fenton氧化-活性炭吸附組合處理印染廢水的研究[畢業(yè)論文+開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述]

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　Fenton氧化-活性炭吸附組合處理印染廢水的研究</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 環(huán)境工程

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　摘要：對(duì)Fenton氧化-活性炭吸附組合處理印染廢水進(jìn)行了研

3、究。利用正交實(shí)驗(yàn)確定了單獨(dú)Fenton氧化處理印染廢水的最佳條件?？疾炝嘶钚蕴客都恿俊H值、處理時(shí)間等因素對(duì)活性炭吸附效果的影響。實(shí)驗(yàn)表明，活性炭對(duì)Fenton氧化具有一定的催化作用，二者組合處理印染廢水具有較好的脫色效果。</p><p>　　關(guān)鍵詞：印染廢水；Fenton氧化；活性炭；吸附</p><p>　　Abstract:To oxidation fenton, activat

4、ed charcoal to waste in combination with the printing and dyeing studied. Use orthogonal experiment to establish a wastewater treatment alone fenton of dyeing the best conditions. Reviewed with activated charcoal, a ph v

5、alue, the processing time to activated charcoal attach effects. Experiment suggests that activated charcoal to fenton oxidation of the catalytic role in waste in combination with the printing and dyeing has a good effect

6、 on bleach.</p><p>　　Keywords: printing and dying waste water; fenton oxidation; activated charcoal;absorb</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1. 緒論1</b></p&g

7、t;<p>　　1.1 印染廢水概述1</p><p>　　1.2 Fenton氧化概述2</p><p>　　1.2.1 Fenton試劑降解有機(jī)物的機(jī)理2</p><p>　　1.2.2 Fenton試劑的影響因素2</p><p>　　1.2.3 Fenton氧化用于印染的前景3</p><p

8、>　　1.2.4 Fenton試劑與其他技術(shù)聯(lián)合在廢水處理中的應(yīng)用3</p><p>　　1.3 活性炭概述4</p><p>　　1.3.1 活性炭材質(zhì)分類5</p><p>　　1.3.2 活性炭的主要機(jī)理5</p><p>　　1.3.3 活性炭吸附機(jī)理6</p><p>　　1.3.4 活性炭吸

9、附的主要影響因素6</p><p>　　1.3.5活性炭處理印染廢水的特性6</p><p>　　1.3.6預(yù)防和治理印染廢水7</p><p>　　1.3.7 活性炭吸附法處理印染廢水的前景7</p><p><b>　　2. 實(shí)驗(yàn)部分8</b></p><p>　　2.1儀器與試劑

10、8</p><p>　　2.2 分析方法8</p><p>　　2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.3.1 Fenton氧化處理模擬印染廢水實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.3.2 活性炭吸附法處理模擬印染廢水實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.3.3 Fenton氧化-活性炭吸附聯(lián)合處理模擬印染廢水

11、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)9</p><p>　　3. 結(jié)果與討論10</p><p>　　3.1 Fenton氧化法處理模擬印染廢水10</p><p>　　3.1.1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果10</p><p>　　3.1.2 平行實(shí)驗(yàn)10</p><p>　　3.2 活性炭吸附法處理模擬印染廢水10</p><

12、;p>　　3.2.1 pH值對(duì)脫色率的影響10</p><p>　　3.2.2 活性炭投加量對(duì)脫色率的影響11</p><p>　　3.2.3 處理時(shí)間對(duì)脫色率的影響12</p><p>　　3.2.4 平行實(shí)驗(yàn)12</p><p>　　3.3 Fenton氧化-活性炭吸附聯(lián)合處理模擬印染廢水12</p><

13、;p><b>　　4. 結(jié)論13</b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　1. 緒論</b></p><p>　　1.1 印染廢水概述</p><p>

14、　　我國(guó)日排放印染廢水量為（300-400）×104t，是各行業(yè)中的排污大戶之一。印染廢水主要由退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、絲光廢水、染色廢水和印花廢水組成，印染加工的四個(gè)工序都要排出廢水，預(yù)處理階段（包括退漿、煮煉、漂白、絲光等工序）要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水，染色工序排出染色廢水，印花工序排出印花廢水和皂液廢水，整理工序則排出整理廢水。通常所說的印染廢水是以上各類廢水的混合廢水，或除漂白廢水以外的綜合廢

