活性炭吸附法处理含铬废水的研究 9沉阳化工学院. 19号 9月3日 2005 文章编号：1004-4639 (2005)-04 活性炭吸附处理含铬废水的研究 李英杰，纪志玲，侯峰，李茂林，王红新（沉阳化工学院，辽宁沉阳）摘要: 采用活性炭吸附法处理含铬废水，对处理工艺条件进行了系统研究，确定吸附平衡时间为7 h，给出了吸附等温线方程q=0.161c和穿透曲线。 从吸附等温线可以看出，含铬(VI)水溶液的吸附类型是一致的。 对活性炭进行再生，结果表明，采用活性炭吸附法处理含铬废水具有处理效果好、操作简单、易于再生等优点。 关键词：活性炭； 吸附； 含铬废水。 图分类号：0647. 32 文献标识码：A.电镀、石化、制药是当今世界三大污染行业。 据不完全统计，我国每年排放电镀废水约40亿立方米。 其中电镀废水中含有大量的Cr()和少量的金属阳离子和阴离子。 如果不经处理直接排放，将严重污染人类赖以生存的环境。 对于含铬废水的处理，目前主要采用生物法、离子交换法、化学还原法、电解法、化学沉淀法、电渗析法和吸附法l1-5J。
其中，吸附法因其操作简单、投资低、处理效果好而备受关注。 文献[8]在直径300mm、高300mm的吸附塔中采用活性炭作为吸附剂，Cr()去除率达到86.5%。 本实验采用静态与动态相结合的方法，采用活性炭吸附法处理含铬电镀废水，为吸附法净化含铬废水提供基础数据。 在以活性炭为吸附剂、直径为19mm、高度为的吸附塔中，Cr(VI)的去除率达到91.6%，为工业化处理含铬废水提供了一定的基础。 实验部分 1.1 试剂与仪器 分析纯活性炭（上海活性炭厂）、分析纯重铬酸钾、UV754分光光度计。 1.2 处理方法 1.2.1 静态法：将一定量的标准含铬废水放入小三角烧瓶中，加入活性炭，调节废水的pH值，置于振荡器上振荡，充分接触，进行静态处理吸附。 测定吸附前后水中Cr()的质量浓度(注：Cr()采用二苯卡巴肼比色法测定)。 1.2.2 采用动态法配制一定质量浓度的含铬水溶液，加入储罐中，调整体积，取样测定浓度。 调节其流量至所需值，然后从原液入口注入吸附塔。 每隔一定的时间间隔取样并分析其质量浓度，直至出口质量浓度接近初始质量浓度，实验结束。 吸附流程如图1所示。 吸附流程 1.上储液室 2.原液种群 3.恒温水浴出口 4.
活性炭填充床5.恒温水浴6.样品瓶7.下储液器8.恒温水浴人口9.玻璃纤维10.玻璃珠l1． 原液出口 12.调节阀 收稿日期：129 作者简介：李英杰（1980），女，辽宁朝阳人。 目前在读硕士，主要从事吸附等化学分离过程的研究成果和讨论 2.1 吸附平衡时间的测定 取配置好的含铬水溶液置于7个锥形瓶中，加入等质量的活性炭，并且将锥形烧瓶放置在温度为25°C的振荡器上。 振荡不同时间后，测定上清液中Cr()的质量浓度。 结果如图2所示。 吸附平衡时间测量 对于废水处理中的吸附，它发生在液-固界面。 活性炭对废水中Cr()的吸附主要是物理吸附，物理吸附多为多层吸附。 随着吸附时间的增加，吸附量增加，Cr()去除率逐渐提高。 7天后，吸附层达到饱和时，吸附和解吸速率相等，Cr()去除率不再增加。 本实验测得的吸附平衡时间为7小时。 2.2 吸附等温线的测定。 将配置好的含铬水溶液放入13个锥形瓶中，加入不同质量的活性炭，将锥形瓶放入温度为25℃的振荡器中振荡7小时，测定上清液的质量浓度。 活性炭用量与Cr()去除率的关系曲线如图3所示。活性炭用量对去除率的影响。 活性炭的吸附容量q与上清液0中Cr()质量浓度的对数关系曲线，即吸附等温线，如图4所示。
