蔗渣活性炭-氧化鐵的制備及其在廢水處理中的應(yīng)用.pdf

1、蔗渣是甘蔗制糖工業(yè)的主要副產(chǎn)品,主要成分是纖維素、半纖維素及木質(zhì)素,蔗渣的有效綜合利用一直是解決制糖業(yè)結(jié)構(gòu)性污染的重要方面。本研究以蔗渣為原料,三氯化鐵為改性劑制備蔗渣活性炭／氧化鐵吸附劑,并研究了該吸附劑對模擬廢水中磷(PO43-)、鉻(Ⅵ)以及砷(Ⅴ)污染物的去除性能,具體研究結(jié)果如下:
　　 (1)用三氯化鐵和溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)對蔗渣進(jìn)行改性活化制備吸附劑,并對吸附劑進(jìn)行掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD

2、)、比表面積(粒度、孔徑、比表面積、孔容)分析。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并綜合考慮各種實(shí)際因素,當(dāng)三氯化鐵的質(zhì)量濃度為8.125g·L-1、浸漬時(shí)間為24h、炭化時(shí)間為4h時(shí),確定三氯化鐵改性蔗渣制備蔗渣活性炭／氧化鐵吸附劑的最佳制備條件為:料液質(zhì)量比為1:20、活化溫度為500℃。
　　 (2)在初始磷濃度分別為2、5、10mg·L-1條件下,吸附平衡時(shí)間分別為7h、24h和48h,準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型能夠很好地反映蔗渣活性炭／氧化鐵對磷的

3、吸附過程,擬合直線方程的相關(guān)系數(shù)R2均超過0.9970:用Freundlich等溫吸附模型擬合25、35和45℃條件下的等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到的線性方程的相關(guān)系數(shù)R2均超過0.9501,吸附參數(shù)1／n均在0.1-0.5之間,說明本研究中吸附劑易于吸附磷；用Langmuir等溫吸附模型擬合25、35和45℃條件下等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),求出的最大吸附量分別為2.76、3.87和4.00mg·g-1；對于50mL磷濃度為5mg·L-1的模擬廢水,

4、當(dāng)吸附劑投加量≧0.3g時(shí),處理后的出水能夠達(dá)到我國《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中磷酸鹽污染物排放一級標(biāo)準(zhǔn)。
　　 (3)在鉻(Ⅵ)初始濃度分別為25、50、100mg·L-1條件下,吸附平衡時(shí)間分別為6h、24h和48h,準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型能很好地反映蔗渣活性炭／氧化鐵對鉻(Ⅵ)的吸附過程,擬合直線方程的相關(guān)系數(shù)R2均超過0.9946；用Langmuir等溫吸附模型擬合20、30和40℃條件下的等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

5、,得到的線性方程的相關(guān)系數(shù)R2均超過0.9981,且求出的最大吸附量分別為12.22、12.63和13.72mg·g-1；對于50mL鉻(Ⅵ)濃度為50mg·L-1的模擬廢水,當(dāng)吸附劑投加量≧0.4g時(shí),處理后的出水能夠達(dá)到我國《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中鉻(Ⅵ)最高允許排放濃度標(biāo)準(zhǔn)。
　　 (4)在砷(Ⅴ)初始濃度分別為7.5、52.5、105mg·L-1條件下,吸附平衡時(shí)間分別為6h、36h和42h,準(zhǔn)二

6、級動(dòng)力學(xué)模型能很好地反映蔗渣活性炭／氧化鐵對砷(Ⅴ)的吸附過程.擬合直線方程的R2均超過0.9927:用Langmuir等溫吸附模型擬合20、25和35℃條件下的等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到的線性方程的相關(guān)系數(shù)R2均超過了0.9916,且求出最大吸附量分別為7.37、8.43和9.98mg·g-1；對于50mL砷(Ⅴ)濃度為2和5mg·L-1的模擬廢水,當(dāng)吸附劑投加量為0.3g時(shí)。處理后的出水能分別達(dá)到我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749