15、水。印染廢水的水質(zhì)隨采用的纖維種類和加工工藝的不同而異，污染物組分差異很大。印染廢水一般具有污染物濃度高、種類多、含有毒有害成分及色度高等特點(diǎn)。一般印染廢水pH值為6-10，CODCr為400-1000mg/L，BOD5為100-400mg/L，SS為100-200mg/L，色度為100-400倍。但當(dāng)印染工藝、采用的纖維種類和加工工藝變化后，廢水水質(zhì)將有較大變化。近年來由于化學(xué)纖維織物的發(fā)展，仿真絲的興起和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使PV

16、A漿料、人造絲堿解物(主要是鄰苯二甲酸類物質(zhì))、新型助劑等難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水，其CODCr濃度也由原來的數(shù)百mg/L上升</p><p>　　印染各工序的排水情況一般是：</p><p>　　（1）退漿廢水：水量較小，但污染物濃度高，其中含有各種漿料、漿料分解物、纖維屑、淀粉堿和各種助劑。廢水呈堿性，pH值為12左右。上漿以淀粉為主的(如棉布)退漿廢水，其COD、BOD值都很

17、高，可生化性較好：上漿以聚乙烯醇(PVA)為主的(如滌棉經(jīng)紗)退漿廢水，COD高而BOD低，廢水可生化性較差。</p><p>　　（2）煮煉廢水：水量大，污染物濃度高，其中含有纖維素、果酸、蠟質(zhì)、油脂、堿、表面活性劑、含氮化合物等，廢水呈強(qiáng)堿性，水溫高，呈褐色。</p><p>　?。?）漂白廢水：水量大，但污染較輕，其中含有殘余的漂白劑、少量醋酸、草酸、硫代硫酸鈉等。</p>

18、;<p>　?。?）絲光廢水：含堿量高，NaOH含量在3%-5%，多數(shù)印染廠通過蒸發(fā)濃縮回收NaOH，所以絲光廢水一般很少排出，經(jīng)過工藝多次重復(fù)使用最終排出的廢水仍呈強(qiáng)堿性，BOD、COD、SS均較高。</p><p>　?。?）染色廢水：水量較大，水質(zhì)隨所用染料的不同而不同，其中含漿料、染料、助劑、表面活性劑等，一般呈強(qiáng)堿性，色度很高，COD較BOD高得多，可生化性較差。</p>&

19、lt;p>　　（6）印花廢水：水量較大，除印花過程的廢水外，還包括印花后的皂洗、水洗廢水，污染物濃度較高，其中含有漿料、染料、助劑等，BOD、COD均較高。 </p><p>　?。?）整理廢水：水量較小，其中含有纖維屑、樹脂、油劑、漿料等。</p><p>　　（8）堿減量廢水：是滌綸仿真絲堿減量工序產(chǎn)生的，主要含滌綸水解物對(duì)苯二甲酸、乙二醇等，其中對(duì)苯二甲酸含量高達(dá)75%。堿減量

20、廢水不僅pH值高(一般>12)，而且有機(jī)物濃度高，堿減量工序排放的廢水中CODCr可高達(dá)9萬mg/L，高分子有機(jī)物及部分染料很難被生物降解，此種廢水屬高濃度難降解有機(jī)廢水。</p><p>　　印染廢水的水質(zhì)復(fù)雜，污染物按來源可分為兩類：一類來自纖維原料本身的夾帶物；另一類是加工過程中所用的漿料、油劑、染料、化學(xué)助劑等。分析其廢水特點(diǎn)，主要為以下方面：水量大、有機(jī)污染物含量高、色度深、堿性和pH值變化大、水

21、質(zhì)變化劇烈。印染廢水的另一個(gè)特點(diǎn)是色度高，有的可高達(dá)4000倍以上。特別是近年來隨著化工工業(yè)的發(fā)展，染料品種增多，各種水溶性好，著色力強(qiáng)的染料使用，使傳統(tǒng)的治理方法難以奏效。所以印染廢水處理的重要任務(wù)之一就是進(jìn)行脫色處理，為此需要研究和選用高效脫色菌、高效脫色混凝劑和有利于脫色的處理工藝。</p><p>　　1.2 Fenton氧化概述</p><p>　　過氧化氫與催化劑Fe2+構(gòu)成的

