摘要：通過靜態吸附實驗與動態吸附實驗，研究了煤質活性炭與椰殼活性炭對漂白廢水的吸附性能。結果表明，在靜態吸附條件下，當活性炭用量為6g·L^-1、吸附時間為180min、吸附溫度為40℃時，煤質活性炭與椰殼活性炭對漂白廢水的COD去除率分別為57.89%、60.24%；2種活性炭對漂白廢水的吸附動力學均符合Lagergren準二級動力學模型；在動態吸附條件下，各因素對煤質活性炭吸附性能的影響大小為：漂白廢水流速>吸附時間>吸附柱柱高，各因素對椰殼活性炭吸附性能的影響大小為：吸附時間>吸附柱柱高>漂白廢水流速。

造紙廢水是全球七大工業污染源之一，主要來源于蒸煮堿液與漂白廢水，其中蒸煮堿液能夠通過堿回收方法去除。漂白廢水具有溶解有機物分子量大、含氯有機物多、成分復雜等特點，多采用氧化法、物化-生化法對其進行處理，但存在成本高、易產生二次污染等問題，且處理后的廢水難以回用，多直接排放，導致工業水耗增加，環境壓力增加。因此，在有效處理造紙廢水的同時如何減少水耗是需要研究的課題。

吸附法作為一種低能耗、易操作、易再生的固體萃取技術，在水處理中有著不可比擬的優勢。活性炭是常見的吸附劑，其微孔結構多、比表面積大、吸附能力強，能夠吸附水中的有機物，且無二次污染，是廢水回用處理的理想材料。

波濤活性炭廠家，分別采用煤質活性炭與椰殼活性炭處理漂白廢水，考察了靜態吸附條件下活性炭用量、吸附時間、吸附溫度對處理效果的影響及動態吸附條件下漂白廢水流速、吸附柱柱高、吸附時間對處理效果的影響，分析比較了2種活性炭對漂白廢水的吸附動力學，從而評價2種活性炭對漂白廢水的吸附性能。下面，波濤活性炭廠家將實驗方法及結果分享如下。

一、實驗

1.1 材料與儀器

漂白廢水，顏色微白，pH值為5.8，COD值為282mg·L^-1，SS（固體懸浮物）值為591mg·L^-1；椰殼活性炭（粒度4~40目，碘吸附值1000mg·L^-1），煤質活性炭（粒度10~20目，碘吸附值1000mg·L^-1），活性炭使用前先在蒸餾水中攪拌4h，以去除活性炭表面的灰分與雜質，然后在105℃烘20h至干燥。

JBQ-ZD型振蕩器；WD-I型微波密封消解COD快速測定儀；DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；電子天平。

1.2 方法

1.2.1 活性炭用量對吸附效果的影響

在常溫下，分別取0.2g、0.4g、0.6g、0.8g、1.0g、1.2g煤質活性炭和椰殼活性炭，置于裝有100mL漂白廢水的錐形瓶中，120r·min^-1振蕩240min，取樣測定處理后漂白廢水的COD值與SS值，計算COD去除率和SS去除率，考察活性炭用量對吸附效果的影響。COD值采用GB11914-89方法檢測，ss值采用GB11901-89方法檢測。

1.2.2 吸附時間對吸附效果的影響

取0.6g煤質活性炭和椰殼活性炭，置于裝有100mL漂白廢水的錐形瓶中，120r·min^-1分別振蕩30min、60min、90min、120min、150min、180min、210min、240min、270min、300min，取樣測定處理后漂白廢水的COD值，并計算活性炭對漂白廢水的COD吸附量，考察吸附時間對吸附效果的影響。

1.2.3 吸附溫度對吸附效果的影響

取0.6 g煤質活性炭和椰殼活性炭，置于裝有100mL漂白廢水的錐形瓶中，分別在10℃、20℃、30℃ 、40℃、50℃、60℃下120r·min^-1振蕩180min，取樣測定處理后漂白廢水的COD值，計算COD去除率，考察吸附溫度對吸附效果的影響。

1.2.4 動態吸附實驗

以漂白廢水流速（A）、吸附柱柱高（B）、吸附時間（C）為考察因素，以處理后漂白廢水的COD值為考核指標，進行煤質活性炭和椰殼活性炭處理漂白廢水的L9（33）正交實驗，從而評價2種活性炭對漂白廢水的吸附性能。

