由染色機(jī)產(chǎn)生的印染廢水約占整個(gè)紡織工業(yè)廢水量的80％，現(xiàn)已成為紡織工業(yè)清潔生產(chǎn)的一大難題．?利用活性炭可以有效去除廢水中的活性、堿性、直接染料等水溶性染料，但是活性炭的再生費(fèi)用昂貴，限制了其應(yīng)用．-2j竹炭質(zhì)地堅(jiān)硬，細(xì)密多孔，具有較大的比表面積和很強(qiáng)的吸附性，已在水質(zhì)處理等領(lǐng)域有所應(yīng)用-3_ ，但在印染廢水脫色方面尚未見研究報(bào)道．我國(guó)的竹資源豐富，勞動(dòng)力成本低，具有生產(chǎn)竹炭的天然優(yōu)勢(shì)，因此，利用竹炭處理印染廢水具有較好的應(yīng)用前景．為了提高竹炭的吸附效果，本實(shí)驗(yàn)研究了竹炭的

活化及再生處理對(duì)其吸附脫色效果的影響，確定了活化和再生工藝，并對(duì)比了活化前后竹炭對(duì)各種水溶性染料溶液的吸附脫色效果．

1 實(shí)驗(yàn)

1．1 材料及儀器

商品竹炭顆粒Oo目)、竹炭粉末(40～60目)(宜興金凱德竹炭有限公司)．弱酸普拉艷藍(lán)RAW、直接翠藍(lán)GL、直接大紅4BS、活性紅x一3B、活性紅M一8B、活性紅K一2BP(天津市順意化工染料有限公司，未經(jīng)純化直接使用)．硝酸、磷酸、氯化鋅、氫氧化鈉、亞甲基藍(lán)國(guó)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑有限公司，均為分析純)．儀器：HH一6型電熱恒溫水浴鍋(江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司)，101A—l型電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海市實(shí)驗(yàn)儀器總廠)，721型分光光度計(jì)、MP200B型電子天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司)，WHYF一2F型恒溫水浴振蕩器(臺(tái)灣瑞比公司)，Sx：型電阻爐 上海新苗醫(yī)療器械廠1．

1．2 商品竹炭活化

稱取10 g竹炭按不同的固液比在濃度為1～6mol／L的氫氧化鈉溶液中浸泡處理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

將吸附飽和的商品竹炭粉末(未經(jīng)活化處理)置于電阻爐中，在300～400 下高溫焙烘30～90 min．

1．4 測(cè)試

1．4．1 亞甲基藍(lán)吸附量

將0．10 g活化或再生的竹炭干燥試樣置于250mL錐形瓶中，加入質(zhì)量濃度為0．2 g／L的亞甲基藍(lán)溶液 ，在30 的恒溫振蕩水浴鍋中振蕩30 min，過濾后用分光光度計(jì)在濾液的**大吸收波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，將該吸光度與標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度進(jìn)行比較，按公式計(jì)算出亞甲基藍(lán)吸附量：

 

式中：q為亞甲基藍(lán)吸附量，mg／g；p。為吸附前亞甲基藍(lán)溶液的質(zhì)量濃度，mg／L；A。、A 分別是吸附前、后亞甲基藍(lán)溶液的吸光度； 為亞甲基藍(lán)溶液的體積，mL；m為實(shí)驗(yàn)用竹炭質(zhì)量，g．1．4．2 染料溶液的吸附性能與亞甲基藍(lán)吸附量的測(cè)定方法一致．

2 結(jié)果與討論

2．1 竹炭氫氧化鈉活化

為提高竹炭的吸附脫色能力，研究了硝酸、磷酸、氯化鋅和氫氧化鈉對(duì)竹炭的活化效果，初步實(shí)驗(yàn)表明，氫氧化鈉的活化效果較為明顯．為此，采用正交實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)考察了固液比、處理時(shí)間及氫氧化鈉濃度對(duì)竹炭活化效果的影響，竹炭顆粒的活化結(jié)果見表1．由表1可知，影響活化效果的主要因素為氫氧化鈉的濃度，在低濃度區(qū)，提高氫氧化鈉溶液的濃度，亞甲基藍(lán)吸附量上升，但隨著濃度的進(jìn)一步提高，吸附量呈下降趨勢(shì)，濃度為3 mol／L時(shí)吸附量**高．固液比(竹炭顆粒與處理液的比例)及處理時(shí)間對(duì)活化效果的影響相對(duì)較小，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著固液比的增大及活化時(shí)間的延長(zhǎng)，活化竹炭顆粒對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附量都呈上升趨勢(shì)，但固液比增大及時(shí)問延長(zhǎng)到一定程度后，亞甲基藍(lán)吸附量的增長(zhǎng)變緩．從正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的**佳堿活化處理?xiàng)l件為：氫氧化鈉3 mol／L，固液比1：10，活化30 h．從節(jié)約生產(chǎn)成本等方面綜合考慮，堿處理活化的**佳條件為：氫氧化鈉3 mol／L，固液比1：8，活化24 h．在該條件下處理后竹炭顆粒對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附量為8．2 mg／g，較活化前提高148．5％，活化效果較好．同樣條件下對(duì)商品竹炭粉末進(jìn)行處理，得到產(chǎn)品的亞甲基藍(lán)吸附量為35．2 mg／g(未活化竹炭粉末亞甲基藍(lán)吸附量為24．1 mg／g)，較未活化前提高46．1％，吸附效果較明顯．

 

2．2 竹炭高溫焙烘再生的影響因素

2．2．1 溫度

為提高竹炭的重復(fù)利用率，研究了高溫焙烘條件對(duì)未活化商品竹炭粉末的再生效果．圖1為吸附飽和的竹炭在不同溫度下焙烘60 min后的亞甲基藍(lán)吸附情況

 

從圖1可以看出，隨著溫度的升高，竹炭粉末的再生效果也隨之提高，可能是在高焙烘溫度下，竹炭孑L隙內(nèi)部的染料及其雜質(zhì)被炭化繼而使空隙得到疏通；但從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，竹炭灰份也隨著焙烘溫度的升高而增加，所以應(yīng)當(dāng)控制焙烘溫度，宜選400℃．

2．2．2 時(shí)間

從圖2可以看出，焙烘時(shí)間延長(zhǎng)，竹炭再生后的吸附量先增加后降低．原因可能是焙烘時(shí)間較短時(shí)，竹炭?jī)?nèi)的雜質(zhì)尚未完全降解，其通道未完全被打開，導(dǎo)致吸附量還有升高的余地，當(dāng)時(shí)間足夠長(zhǎng)之后，部分孔隙被炭化損壞，吸附量下降．實(shí)驗(yàn)中觀察到竹炭灰份隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加也證明了此點(diǎn)．所以，焙烘時(shí)間選擇60 rain．

 

綜上可知，高溫焙烘再生的**佳工藝條件為：400℃焙烘60 min．在該條件下再生處理的商品竹炭粉末吸附量為21．2 mg／g，再生后的吸附能力可恢復(fù)88％．

2．3 水溶性染料溶液的吸附性能

由圖3可知，經(jīng)過活化處理的竹炭對(duì)各種水溶性染料溶液的吸附量都有提高，其中對(duì)活性紅x一3B吸附效果變化**為明顯，吸附量提高了63．5％．而對(duì)K型活性染料活性紅K一2BP的吸附效果較差．顯然，染料種類及結(jié)構(gòu)對(duì)竹炭的吸附脫色效果有很大的影響，還值得進(jìn)一步研究．