22、氧化體系通常稱為Fenton試劑。在催化劑作用下，過氧化氫能產(chǎn)生兩種活潑的氫氧自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，加快有機(jī)物和還原性物質(zhì)的氧化。Fenton試劑一般在pH 3.5下進(jìn)行，在該pH值時(shí)基自由基生成速率最大。</p><p>　　1894年，化學(xué)家Fenton首次發(fā)現(xiàn)有機(jī)物在(H2O2)與Fe2+組成的混合溶液中能被迅速氧化，并把這種體系稱為標(biāo)準(zhǔn)Fenton試劑，可以將當(dāng)時(shí)很多已知的有機(jī)化合物如羧酸、

23、醇、酯類氧化為無機(jī)態(tài)，氧化效果十分明顯。Fenton試劑是由H2O2和Fe2+混合得到的一種強(qiáng)氧化劑，特別適用于某些難治理的或?qū)ι镉卸拘缘墓I(yè)廢水的處理。由于具有反應(yīng)迅速、溫度和壓力等反應(yīng)條件緩和且無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，近30年來，其在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用越來越受到國(guó)內(nèi)外的廣泛重視。</p><p>　　1.2.1 Fenton試劑降解有機(jī)物的機(jī)理</p><p>　　Fenton試劑之所以

24、具有非常高的氧化能力，是因?yàn)樵贔e2+離子的催化作用下H2O2的分解活化能較低(34．9 kJ／mol)，能夠分解產(chǎn)生羥基自由基OH·。同其它氧化劑相比，羥基自由基具有更高的氧化電極電位，因而具有很強(qiáng)的氧化性能。</p><p>　　Fenton試劑產(chǎn)生OH·的機(jī)理為：</p><p>　　Fe2++H2O2→Fe3++OH-+OH·

25、 （1）</p><p>　　OH·+Fe2+→Fe3++OH- （2）</p><p>　　Fe3++H2O≒Fe2++HO2·+H+

26、 （3）</p><p>　　Fe3++HO·→Fe2++O2+H+ （4）</p><p>　　Fe2++OH·→Fe3++OH- （5）</p><p>　　1.

27、2.2 Fenton試劑的影響因素</p><p>　　根據(jù)上述Fenton試劑反應(yīng)的機(jī)理可知，OH·是氧化有機(jī)物的有效因子，而[Fe2+]、[H2O2]、[OH-]決定了OH·的產(chǎn)量，因而決定了與有機(jī)物反應(yīng)的程度。影響該系統(tǒng)的因素包括溶液pH值、反應(yīng)溫度、H2O2投加量及投加方式、催化劑種類、催化劑與H2O2投加量之比等。</p><p>　　1.2.3 Fenton

28、氧化用于印染的前景</p><p>　　目前，F(xiàn)enton試劑在印染行業(yè)中的應(yīng)用主要集中在難以被漂白的蛋白質(zhì)纖維，如牦牛絨、黑花羊毛、紫絨、駝絨、卡拉庫爾羊毛等自身帶有色素結(jié)構(gòu)的纖維。在一般的脫色試驗(yàn)中，基本工藝流程為 ：</p><p>　　金屬鹽Fe2+預(yù)處理一清洗一催化氧化一清洗</p><p>　　催化漂白在印染上已經(jīng)取得了一定成功。但是，F(xiàn)enton試劑這

29、個(gè)概念卻沒有被提出，盡管Fenton試劑在醫(yī)藥及污水處理中無論從理論還是實(shí)踐上，都有長(zhǎng)足的發(fā)展。Fenton試劑概念的提出，為其在印染行業(yè)的應(yīng)用，尤其對(duì)現(xiàn)有理論的不足或缺陷從新的角度作出新的解釋提供了理論依據(jù)，這對(duì)走出理論誤區(qū)將會(huì)產(chǎn)生很深遠(yuǎn)的影響；而草酸／Fenton試劑、羥基自由基概念的引入，會(huì)對(duì)雙氧水促進(jìn)劑的研制和發(fā)展有所啟示?？偠灾?，F(xiàn)enton試劑在印染加工中的研究，無論從理論角度還是從現(xiàn)實(shí)角度，都將有相當(dāng)廣闊的前景，值得深入

30、研究。</p><p>　　1.2.4 Fenton試劑與其他技術(shù)聯(lián)合在廢水處理中的應(yīng)用</p><p>　　雖然Fenton試劑在處理難生物降解或一般化學(xué)氧化難以奏效的有機(jī)廢水時(shí)有其他方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，但是單獨(dú)使用Fenton試劑處理廢水成本會(huì)很高，而且有機(jī)物的礦化程度不高，所以人們研究并應(yīng)用了Fenton試劑與其他技術(shù)聯(lián)合處理廢水的方法，目前的研究成果有：電- Fenton法、光-

