浓度C_e大于50 mg/L时为吸附穿透点。不同空床停留时间(EBCT)下动态吸附实验结果表明,当EBCT为15 min时,ACoke和AC有最大空床数,分别为28.5和27.9个。在此条件下,C_e/C_0≥0.85时吸附达到耗竭点,ACoke、AC系统运行时间分别为61 h、49 h。另外,ACoke对UV_(254)处理效果更好,AC对色度处理效果更好。利用正交实验法,以碘吸附值为衡量标准,确定了ACoke和AC最佳再生条件(加热温度、时间、装填量)分别为:1000℃、5 min、6 g;800℃、15 min、6 g。吸附动力学研究结果表明,ACoke的吸附行为更符合颗粒内扩散模型,准一级方程可以准确描述AC的吸附行为。吸附等温线实验结果表明ACoke和AC对废水COD的吸附作用较为复杂,与Langmuir模型和Freundlich模型都有一定符合度,吸附途径兼有物理吸附和化学吸附。ACoke和AC的SEM照片显示出两者具有不同的表面形态,区别于AC,吸附废水后的ACoke表面出现颗粒状物质堆积。BET测试结果表明,再生后两者的中孔比例和孔容均逐渐增大,但ACoke的总比表面积随再生过程逐渐减小,而AC的比表面积先增大后减小。FT-IR分析表明,ACoke和AC的表面官能团基本一致,主要有羟基、酯基、羰基及羧基等,再生后AC的特征吸收峰强度明显减弱,而ACoke变化较小。Boehm滴定结果显示ACoke和AC的表面酸性官能团含量分别为0.744 mmol/g、0.753 mmol/g。吸附前后水样的GC-MS分析结果显示,原水中主要有机物为芳香烃及烷烃衍生物等,含量超过90%,经过ACoke吸附后其含量下降为30%,而AC吸附后其含量仍然超过85%,表明ACoke对染整废水中复杂有机物的吸附更为有效。
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