活性炭吸附法處理染料廢水研究的進(jìn)展

李風(fēng)娟

（塔里木大學(xué) 機(jī)電學(xué)院，新疆 阿拉爾　843300）

活性炭吸附法處理染料廢水研究的進(jìn)展

李風(fēng)娟

（塔里木大學(xué) 機(jī)電學(xué)院，新疆 阿拉爾843300）

我國染料工業(yè)獲得較大的發(fā)展的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的生產(chǎn)廢水。文章主要研究用活性炭吸附法處理染料廢水。

活性炭吸附法；染料廢水；研究進(jìn)展

1　活性炭吸附法

該方式是對印染污水進(jìn)行處理的一種較早方法，在水中溶解性有機(jī)物的處理方面具有較好的效果，一般應(yīng)用在較低濃度的廢水處理當(dāng)中。

（1）不同染料吸附。在印染工業(yè)中，通過活性炭的應(yīng)用，則能夠?qū)U水中的酸堿性燃料以及活性燃料進(jìn)行有效地去除，對于活性炭方式來說，其在水溶性染料處理中具有較好地效果，但在不溶性燃料以及懸浮固體燃料方面處理效果不是很好。一般情況下，通過活性炭材料的應(yīng)用能夠在較短的時(shí)間內(nèi)使染料實(shí)現(xiàn)平衡，而個別部分的處理時(shí)間則相對較長，一般會處于3～17h范圍當(dāng)中。

（2）pH值對處理效果的影響。根據(jù)燃料廢水自身性質(zhì)以及組成方面的特征，pH值也將對實(shí)際處理效果產(chǎn)生不同的影響。對于酸性染料來說，當(dāng)pH值增加時(shí)，染料的脫色率將隨之降低。而對于堿性染料，當(dāng)pH值增加時(shí)，其脫色率則將隨之增加。如果染料為中性，那么pH值同脫色率間的關(guān)系則不大，但從總體來說，其對于染料處理效果也將存在著一定的影響，但影響幅度不大。

2　活性炭吸附染料廢水耦合方式

（1）微波強(qiáng)化。這是我國近年來研發(fā)的一種內(nèi)電解處理方式。在該方式中，需要將鑄鐵同活性炭按照一定比例對其進(jìn)行混合，通過其自身的吸附作用以及鑄鐵同碳間具有的內(nèi)點(diǎn)解作用對印染廢水進(jìn)行處理，之后通過微波方式的應(yīng)用對混合物進(jìn)行再生。在該種處理方式中，不僅能夠使已經(jīng)吸附飽和的活性炭材料獲得再生、提升吸附效果，同時(shí)也通過微波方式的應(yīng)用對內(nèi)電解以及碳鐵混合物的效果進(jìn)行了強(qiáng)化，具有著較好地廢水處理效果。

（2）活性炭TiO2薄膜。目前，國際范圍在以氧化方式對污水處理時(shí)往往將具有可重復(fù)使用、五毒特征的TiO2進(jìn)行應(yīng)用，在通過紫外光對其進(jìn)行激發(fā)之后使水中的有機(jī)物得到氧化。通過一定的研究，該方式也獲得了一定的處理效果，但在實(shí)際應(yīng)用方面，也依然存在著一定的問題，而TiO2催化劑的固定則是其中的主要問題類型。在有的研究中，以杏殼顆粒活性炭作為催化劑的載體，以鈦酸四丁酯為前驅(qū)物對其進(jìn)行固定，并以光催化降解的方式對燃料溶液進(jìn)行處理，獲得了較好地脫色效果。

（3）載錳活性炭對甲基紫染料微波降解。有研究人員通過載錳活性炭的制備對處理效果進(jìn)行研究，可以發(fā)現(xiàn)：在活性炭存在的情況下，通過微波輻射方式的應(yīng)用，則能夠有效實(shí)現(xiàn)甲基紫燃料廢水的脫色。甲基紫的微波降解動力學(xué)可近似看作一級反應(yīng)。微波輻射時(shí)間、甲基紫溶液初始濃度、溶液pH值、活性炭量和微波輻射功率等因素對甲基紫的微波降解均有影響。

3　活性炭再生

3.1傳統(tǒng)再生法

（1）熱再生法。對于該方式來說，其可以說是工業(yè)上應(yīng)用較為成熟且應(yīng)用較多的再生處理方式。對于活性炭來說，其在以該方式進(jìn)行處理時(shí)，根據(jù)不同溫度下有機(jī)物變化情況的不同，可以將其分為干燥、高溫碳化以及活化這幾個階段，且因?yàn)樗哂械妮^高再生效率而獲得了較為廣泛的應(yīng)用。而對于該技術(shù)來說，其在應(yīng)用中也因?yàn)樾枰訜岫嵘杀尽?/p>