其中，q表示单位质量活性炭可吸附的Cr()量(mg/g)； 0表示摇匀后澄清液体中Cr()的质量浓度(mg/L)。 1. 301. 351. 401. 451. 501. 551. 6U1. /(mg?L) 吸附等温线。 采用最小二乘法对数据进行拟合，得到本实验的吸附等温线，与方程相符： 当()为样品中单位质量浓度时，在一定温度下，为单位质量活性炭的吸附能力； n为吸附过程的难度。 即：方程q=0。 161？ 实验中还发现，确定参数k后，对于不同质量浓度的Cr()溶液，q有一定的变化范围。 当废水中Cr()的质量浓度q值较高时，q值较大，反之，去除率显着增加。 当废水质量浓度较低时，q值较小，Cr()去除率下降，因此该方法适合处理较高质量浓度的Cr()。 含铬废水。 2.3 吸附率的测定称取2g活性炭，放入洁净的锥形瓶中，加入25H含铬水溶液，将锥形瓶置于温度为25℃的恒温水浴振荡器上，每15分钟取样一次并测量它们的质量浓度。 分别绘制时间与质量浓度和时间与吸附速率的曲线，如图5和图6所示。时间和质量浓度的关系图。 沉阳化工学院2005年实验表明：在初始阶段，即质量浓度较大时，活性炭的吸附率较大。
随着吸附的进行，溶液质量浓度降低，吸附速度越来越慢。 2.4 渗透曲线的测定 配制一定质量浓度的含铬水溶液，加入储罐中，调整体积并测定其质量浓度，然后从原液口储存原液，并调节其流量到所需的值。 每隔一定的时间间隔取样并分析其质量浓度，直至出口质量浓度接近初始质量浓度，实验结束。 实验结果如图7和图8所示。实验结果表明，当活性炭用量为20g、溶液质量浓度为50mg/L、流量为10mL/rain时，吸附时间为21h。 从图8可以看出，当吸附时间为5h时，Cr(g1)去除率为91.6%，当吸附时间为9h时，Cr()去除率为71.8%。 实验测得活性炭的吸附容量为0.15L，相当于每克活性炭吸附7.5mgCr()。 2.5活性炭再生活性炭再生常采用加热、酸浸、碱浸等方法[。 本实验采用质量分数20%的硫酸浸泡。 实验结果如图9、图10所示。 突破曲线对比图一 图10 突破曲线对比图 可以看出，再生后去除率高达91.6%，表明该再生方法较好，再生效果较好。效果不错。 验证了酸再生方法的优越性，达到了实验目的。 。 结论（1）经过一系列静态实验，得出活性炭吸附含铬废水的结论。 当3pH4时，平衡吸附时间为7h，吸附等温方程为q=0。 161P。 (2)动态实验结果表明，当活性炭用量为20g、溶液质量浓度为50mg/L、流量为10mL/rain时，实验测得的渗透时间为21h。
(3)吸附剂经20%硫酸溶液浸泡后，Cr()去除率达到91.6%。 (4)采用活性炭吸附法处理含铬废水，具有设备简单、处理效果好、易于再生等优点，可日益广泛地应用于工业废水处理中。 李英杰，等：活性炭吸附处理含铬废水的研究 187 参考文献 安成强，崔作兴，郝建军。 电镀废弃物治理技术[M]． 北京: 国防工业出版社, 2002. 1-323. 史蒂芬. 多级分离过程[M]． 北京：化学工业出版社，1991。471-475。 陈洪芳，刘嘉琪。 化学分离工艺[M]． 北京：化学工业出版社，1999。225-228。 陈立峰，孙一伟。 液膜法去除电镀废水中铬的优化条件及传质机理[J]. 水处理技术，1993，19(4)：187-190。 黄彪，吴新华，黄碧忠。 粉煤灰活性炭吸附水中六价铬的试验[J]. 化学环境保护，1997，17(6)：346-347。 陈立峰. 活性炭吸附电镀废水中的Cr6:活性炭选择性吸附的热力学和动力学方法[J]. 水处理技术，1992，18(3)：205-206。 刘翠霞，邓昌良，徐海宁。 龙口褐煤吸附还原废水中Cr()[J]. 化学环境保护，1996，16(6)：337-341。 黄国林，梁平，白芳。
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