31、Fenton法、超聲- Fenton法、吸附- Fenton法、微波- Fenton 法、混凝- Fenton法等。</p><p>　?。ㄒ唬╇? Fenton法。電- Fenton法的實(shí)質(zhì)是把用電化學(xué)法產(chǎn)生的Fe2 +和H2O2作為Fenton 試劑的持續(xù)來源。電- Fenton法的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)產(chǎn)生H2O2 的機(jī)制比較完善；H2O2利用率高；導(dǎo)致有機(jī)物降解的因素較多，除了羥基自由基·OH 的氧化作用外

32、，還有陽極氧化、電極吸附等。電- Fenton法基本分為以下四類：</p><p>　?。?）EF - H2O2法。又稱陰極電- Fenton法,即把氧氣噴到電解池的陰極上，使還原為H2O2 ，H2O2 與加入的Fe2 +發(fā)生Fenton反應(yīng)。該法不用加H2O2 ，有機(jī)物降解很徹底，不易產(chǎn)生中間毒害物。但由于目前所用的陰極材料多是石墨、玻璃炭棒和活性炭纖維，這些材料電極效率低, H2O2 產(chǎn)量不高。</p&

33、gt;<p>　?。?）EF - Feox法，又稱犧牲陽極法。電解情況下與陽極并聯(lián)的鐵被氧化成Fe2 +，F(xiàn)e2 + 與加入的H2O2發(fā)生Fenton反應(yīng)。在EF - Feox體系中導(dǎo)致有機(jī)物降解的因素除·OH 外，還有Fe（OH）2 、Fe（OH）3 的絮凝作用,即陽極溶解出的活性 Fe2 + 、Fe3 + 可水解成對(duì)有機(jī)物有強(qiáng)絡(luò)合吸附作用的Fe（OH）2 、Fe（OH）3 。該法對(duì)有機(jī)物的除去效果高于EF -

34、 H2O2 法，但需加H2O2 ，且耗電能,故成本比普通Fenton法高。</p><p>　?。?）FSR法,又稱Fe3 +循環(huán)法。FSR系統(tǒng)包括一個(gè)Fenton反應(yīng)器和一個(gè)將Fe（OH）3 還原為Fe2 +的電解裝置。Fenton反應(yīng)進(jìn)行過程中必然有Fe3 +生成，F(xiàn)e3 +與H2O2反應(yīng)生成活性不強(qiáng)的HO2·，從而降低H2O2的有效利用率和·OH 產(chǎn)率。FSR系統(tǒng)可加速Fe3 + 向Fe

35、2 + 的轉(zhuǎn)化，提高了·OH 產(chǎn)率。該法的缺點(diǎn)是pH 操作范圍窄，pH 必須小于1 。</p><p>　?。?）EF - Fere法。該法與FSR法的原理基本相同，不同之處在于EF - Fere 系統(tǒng)不包括Fenton反應(yīng)器，F(xiàn)enton反應(yīng)直接在電解裝置中進(jìn)行。該法pH 操作范圍大于FSR法，要求pH必須小于2. 5；電流效率高于FSR 法。</p><p>　?。ǘ┕?

36、Fenton法。針對(duì)普通Fenton法的缺點(diǎn)，人們把紫外線引入Fenton體系，形成了UV/ Fenton法。UV/ Fenton法實(shí)際是Fe2 + / H2O2與UV/ H2O2兩種系統(tǒng)的結(jié)合，該系統(tǒng)具有的明顯的優(yōu)點(diǎn)是：（1） 可降低Fe2 +的用量，保持H2O2 較高的利用率；（2）紫外光和亞鐵離子對(duì)H2O2催化分解存在協(xié)同效應(yīng)，即H2O2的分解速率大于Fe2 +或紫外光催化H2O2 分解速率的簡(jiǎn)單加和；（3） 此系統(tǒng)可使有機(jī)物礦化

