高效廉價碳基吸附劑的制備及對含鹽有機(jī)廢水的處理研究.pdf

1、含鹽有機(jī)廢水是目前難處理的化工廢水之一，吸附法不僅不受鹽分的影響，還能有效的去除廢水中的有機(jī)物質(zhì)，然而碳基吸附劑的成本制約其大規(guī)模的應(yīng)用。本文以廢棄的生物質(zhì)為原料，自制高效廉價的生物質(zhì)炭和活性碳纖維等碳基吸附劑，將其應(yīng)用到含鹽有機(jī)廢水處理中去。既做到了廢棄物的資源化，又解決了含鹽有機(jī)廢水污染問題，有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　本研究以稻殼、木屑、堿性木質(zhì)素、鈣基膨潤土和不溶性腐殖酸為原料制備碳基吸附劑。實(shí)驗中，稻殼或木屑與KOH以質(zhì)量

2、比1∶3于40℃浸漬6h，然后800℃炭化，獲得兩種生物質(zhì)炭。選取稻殼基吸附劑與不溶性腐殖酸或鈣基膨潤土1∶1超聲30min復(fù)合得到不溶性腐殖酸或鈣基膨潤土-生物質(zhì)炭復(fù)合吸附劑;堿性木質(zhì)素通過靜電紡絲技術(shù)獲得原纖維，在管式爐中，以0.5℃/min升溫，直至200℃保持3h進(jìn)行預(yù)氧化，然后800℃炭化，獲得活性碳纖維。通過BET比表面積與孔徑分布分析、Boehm滴定分析和pHpzc分析對碳基吸附劑表征，結(jié)果表明:制備得到的碳基吸附劑有較大

3、BET比表面積及較優(yōu)的孔徑結(jié)構(gòu)，豐富的羧基、酚羥基等酸性官能團(tuán)，pHpzc接近中性。
　　在靜態(tài)吸附實(shí)驗中，選取苯酚、苯胺和吡啶作為有機(jī)污染物，探究吸附時間、吸附溫度、溶液pH、溶液鹽度、再生次數(shù)和多組分有機(jī)污染物廢水對吸附的影響，實(shí)驗結(jié)果表明:10min左右，生物質(zhì)炭吸附已經(jīng)趨近吸附平衡，活性碳纖維吸附較慢，在90min左右平衡吸附量保持不變，其中稻殼基生物質(zhì)炭對三種有機(jī)污染物平衡吸附量分別為35.30mg/g、37.12mg/

4、g和29.39mg/g;溫度越高，碳基吸附劑對苯酚、苯胺和吡啶平衡吸附量越低，而Freundlich等溫吸附模型相比于Langmuir吸附等溫模型更好的模擬出碳基吸附劑對有機(jī)污染物吸附等溫線;在pH4-8范圍內(nèi)，碳基吸附劑對三種有機(jī)污染物平衡吸附量影響不大，pH＜2和pH＞8范圍，碳基吸附劑對三種有機(jī)污染物平衡吸附量減少;鹽度的大小對三種有機(jī)污染物的平衡吸附量影響較小;經(jīng)過三次再生，碳基吸附劑對有機(jī)污染物去除率仍達(dá)到初始去除率的80％以

5、上;雙組分有機(jī)污染物吸附實(shí)驗中，某個有機(jī)污染物的平衡吸附量與該有機(jī)物在雙組分中的濃度以及單組份吸附實(shí)驗中的平衡吸附量有關(guān)。此外，吸附機(jī)理實(shí)驗初探結(jié)果表明:溶液的pH、吸附質(zhì)的官能團(tuán)和碳基吸附劑表面的官能團(tuán)共同影響碳基吸附劑的平衡吸附量。
　　在動態(tài)吸附實(shí)驗中，以有機(jī)污染物苯酚為研究對象，探究商業(yè)椰殼活性炭和稻殼基吸附劑的穿透曲線，實(shí)驗結(jié)果表明:碳基吸附劑用量越大、有機(jī)污染物苯酚濃度越低及有機(jī)污染物在吸附柱中的流速越小，碳基吸附劑吸

6、附容量的耗竭點(diǎn)逐漸越長，碳基吸附劑工作穿透點(diǎn)也越大。
　　在實(shí)際廢水吸附實(shí)驗中，以江西某化工園區(qū)某取水口生化尾水為研究對象，探究商業(yè)椰殼活性炭、稻殼基吸附劑和不溶性腐殖酸-生物質(zhì)炭復(fù)合吸附劑對其吸附效果。實(shí)驗結(jié)果比表明:靜態(tài)吸附實(shí)驗中，pH、鹽度和電導(dǎo)率與原實(shí)際廢水的值變化不大，商業(yè)椰殼活性炭、稻殼基吸附劑和不溶性腐殖酸-生物質(zhì)炭復(fù)合吸附劑對UV254和氨氮的去除率達(dá)到98.67％、97.78％、96.89％和92.39％、85.