由染色机产生的印染废水脱色

由染色机产生的印染废水约占整个纺织工业废水量的80％，现已成为纺织工业清洁生产的一大难题．?利用活性炭可以有效去除废水中的活性、碱性、直接染料等水溶性染料，但是活性炭的再生费用昂贵，限制了其应用．-2j竹炭质地坚硬，细密多孔，具有较大的比表面积和很强的吸附性，已在水质处理等领域有所应用-3_ ，但在印染废水脱色方面尚未见研究报道．我国的竹资源丰富，劳动力成本低，具有生产竹炭的天然优势，因此，利用竹炭处理印染废水具有较好的应用前景．为了提高竹炭的吸附效果，本实验研究了竹炭的

活化及再生处理对其吸附脱色效果的影响，确定了活化和再生工艺，并对比了活化前后竹炭对各种水溶性染料溶液的吸附脱色效果．

1 实验

1．1 材料及仪器

商品竹炭颗粒Oo目)、竹炭粉末(40～60目)(宜兴金凯德竹炭有限公司)．弱酸普拉艳蓝RAW、直接翠蓝GL、直接大红4BS、活性红x一3B、活性红M一8B、活性红K一2BP(天津市顺意化工染料有限公司，未经纯化直接使用)．硝酸、磷酸、氯化锌、氢氧化钠、亚甲基蓝国药集团上海化学试剂有限公司，均为分析纯)．仪器：HH一6型电热恒温水浴锅(江苏金坛市荣华仪器制造有限公司)，101A—l型电热鼓风干燥箱(上海市实验仪器总厂)，721型分光光度计、MP200B型电子天平(上海精密科学仪器有限公司)，WHYF一2F型恒温水浴振荡器(台湾瑞比公司)，Sx：型电阻炉 上海新苗医疗器械厂1．

1．2 商品竹炭活化

称取10 g竹炭按不同的固液比在浓度为1～6mol／L的氢氧化钠溶液中浸泡处理6～30 h，之后用水漂洗到近中性，充分干燥．

1-3 商品竹炭再生

将吸附饱和的商品竹炭粉末(未经活化处理)置于电阻炉中，在300～400 下高温焙烘30～90 min．

1．4 测试

1．4．1 亚甲基蓝吸附量

将0．10 g活化或再生的竹炭干燥试样置于250mL锥形瓶中，加入质量浓度为0．2 g／L的亚甲基蓝溶液 ，在30 的恒温振荡水浴锅中振荡30 min，过滤后用分光光度计在滤液的**大吸收波长处测定吸光度，将该吸光度与标准溶液的吸光度进行比较，按公式计算出亚甲基蓝吸附量：

 

式中：q为亚甲基蓝吸附量，mg／g；p。为吸附前亚甲基蓝溶液的质量浓度，mg／L；A。、A 分别是吸附前、后亚甲基蓝溶液的吸光度； 为亚甲基蓝溶液的体积，mL；m为实验用竹炭质量，g．1．4．2 染料溶液的吸附性能与亚甲基蓝吸附量的测定方法一致．

2 结果与讨论

2．1 竹炭氢氧化钠活化

为提高竹炭的吸附脱色能力，研究了硝酸、磷酸、氯化锌和氢氧化钠对竹炭的活化效果，初步实验表明，氢氧化钠的活化效果较为明显．为此，采用正交实验，详细考察了固液比、处理时间及氢氧化钠浓度对竹炭活化效果的影响，竹炭颗粒的活化结果见表1．由表1可知，影响活化效果的主要因素为氢氧化钠的浓度，在低浓度区，提高氢氧化钠溶液的浓度，亚甲基蓝吸附量上升，但随着浓度的进一步提高，吸附量呈下降趋势，浓度为3 mol／L时吸附量**高．固液比(竹炭颗粒与处理液的比例)及处理时间对活化效果的影响相对较小，在实验范围内，随着固液比的增大及活化时间的延长，活化竹炭颗粒对亚甲基蓝的吸附量都呈上升趋势，但固液比增大及时问延长到一定程度后，亚甲基蓝吸附量的增长变缓．从正交实验数据得出的**佳碱活化处理条件为：氢氧化钠3 mol／L，固液比1：10，活化30 h．从节约生产成本等方面综合考虑，碱处理活化的**佳条件为：氢氧化钠3 mol／L，固液比1：8，活化24 h．在该条件下处理后竹炭颗粒对亚甲基蓝的吸附量为8．2 mg／g，较活化前提高148．5％，活化效果较好．同样条件下对商品竹炭粉末进行处理，得到产品的亚甲基蓝吸附量为35．2 mg／g(未活化竹炭粉末亚甲基蓝吸附量为24．1 mg／g)，较未活化前提高46．1％，吸附效果较明显．

 

2．2 竹炭高温焙烘再生的影响因素

2．2．1 温度

为提高竹炭的重复利用率，研究了高温焙烘条件对未活化商品竹炭粉末的再生效果．图1为吸附饱和的竹炭在不同温度下焙烘60 min后的亚甲基蓝吸附情况

 

从图1可以看出，随着温度的升高，竹炭粉末的再生效果也随之提高，可能是在高焙烘温度下，竹炭孑L隙内部的染料及其杂质被炭化继而使空隙得到疏通；但从实验现象分析，竹炭灰份也随着焙烘温度的升高而增加，所以应当控制焙烘温度，宜选400℃．

2．2．2 时间

从图2可以看出，焙烘时间延长，竹炭再生后的吸附量先增加后降低．原因可能是焙烘时间较短时，竹炭内的杂质尚未完全降解，其通道未完全被打开，导致吸附量还有升高的余地，当时间足够长之后，部分孔隙被炭化损坏，吸附量下降．实验中观察到竹炭灰份随着时间的延长逐渐增加也证明了此点．所以，焙烘时间选择60 rain．

 

综上可知，高温焙烘再生的**佳工艺条件为：400℃焙烘60 min．在该条件下再生处理的商品竹炭粉末吸附量为21．2 mg／g，再生后的吸附能力可恢复88％．

2．3 水溶性染料溶液的吸附性能

由图3可知，经过活化处理的竹炭对各种水溶性染料溶液的吸附量都有提高，其中对活性红x一3B吸附效果变化**为明显，吸附量提高了63．5％．而对K型活性染料活性红K一2BP的吸附效果较差．显然，染料种类及结构对竹炭的吸附脱色效果有很大的影响，还值得进一步研究．