37、程度更充分；（4） 有機(jī)物在紫外線作用下可部分降解。UV/ Fenton法具有很強(qiáng)的氧化能力，能有效地分解有機(jī)物，且礦化程度較好。但其利用太陽能的能力不強(qiáng)，處理設(shè)備費(fèi)用也較高，能耗大。另外，UV/ Fenton法只適宜于處理中低濃度的有機(jī)廢水。這是由于有機(jī)物濃度高時(shí)，被Fe（Ⅲ）絡(luò)合物所吸收的光量子數(shù)很少，并需很長(zhǎng)的輻射時(shí)間，而且H2O2的投入量也會(huì)增加，同時(shí)·OH易被高濃度H2O2所清除。因此有必要在UV/ Fenton體系

38、中引入光化學(xué)活性較高的物質(zhì)。光– Fenton法下一步的發(fā)展方向應(yīng)是加強(qiáng)對(duì)聚光式反應(yīng)器的研制，以便提高照射到體系中的紫</p><p>　?。ㄈ┏? Fenton法。超聲波是指頻率高于20kHz的聲波,將其應(yīng)用于水處理領(lǐng)域只是近10 年的事情，它主要用來加速降解水中難降解的有毒有機(jī)污染物，是一種高級(jí)催化氧化水處理技術(shù)。超聲波廢水處理主要在于超聲空化作用產(chǎn)生的局部高溫、高壓。在超聲波作用下，溶液產(chǎn)生空化泡并迅速

39、崩潰，整個(gè)過程發(fā)生在ns —μs時(shí)間內(nèi)，從而在空化泡內(nèi)產(chǎn)生異常的高溫（高于5000K）和高壓（高于50MPa）。因此,可以對(duì)水中污染物直接進(jìn)行熱解作用，另外，在這高溫高壓環(huán)境下產(chǎn)生氧化電位很高的羥基自由基，它可以對(duì)許多有機(jī)物進(jìn)行氧化反應(yīng)，達(dá)到降解污染物和去除COD的作用。在超聲/ H2O2體系中加入催化劑，其超聲降解效果更佳，且COD去除率更高。</p><p>　?。ㄋ模┗炷? Fenton法。采用絮凝沉淀-

40、Fenton氧化法對(duì)印染廢水進(jìn)行處理，篩選最佳的絮凝條件及氧化條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此法可使印染廢水的COD從1400mg/ L 降至70mg/ L以下，廢水COD與色度去除率分別為95 %和97 % ，出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),此法具有去除率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積小，操作方便，不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　（五）吸附- Fenton法。此法常用的吸附劑是活性炭，也有報(bào)道用粉煤灰、樹脂的?；钚蕴渴怯晌⑿〗Y(jié)晶部

41、分和非結(jié)晶部分混合組成的碳素物質(zhì)，平均孔徑為1 ×10 - 23 ×10 - 2 ,比表面積為5002500m2/ g ，活性炭表面含有大量酸性或堿性基團(tuán)，這些酸性或堿性基團(tuán)的存在，特別是羥基、酚羥基的存在使活性炭不僅具有吸附能力，而且具有催化作用。</p><p>　?。┪⒉? Fenton法。目前微波輻射消除污染物的研究還處于實(shí)驗(yàn)室階段，國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道較少，國(guó)內(nèi)趙景聯(lián)等對(duì)微波輻射與Fen

42、ton試劑催化氧化法相結(jié)合降解水中三氯乙烯進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在Fenton試劑摩爾比為60，F(xiàn)enton 試劑用量10 %、反應(yīng)時(shí)間12min、微波功率750W 的最佳條件下，三氯乙烯脫氯率可以達(dá)到87. 08 % 。</p><p><b>　　1.3 活性炭概述</b></p><p>　　活性炭是黑色粉末狀或顆粒狀的無定性碳?；钚蕴恐鞒煞殖颂家酝膺€有氧、氫

43、等元素。活性炭在結(jié)構(gòu)上由于微晶碳是不規(guī)則排列，在交叉連接之間有細(xì)孔，在活化時(shí)會(huì)產(chǎn)生碳組織缺陷，因此它是一種多孔碳，堆積密度低，比表面積大。</p><p>　　1.3.1 活性炭材質(zhì)分類</p><p><b>　?。?）椰殼活性炭</b></p><p>　　采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口椰子殼為原料精制而成，外形為不定形顆粒，具有機(jī)械強(qiáng)度高，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比

