电镀废水来源于电镀件的清洗、电镀生产过程中电镀液的过滤以及由于操作或管理不善而造成的“跑、漏、滴、漏”。 电镀废水主要含有铬、铜、镍、锌、锡等金属离子，其次是酸碱污染物，有的还含有氰化物、表面活性剂等[1]。 2008年实施的GB 21900-2008《电镀污染物排放标准》首次将CODCr纳入考虑指标，并规定CODCr排放限值为80 mg/L[2]。
目前，电镀废水的物理化学处理方法主要集中于废水中各种重金属的处理，而很少考虑CODCr的去除。 而且各种物理化学方法都不同程度地存在工艺复杂、能耗高、成本高、占地面积大、操作问题等问题。 存在成本高、二次污染等问题，现有处理方法需要调整。 粉末活性炭活性污泥法（PACT法）是美国杜邦公司开发的一种强化生物处理方法。 该方法可以充分发挥活性炭优异的吸附能力和微生物氧化的协同效应。 其抗毒能力和分解作用均较强[3]。 据文献报道[4,5,6,7]，与SBR法相比，PACT法在处理印染废水、有机废水、化工废水以及含重金属的工业废水方面具有明显的优势，处理效果为效果好，可用于处理电镀废水。 笔者采用粉末活性炭对电镀废水中CODCr进行静态吸附研究，以期为PACT法处理电镀废水奠定一定的理论基础。
1 实验部分
1.1 材料和仪器
水样：晋江市东市镇华茂电镀集中控制区二次废水。 其水质指标为：呈黄绿色，CODCr约为260~420mg/L，pH值6.5~8.0，Cu2+约为18.11~24.67mg/L，总铬约为0.08~0.16mg/L，Zn2+约为8.57~14.11 mg/L，Ni2+约为8.43~13.78 mg/L。
吸附剂：市售粉状活性炭（PAC）、粒状活性炭（GAC），由广东汕头西龙化工有限公司提供，使用前在105℃下预干燥2 h[8]。
仪器：DELTA-320精密pH计，梅特勒-托利多； TAS-986原子吸收分光光度计，北京普西通用仪器有限公司； ZHWY-211B恒温培养振荡器，厦门德科科技有限公司； DHG-9070A电热恒温鼓风干燥箱,上海晶红实验设备有限公司
1.2 实验方法
称取一定质量的PAC置于500 mL锥形瓶中，加入250 mL电镀废水，在一定温度和pH条件下以150 r/min的速度振荡吸附一定时间，静置、过滤并测量滤液的CODCr。 〔9〕。
1.3 分析方法
使用标准分析方法测量 CODCr、Zn、Cu、Ni、Cr 和 pH [10]。
2 结果与讨论
2.1 PAC与GAC吸附效果比较
在反应温度25℃、振荡转速150 r/min、反应时间2 h的实验条件下，考察PAC和GAC对电镀废水中CODCr的去除效果。 根据文献[11]，选择PAC投加量为15～220 mg/L，结果如表1所示。从表1可以看出，PAC对电镀废水的CODCr去除效果较高比GAC的比表面积大，这与PAC的比表面积较大是一致的。
2.2 PAC投加量对CODCr去除效果的影响
在25℃下加入一定量的PAC，振荡吸附12小时，过滤，测定滤液的CODCr。 结果如图1所示。
图1 PAC投加量对CODCr去除效果的影响
从图1可以看出，PAC投加量对CODCr去除效果影响较大。 随着PAC用量的增加，CODCr去除率逐渐提高。 当PAC超过0.8 g/L时，CODCr去除率逐渐稳定。 由此确定PAC的最佳用量为0.8 g/L。
2.3 吸附时间对CODCr去除效果的影响
在25℃下添加0.8 g/L PAC，每1 h取样一次，测量过滤后的CODCr，考察吸附时间对CODCr去除率的影响，如图2所示。
图2 吸附时间对CODCr去除效果的影响
从图2可以看出，随着PAC吸附时间的延长，CODCr呈现下降趋势，2 h吸附趋于平衡，随后CODCr去除率稳定在21%~25%。 确定PAC的最佳吸附时间为2 h。
2.4 pH值对PAC吸附效果的影响
在吸附温度25℃、PAC投加量0.8 g/L的条件下，用1 mol/L H2SO4和NaOH调节废水pH至6.5~8.5（考虑到后续生化处理，实验考察了活化废水最适合泥浆微生物生长的pH范围），吸附2小时后过滤，测定滤液的CODCr。 结果如图3所示。
图3 pH值对PAC吸附效果的影响
从图3可以看出，在实验考察的整个pH范围内，CODCr去除率呈现先增大后减小的趋势，且在pH=8时去除效果最好。 这可能是由于在该 pH 范围内 PAC 表面发生碱性解离，使 PAC 带正电。 水中有机物的主要官能团，如羧基和酚羟基，由于失去质子而带负电，从而增强了吸附剂和吸附物之间的关系。 它们之间的粘附提高了PAC的CODCr去除效果[12]。 实验确定吸附过程的最佳pH值为8。
2.5 温度对PAC吸附效果的影响
调节废水pH为8，PAC投加量0.8 g/L，吸附时间2 h。 研究了温度对PAC吸附效果的影响。 结果如图 4 所示。
图4 温度对PAC吸附效果的影响
从图4可以看出，随着温度升高，PAC对CODCr的去除效果下降，温度为10℃时去除效果最好。 这是因为吸附过程一般是放热反应，温度升高不利于吸附反应的进行。 出于能耗和经济考虑，吸附温度最终确定为25℃。
2.6 吸附等温线模型
将250 mL电镀废水加入10个锥形瓶中，加入0～800 mg PAC，在上述最佳吸附条件下进行试验，测定吸附水样的CODCr，并确定相应的吸附等温线。 根据文献[9]，采用CODCr或TOC来表征废水中溶解的有机物的浓度。 吸附等温线可以用单组分吸附等温线表示，但吸附等温线可以是曲线或折线。
整理数据并进行吸附等温线拟合（见图5），得到实验温度下PAC对CODCr的吸附等温线公式：
图5 吸附等温线拟合（25℃）
式中：Qe——平衡吸附量，mg/mg；
Ce——CODCr的吸附平衡质量浓度，mg/L；
K和1/n——无量纲吸附常数。
一般情况下，当吸附常数1/n>2时，可以认为吸附剂对CODCr的吸附性能较差[13]。 本实验中PAC对CODCr的吸附常数1/n为8.93>2，因此PAC对电镀废水中CODCr的吸附性能较差。
3 结论
(1)去除电镀废水中的CODCr时，粉状活性炭比颗粒活性炭更有效，CODCr去除率为14.3%。 (2) PAC的最佳吸附条件为：温度25℃、pH=8、PAC用量0.8 g/L、吸附时间2 h。 在此条件下，CODCr的去除率约为20%。 (3)等温拟合表明：PAC对电镀废水中CODCr的吸附效果较差。