2 結果與討論

2.1 活性炭用量對吸附效果的影響（圖1）

由于煤質活性炭與椰殼活性炭在孔徑、官能團和離域電子等方面的不同，導致其表面化學性質存在差異，使得2種活性炭對漂白廢水COD的吸附效果不同。從圖1可以看出，盡管2種活性炭對漂白廢水的處理效果存在一定差異，但隨著活性炭用量的增加，COD去除率總體趨勢均逐漸升高，在活性炭用量為0.6g時，煤質活性炭與椰殼活性炭對漂白廢水的COD去除率分別達到57.86%和57.37%，之后繼續增加活性炭用量，COD去除率變化不明顯，且SS去除率也趨于穩定。

2.2 吸附時間對吸附效果的影響（圖2）

從圖2可以看出，隨著吸附時間的延長，2種活性炭對漂白廢水的COD吸附量快速增加，在吸附時間為180min時，煤質活性炭和椰殼活性炭的COD吸附量分別達到162.63 mg·g^-1和166.42mg·g^-1；之后繼續延長吸附時間，COD吸附量趨于穩定，吸附過程達到相對平衡。

2.3 吸附溫度對吸附效果的影響

在活性炭用量為6g·L-1、吸附時間為180min時，考察吸附溫度對吸附效果的影響，結果如圖3所示。

從圖3可以看出，當吸附溫度為10℃時，煤質活性炭與椰殼活性炭對漂白廢水的COD去除率均較低，分別為36.36%和32.15%；當吸附溫度升高時，2種活性炭對漂白廢水的COD去除率明顯升高，40℃時，煤質活性炭和椰殼活性炭對漂白廢水的COD去除率分別達到57.89%和60.24%；之后繼續升高吸附溫度，煤質活性炭對漂白廢水的COD去除率變化不大，而椰殼活性炭對漂白廢水的COD去除率開始下降。這是因為，溫度較低時，吸附主要以物理吸附為主，而升高溫度能為活性炭的化學吸附提供更大的活化能，使活性炭的化學吸附量增加，導致COD去除率升高；但當溫度繼續升高時，分子熱運動加劇，被物理吸附的分子離開活性炭表面而解析到漂白廢水中，導致活性炭對漂白廢水的COD去除率下降。因此，適當升高吸附溫度可以提高活性炭對漂白廢水COD的去除效果，但吸附溫度過高，會導致漂白廢水的COD去除率下降。

2.4 動態吸附實驗結果

2種活性炭動態吸附正交實驗結果見表1。

表1 2種活性炭動態吸附正交實驗結果

由表1可知，漂白廢水經煤質活性炭與椰殼活性炭處理后的COD值很低，分別為132mg·L^-1、135mg·L^-1。各因素對煤質活性炭動態吸附的影響大小為：漂白廢水流速>吸附時間>吸附柱柱高；各因素對椰殼活性炭動態吸附的影響大小為：吸附時間>吸附柱柱高>漂白廢水流速。這是因為，椰殼活性炭的吸附量雖與煤質活性炭相近，但椰殼活性炭吸附快，加快漂白廢水流速時吸附更易趨于飽和，導致吸附時間的影響變大。當漂白廢水流速為25mL·min^-1、吸附柱柱高為120mm、吸附時間為60min時，處理效果較佳，在該條件下，煤質活性炭與椰殼活性炭處理漂白廢水的COD值分別為135mg·L^-1、124mg·L^-1。

3 結論

通過靜態吸附實驗與動態吸附實驗，研究了煤質活性炭與椰殼活性炭對漂白廢水的吸附性能。結果表明，在靜態吸附條件下，當活性炭用量為6g·L^-1、吸附時間為180min、吸附溫度為40℃時，煤質活性炭與椰殼活性炭對漂白廢水的COD去除率分別為57.89%、60.24%；2種活性炭對漂白廢水的吸附動力學均符合Lagergren準二級動力學模型；在動態吸附條件下，各因素對煤質活性炭吸附性能的影響大小為：漂白廢水流速>吸附時間>吸附柱柱高，各因素對椰殼活性炭吸附性能的影響大小為：吸附時間>吸附柱柱高>漂白廢水流速。