沸石-活性炭復(fù)合材料在水處理中的應(yīng)用.pdf

1、本文研究了沸石-活性炭復(fù)合材料在水處理中的應(yīng)用情況，分別以重金屬廢水和焦化廢水為處理對象，采用靜態(tài)吸附法和強(qiáng)化SBR生物法為研究方法，考察了這種新型復(fù)合材料對Ni 2+、Cr 3+、COD、氨氮、苯酚等污染物的吸附、降解性能，從以下幾方面研究了對吸附性能的影響因素：(1)溶液pH；(2)初始濃度；(3)吸附時間；并對吸附等溫線用不同模型進(jìn)行擬合，對其吸附機(jī)理做了初步的探討。實(shí)驗結(jié)果如下：
　　 1. 靜態(tài)吸附法研究4A沸石-活性

2、炭復(fù)合材料處理含Ni 2+、Cr 3+廢水實(shí)驗(1) 溶液的pH對復(fù)合材料吸附Ni 2+和Cr 3+都有一定的影響。溶液pH較低時，過多的H+與吸附質(zhì)離子發(fā)生吸附競爭，減弱了復(fù)合材料對Ni 2+和Cr 3+的離子交換作用，當(dāng)溶液pH過高時，金屬離子溶液發(fā)生沉淀，阻礙了吸附的進(jìn)行。實(shí)驗測定，Ni 2+和Cr 3+溶液的pH分別在4.3和4.2時，復(fù)合材料對其有最高的吸附量。
　　 (2) 吸附量隨吸附時間的延長而逐漸增高。相同吸附

3、劑用量和初始溶液濃度下，吸附Ni 2+達(dá)到吸附平衡時間稍長于吸附Cr 3+，分別為3h和2h。
　　 (3) 隨溶液初始濃度的增高，復(fù)合材料對Ni 2+和Cr 3+的吸附量均增大，而去除率逐漸降低。
　　 (4)分別用Langmuir、Freundlich、Langmuir-Freundlich(L-F)吸附等溫模型對Ni 2+和Cr 3+的吸附等溫線數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果更復(fù)合L-F模型，說明復(fù)合材料表面能量的不均勻性和吸

4、附中心的多樣性。
　　 2. 靜態(tài)吸附法研究13X沸石-活性炭復(fù)合材料處理焦化廢水實(shí)驗(1) 粒徑小的復(fù)合材料吸附劑對氨氮的吸附效果明顯好于粒徑大者，但太小的粒徑為實(shí)際應(yīng)用中分離操作帶來不便，增加成本，因此不宜選用；
　　 復(fù)合材料對氨氮的吸附具有“快速吸附、緩慢平衡”的特點(diǎn)，反應(yīng)40min基本達(dá)到吸附平衡；去除率隨著溶液的pH值的增大而升高，酸性條件下不利于去除氨氮；氨氮濃度增加，復(fù)合材料對氨氮的去除率降低，吸附量升高

5、。對吸附等溫線進(jìn)行擬合，符合Langmuir-Freundlich吸附等溫模型。
　　 (2) 復(fù)合材料對COD的吸附速率很快，基本在20min達(dá)到平衡吸附量。
　　 隨著吸附反應(yīng)時間的延長，吸附速率減緩；溶液的pH值對吸附?jīng)]有明顯的影響；對吸附等溫線進(jìn)行擬合，符合Langmuir-Freundlich吸附等溫模型。
　　 (3) 復(fù)合材料對苯酚的吸附也具有“快速吸附、緩慢平衡”的特點(diǎn)，反應(yīng)20min基本達(dá)到飽和

6、吸附量，隨著時間延長，去除率變化緩慢；去除率隨著pH的增大而降低，堿性條件不易于吸附反應(yīng)的發(fā)生；對吸附等溫線進(jìn)行擬合，符合Freundlich吸附等溫模型。
　　 (4)分別與13X、活性炭對COD、氨氮、苯酚的吸附性能進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，13X沸石僅對氨氮有明顯的去除效果，是復(fù)合材料吸附量的1.6倍；活性炭僅對COD和苯酚有明顯的吸附效果，吸附量分別是復(fù)合材料的2.6倍和1.9倍。
　　 (5)對實(shí)際焦化廢水的處理實(shí)驗

7、結(jié)果表明，氨氮、COD、苯酚的去除率分別達(dá)82.8[％]、20.0[％]、18.9[％]。
　　 3. 強(qiáng)化SBR生物法研究13X沸石-活性炭復(fù)合材料處理焦化廢水實(shí)驗(1)復(fù)合材料對SBR工藝處理COD、氨氮的確能起到強(qiáng)化作用，COD去除率從40[％]左右提高到80[％]左右，氨氮去除率由70[％]提高到90[％]左右，污泥在柱內(nèi)的沉降時間由25min減少到12min。
　　 (2)與13X沸石和活性炭作為投加介質(zhì)進(jìn)行比