44、表面積大，吸附速度快，吸附容量高，易于再生，經(jīng)久耐用等特點(diǎn)。</p><p>　　主要用于食品、飲料、酒類、空氣凈化活性炭和高純飲用水的除臭、去除水中重金屬、除氯及液體脫色。并可廣泛用于化學(xué)工業(yè)的溶劑回收和氣體分離等。</p><p><b>　?。?）果殼活性炭</b></p><p>　　主要以果殼和木屑為原料，經(jīng)炭化、活化、精制加工而成。

45、具有比表面積大、強(qiáng)度高、粒度均勻、孔隙節(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、吸附性能強(qiáng)等特點(diǎn)。并能有效吸附水中的游離氯、酚、硫、油、膠質(zhì)、農(nóng)藥殘留物和其他有機(jī)污染以及有機(jī)溶劑的回收等。適用于制藥、石油化工、制糖、飲料、酒類凈化行業(yè)，對(duì)有機(jī)物溶劑的脫色、精制、提純和污水處理等方面。</p><p>　　果殼活性炭被廣泛應(yīng)用于飲用水、工業(yè)用水和廢水的深度凈化生活、工業(yè)水質(zhì)凈化及氣相吸附，如電廠、石化、煉油廠、食品飲料、制糖制酒、醫(yī)藥、電子、養(yǎng)魚

46、、海運(yùn)等行業(yè)水質(zhì)凈化處理，能有效吸附水中的游離氯、酚、硫和其它有機(jī)污染特，特別是致突變物（THM）的前驅(qū)物質(zhì)，達(dá)到凈化除雜去異味。還可用于工業(yè)尾氣凈化、氣體脫硫、石油催化重整，氣體分離、變壓吸附、空氣干燥、食品保鮮、防毒面具、解媒載體，工業(yè)溶劑過濾、脫色、提純等。各種氣體的分離、提純、凈化；有機(jī)溶劑回收；制糖、味精、醫(yī)藥、酒類、飲料的脫色、除臭、精制；貴重金屬提煉；化學(xué)工業(yè)中的催化劑及催化劑載體。產(chǎn)品更具脫色、提純、除雜、除臭、去異味、

47、載體、凈化、回收等功能。</p><p><b>　?。?）木質(zhì)活性炭</b></p><p>　　是以優(yōu)質(zhì)木材為原料，外形為粉末狀，經(jīng)高溫炭化、活化及多種工序精制而成木質(zhì)活性炭，具有比表面積大，活性高，微孔發(fā)達(dá)，脫色力強(qiáng)，孔隙結(jié)構(gòu)較大等特點(diǎn)，孔隙結(jié)構(gòu)大，能有較吸附液體中的顏色等較大的各種物質(zhì)、雜質(zhì)。 </p><p>　　主要用于食品、酒類、

48、油類、飲料、染料、化工、自來水凈化、污水處理、降COD、藥用活性炭等各種用途脫色。</p><p>　　1.3.2 活性炭的主要機(jī)理</p><p>　　活性炭是由含炭為主的物質(zhì)作原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑?；钚蕴亢写罅课⒖?，具有巨大的比表面積，能有效地去除色度、臭味，可去除二級(jí)出水中大多數(shù)有機(jī)污染物和某些無機(jī)物，包含某些有毒的重金屬。影響活性炭吸附的因素有：活性炭的特性；

49、被吸附物的特性和濃度；廢水的pH值；懸浮固體含量等特性；接觸系統(tǒng)及運(yùn)行方式等?；钚蕴课绞浅鞘形鬯呒?jí)處理中最重要最有效的處理技術(shù)，得到廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　活性炭能有效吸附氯代烴、有機(jī)磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑，還能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏劑、烷基苯磺酸及許多酯類和芳烴化合物。二級(jí)出水中也含有不被活性炭吸附的有機(jī)物，如蛋白質(zhì)的中間降解物質(zhì)，比原有的有機(jī)物更難被活性炭

50、吸附，活性炭對(duì)THMS的去除能力較低，僅達(dá)到23-60%?；钚蕴课椒ㄅc其他處理方法聯(lián)用，出現(xiàn)了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工藝、活性炭-硅藻土法等，使活性炭的吸附周期明顯延長(zhǎng)，用量減少，處理效果和范圍大幅度提高。</p><p>　　1.3.3 活性炭吸附機(jī)理</p><p>　　活性炭是一種很細(xì)小的炭粒 有很大的表面積，而且炭粒中還有更細(xì)小的孔——毛細(xì)管。這種毛