（2）生物再生法。在該方式中，主要通過特定細(xì)菌的應(yīng)用對活性炭上方吸附的有機(jī)物進(jìn)行解析，在對其進(jìn)行消化分解的基礎(chǔ)上使其分離成二氧化碳以及水。對于該種方式來說，其不僅處理成本較低，且處理方式也較為簡單。同樣的，其也存在著一定的不足，即處理時(shí)間相對較長，且處理效果將受到溫度以及目標(biāo)水質(zhì)的影響，需要專門進(jìn)行訓(xùn)化。

總的來說，對于傳統(tǒng)再生技術(shù)來說，其除了各自類型所具有的缺點(diǎn)之外，在以下方面也存在著一定的不足：第一，在其再生的過程中，將產(chǎn)生較大的活性炭損失；第二，在再生處理完成后，其吸附能力將產(chǎn)生較大的下降；第三，在再生的過程中，將產(chǎn)生一定量的尾氣，并因此可能對環(huán)境造成污染。

3.2新興再生技術(shù)

（1）溶劑再生法。對于該方式來說，其以溶劑、被吸附質(zhì)以及活性炭記者間存在的關(guān)系為基礎(chǔ)，通過對溶劑pH值以及溫度因素等條件的改變對幾者間存在的吸附平衡進(jìn)行打破，以此實(shí)現(xiàn)吸附質(zhì)從活性炭材料中的脫附。其主要通過有機(jī)再生溶質(zhì)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)活性炭材料的再生，對于再生溶劑來說，其是具有透明、無色特征的溶劑，在進(jìn)行蒸餾處理之后，則能夠獲得反復(fù)的應(yīng)用。

（2）電化學(xué)再生法。該技術(shù)也是目前應(yīng)用較多的一類技術(shù)，即將吸附飽和的活性炭材料在兩個主電極間進(jìn)行填充，并在電解液中對直流電場進(jìn)行施加，使活性炭材料在此情況下產(chǎn)生極化現(xiàn)象，一端為陽極，一端為陰極，且在其陽極以及陰極部位也將產(chǎn)生氧化以及還原反應(yīng)，并因此實(shí)現(xiàn)污染物的分解。對于該種方式來說，其具有著處理效率高以及操作簡單的特征，且在處理對象選擇方面也沒有產(chǎn)生較大的限制，通過在處理過程中的科學(xué)掌控，能夠?qū)Χ挝廴厩闆r進(jìn)行有效地避免。

（3）超聲波再生法。對于傳統(tǒng)的熱再生技術(shù)來說，其在對活性炭進(jìn)行再審該處理時(shí)需要將被吸附的物質(zhì)以及活性炭材料都加熱到一個較高的溫度，不僅因此產(chǎn)生較大的能量消耗，且在工藝設(shè)備上也具有著較為復(fù)雜的特征。實(shí)際上，如果我們僅僅將能量在活性炭的表面位置進(jìn)行施加，在達(dá)到一定溫度、其足夠脫離活性炭的吸附表面時(shí)，則能夠使雜物在進(jìn)入到溶液當(dāng)中之后獲得再生目的。而超聲波再生方式就是在此基礎(chǔ)上提出的一種處理方法，在該技術(shù)中，其并不需要將整個活性炭材料以及全部的水溶液進(jìn)行加熱，而是能夠自身的需求對活性炭局部位置對能量進(jìn)行施加，并因此獲得了較好地能源節(jié)約效果。

（4）微波輻照再生法。對于該技術(shù)來說，其也是在傳統(tǒng)熱再生基礎(chǔ)上發(fā)展的一類再生技術(shù)，即在對電能進(jìn)行應(yīng)用的同時(shí)通過微波輻照方式的應(yīng)用對活性炭的再生進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。對于該技術(shù)來說，其具有著處理能耗低、設(shè)備簡單以及處理時(shí)間短的特點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。而在以該技術(shù)進(jìn)行處理時(shí)，有機(jī)物在脫附過程中是否會產(chǎn)生中間產(chǎn)物則是未來需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容。

4　結(jié)語

如何能夠?qū)钚蕴吭偕夹g(shù)進(jìn)行提高、通過對活性炭的循環(huán)利用實(shí)現(xiàn)其成本的降低則成為了未來工作開展的重點(diǎn)內(nèi)容。同時(shí)，根據(jù)活性炭處理這項(xiàng)工作所具有的特殊性質(zhì)，也需要積極研究其他方式同化學(xué)劑的耦合應(yīng)用，在以其作為發(fā)展方向的同時(shí)不斷開發(fā)、研究，以此獲得更好的廢水處理效果。

Research Progress of Dealing dye Wastewater with Activated Carbon Adsorption

LI Feng-juan
（Electrical and Mechanical College，Alaer，Tarim University，Alaer，Xinjiang 843300，China）

With the great development of China's dyestuff industry，a large number of production wastewater has also been produced.The paper mainly studies the method of dealing dye wastewater with activated carbon adsorption.

activated carbon adsorption；dye wastewater；research progress

X703

A

2095-980X（2016）04-0068-02

2016-03-28

李風(fēng)娟（1984-），女，河南濮陽人，碩士研究生，講師，主要研究方向：材料學(xué)。