吸附法處理含酚廢水的實驗研究

張平濤

（無棣縣公用事業(yè)服務中心，山東 濱州 251900）

酚是一類普遍使用的化工原料，也是許多工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物，隨著鋼鐵冶金、焦化、煉油、石化等工業(yè)的飛速發(fā)展，含酚廢水的種類和數(shù)量也日益增多含酚廢水中的酚類物質(zhì)主要包括苯酚、甲酚及其他酚類衍生物，它們是廢水中常見的一類高毒性和難降解的有機物，不僅危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、動植物生長繁殖，而且威脅著人類健康，并懷疑有致癌作用。

因此，國內(nèi)外學者都十分重視含酚廢水的凈化和利用研究。在我國，含酚廢水污染控制是目前重點解決的有毒有害廢水之一。本研究采用MnO2、碳粉、NaY 分子篩、粉煤灰作為吸附劑來處理含有苯酚的廢水，并獲得了適宜的工藝條件，取得了較為滿意的效果。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器與試劑

FA22004、TU-1901 雙光束紫外可見分光光度計、HY-5 回旋振蕩器、TDL-50B 高速離心機、電熱鼓風干燥箱、SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵、HY7012 型COD 恒溫加熱器、比色管；酸式滴定管；磨口錐形瓶；移液管；1 000 mL 容量瓶；洗瓶。

苯酚、高錳酸鉀、硫酸銅、氫氧化鈉、活性碳粉、硫酸、NaY 分子篩。

1.2 實驗步驟與方法

1）繪制苯酚標準曲線；

2）以MnO2作吸附劑，測定在不同的吸附時間和吸附劑投加量不同是的苯酚去除率；

3）以碳粉作吸附劑，測定在不同的吸附時間和吸附劑投加量不同是的苯酚去除率；

4）以NaY 分子篩測定在不同的吸附時間和吸附劑投加量不同是的苯酚去除率；

5）以粉煤灰測定在不同的吸附時間和吸附劑投加量不同是的苯酚去除率。

2 實驗結(jié)果和討論

2.1 繪制標準曲線

實驗采用振蕩吸附法，在室溫下進行。

用FA22004 電子分析天平準確稱取10 g 苯酚，溶于少量去離子水中。溶解完全后定容于1 000 mL容量瓶中，得10 000 mg·L-1的苯酚溶液，搖勻，靜置，備用。分別取0.5 mL，1 mL，2 mL，3 mL，4 mL 10 000 mg·L-1的苯酚溶液于1 000 mL 容量瓶中，用去離子水稀釋到刻度。分別得到5，10，20，30，40，50，60 mg·L-1濃度的苯酚溶液，采用TU-1901雙光束紫外可見分光光度計測定吸光度，擬合。標準曲線如圖1所示。

圖1 苯酚的標準曲線圖

2.2 以MnO2作吸附劑

在吸附時間一定時，改變MnO2的投加量，MnO2的投加量初步設為60、80、100、110、120、130、140 mg，測定吸附后苯酚的吸光度，實驗結(jié)果如下所示。

由圖2 可以看出，當時間一定時，隨著MnO2吸附劑投加量的增大，苯酚的去除率先增大后減小，當MnO2吸附劑投加量為130 mg 時，苯酚的去除率最大。確定新生MnO2吸附苯酚的最佳投加量為130 mg。

圖2 PAC 加藥量與出水COD 關系

由圖3 可以看出，隨著吸附時間的增加，廢水中苯酚的吸附效率逐漸增加，當吸附時間為100 min時，廢水中苯酚的含量基本趨于穩(wěn)定，所以，MnO2吸附劑的最佳吸附時間為100 min。

圖3 吸附時間與苯酚去除率的關系曲線

2.3 以碳粉作吸附劑

在吸附時間一定時，改變碳粉的投加量，碳粉的投加量初步設為60、70、80、90、100、110、120、130、140、50、160、170 mg，測定吸附后苯酚的吸光度。實驗結(jié)果如下圖所示；

由圖4 可以看出，隨著投加量的增加，廢水中苯酚的去除率逐漸增加，當吸附時間為130 mg 時，廢水中苯酚的含量基本趨于穩(wěn)定，所以，碳粉吸附劑的最佳用量為130 mg。

圖4 碳粉吸附劑投加量與苯酚去除率關系曲線

由圖5 可以看出，隨著吸附時間的增加，廢水中苯酚的吸附效率逐漸增加，當吸附時間為90 min時，廢水中苯酚的含量基本趨于穩(wěn)定，所以，碳粉吸附劑的最佳吸附時間為90 min。

圖5 碳粉吸附時間與苯酚去除率的關系曲線

2.4 以NaY 分子篩作吸附劑

在吸附時間一定時，改變NaY 分子篩的投加量，NaY 分子篩的投加量初步設為100、200、300、450、500、600、700、800、1 000 mg，吸附時間為0.5 h，測定吸附后苯酚的吸光度。實驗結(jié)果如下圖所示。

圖6 NaY 分子篩吸附劑投加量與苯酚去除率的關系曲線

圖7 NaY 分子篩吸附時間與苯酚去除率的關系曲線

隨著投加量的增加，廢水中苯酚的去除率先增增加后減小，吸附劑用量為500 mg 時，廢水中苯酚的去除率最佳。所以NaY 分子篩吸附劑投加量為500 mg。

隨著吸附時間的增加，廢水中苯酚的吸附效率逐漸增加，當吸附時間為70 min 時，廢水中苯酚的含量基本趨于穩(wěn)定，所以，碳粉吸附劑的最佳吸附時間為70 min。

2.5 以粉煤灰作吸附劑

在吸附時間一定時，改變粉煤灰的投加量，粉煤灰的投加量初步設為0.5、0.7、1、1.5、2、3，4、5、6、7、8、9 mg，測定吸附后苯酚的吸光度。實驗結(jié)果如圖8所示。

圖8 粉煤灰吸附劑用量與苯酚去除率的關系曲線

隨著投加量的增加，廢水中苯酚的去除率逐漸增大，當吸附劑用量為6 mg 時，廢水中苯酚的去除率最佳。所以粉煤灰吸附劑投加量為6 mg。

隨著吸附時間的增加，廢水中苯酚的吸附效率逐漸增加，當吸附時間為60 min 時，廢水中苯酚的含量基本趨于穩(wěn)定，所以，碳粉吸附劑的最佳吸附時間為60 min。

3 實驗結(jié)論

1）分析數(shù)據(jù)可知，各吸附劑對COD 的去除率按高低依次為NaY 分子篩（64.25%）＞新生MnO2（60.98%）＞粉煤灰（58.89%）＞碳粉（50.45%）。

2）新生MnO2的最佳投加量為130 mg,最佳吸附時間為100 min；碳粉的最佳投加量為130 mg,最佳吸附時間為90 min；NaY 分子篩的最佳投加量為500 mg,最佳吸附時間為70 min；粉煤灰的最佳投加量為6 mg,最佳吸附時間為60 min。

3）雖然粉煤灰的去除效果不如NaY 分子篩及新生MnO2，但是其最佳投加量最少，最佳吸附時間也是最快的，故粉煤灰的吸附性能在投加量及吸附時間這兩個因素中是最佳的，且應用最為方便。