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(guó)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(duì)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(guò)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(duì)于活性炭方式來(lái)說(shuō)，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(guò)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(gè)別部分的處理時(shí)間則相對(duì)較長(zhǎng)，一般會(huì)處于3～17h范圍當(dāng)中。

（2）pH值對(duì)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(duì)實(shí)際處理效果產(chǎn)生不同的影響。對(duì)于酸性染料來(lái)說(shuō)，當(dāng)pH值增加時(shí)，染料的脫色率將隨之降低。而對(duì)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(lái)說(shuō)，其對(duì)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(guó)近年來(lái)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(duì)其進(jìn)行混合，通過(guò)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(duì)印染廢水進(jìn)行處理，之后通過(guò)微波方式的應(yīng)用對(duì)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(guò)微波方式的應(yīng)用對(duì)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(guó)際范圍在以氧化方式對(duì)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(guò)紫外光對(duì)其進(jìn)行激發(fā)之后使水中的有機(jī)物得到氧化。通過(guò)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(wèn)題，而TiO2催化劑的固定則是其中的主要問(wèn)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(duì)其進(jìn)行固定，并以光催化降解的方式對(duì)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(duì)甲基紫染料微波降解。有研究人員通過(guò)載錳活性炭的制備對(duì)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(guò)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(dòng)力學(xué)可近似看作一級(jí)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(duì)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(duì)于該方式來(lái)說(shuō)，其可以說(shuō)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(duì)于活性炭來(lái)說(shuō)，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(gè)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(duì)于該技術(shù)來(lái)說(shuō)，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(guò)特定細(xì)菌的應(yīng)用對(duì)活性炭上方吸附的有機(jī)物進(jìn)行解析，在對(duì)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(duì)于該種方式來(lái)說(shuō)，其不僅處理成本較低，且處理方式也較為簡(jiǎn)單。同樣的，其也存在著一定的不足，即處理時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，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(mén)進(jìn)行訓(xùn)化。

總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于傳統(tǒng)再生技術(shù)來(lái)說(shuō)，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(guò)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(guò)程中，將產(chǎn)生一定量的尾氣，并因此可能對(duì)環(huán)境造成污染。

3.2新興再生技術(shù)

（1）溶劑再生法。對(duì)于該方式來(lái)說(shuō)，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(guò)對(duì)溶劑pH值以及溫度因素等條件的改變對(duì)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(guò)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(duì)于再生溶劑來(lái)說(shuō)，其是具有透明、無(wú)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(gè)主電極間進(jìn)行填充，并在電解液中對(duì)直流電場(chǎng)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(yáng)極，一端為陰極，且在其陽(yáng)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(duì)于該種方式來(lái)說(shuō)，其具有著處理效率高以及操作簡(jiǎn)單的特征，且在處理對(duì)象選擇方面也沒(méi)有產(chǎn)生較大的限制，通過(guò)在處理過(guò)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(duì)于傳統(tǒng)的熱再生技術(shù)來(lái)說(shuō)，其在對(duì)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(gè)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(gè)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(duì)活性炭局部位置對(duì)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(duì)于該技術(shù)來(lái)說(shuō)，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(duì)電能進(jìn)行應(yīng)用的同時(shí)通過(guò)微波輻照方式的應(yīng)用對(duì)活性炭的再生進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。對(duì)于該技術(shù)來(lái)說(shuō)，其具有著處理能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)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(guò)程中是否會(huì)產(chǎn)生中間產(chǎn)物則是未來(lái)需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容。

4　結(jié)語(yǔ)

如何能夠?qū)钚蕴吭偕夹g(shù)進(jìn)行提高、通過(guò)對(duì)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(lái)工作開(kāi)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(kāi)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(yáng)人，碩士研究生，講師，主要研究方向：材料學(xué)。