51、細(xì)管具有很強(qiáng)的吸附能力，由于炭粒的表面積很大，所以能與氣體（雜質(zhì)）充分接觸。當(dāng)這些氣體（雜質(zhì)）碰到毛細(xì)管被吸附，起凈化作用。</p><p>　　1.3.4 活性炭吸附的主要影響因素</p><p>　?。?）活性炭吸附劑的性質(zhì)</p><p>　　其表面積越大，吸附能力就越強(qiáng)； 活性炭是非極性分子，易于吸附非極性或極性很低的吸附質(zhì)；活性炭吸附劑顆粒的大小，細(xì)孔的構(gòu)

52、造和分布情況以及表面化學(xué)性質(zhì)等對(duì)吸附也有很大的影響。 </p><p><b>　?。?）吸附質(zhì)的性質(zhì)</b></p><p>　　取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度、附質(zhì)的濃度等 </p><p><b>　?。?）廢水PH值</b></p><p>　　活性炭一般在酸性

53、溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。 </p><p>　　pH值會(huì)對(duì)吸附質(zhì)在水中存在的狀態(tài)及溶解度等產(chǎn)生影響，從而影響吸附效果。 </p><p><b>　　（4）共存物質(zhì)</b></p><p>　　共存多種吸附質(zhì)時(shí)，活性炭對(duì)某種吸附質(zhì)的吸附能力比只含該種吸附質(zhì)時(shí)的吸附能力差。</p><p><b>　

54、　（5）溫度</b></p><p>　　溫度對(duì)活性炭的吸附影響較小 </p><p><b>　?。?）接觸時(shí)間</b></p><p>　　應(yīng)保證活性炭與吸附質(zhì)有一定的接觸時(shí)間，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。 </p><p>　?。?）活性炭化學(xué)性 </p><p>　　活性

55、炭的吸附除了物理吸附，還有化學(xué)吸附?；钚蕴康奈叫约热Q于孔隙結(jié)構(gòu)，又取決于化學(xué)組成。 </p><p>　　活性炭不僅含碳，而且含少量的化學(xué)結(jié)合、功能團(tuán)開工的氧和氫，例如羰基、羧基、酚類、內(nèi)酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡(luò)合物，有些來自原料的衍生物，有些是在活化時(shí)、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時(shí)還會(huì)生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質(zhì)集中到活性炭里成為灰分，灰分的主要成分是堿金屬和

56、堿土金屬的鹽類，如碳酸鹽和磷酸鹽等。這些灰分含量可經(jīng)水洗或酸洗的處理而降低。</p><p>　　1.3.5活性炭處理印染廢水的特性</p><p>　　活性炭并不是對(duì)所有類型的印染廢水處理效果都是一致的，它主要在脫色方面效果較大，因此，如果在采用其他工藝的同時(shí)加入活性炭吸附工藝處理印染廢水，處理效果顯著。</p><p>　　印染廢水具有的特點(diǎn)：水量大、有機(jī)污染物

57、含量高、色度深、堿性和pH值變化大，水質(zhì)變化劇烈。在城市下水道和污水處理廠建設(shè)較完善的城市，廢水首先在工廠作預(yù)處理，達(dá)到城市下水道排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行集中處理。非隨經(jīng)過預(yù)處理再排放可改善污水水質(zhì)，降低城市污水廠處理負(fù)荷，同時(shí)便于根據(jù)不同的廢水水質(zhì)采取不同的預(yù)處理手段。在對(duì)印染廢水進(jìn)行最終處理是，有機(jī)物的去除一般以生物法為主，對(duì)難遇生物降解的印染廢水，采用厭氧（水解）好氧聯(lián)合處理較為合適，而印染廢水的一個(gè)重大特點(diǎn)就是色度高，有的可高達(dá)4000倍

58、以上，這時(shí)用到活性炭吸附最為合適。</p><p>　　活性炭對(duì)染料具有選擇性，其脫色性能為堿性染料、直接染料、酸性染料和硫化染料。通?；钚蕴坑蓜?dòng)物性炭、木炭、瀝青炭等含炭為主的物質(zhì)經(jīng)高溫炭化和活化而成?；钚蕴课⒖锥?、大中孔不足、親水性強(qiáng)，限制了大分子及疏水性染料的內(nèi)擴(kuò)散，適用于分子量不超過400的水溶性染料分子脫色，對(duì)大分子或疏水性人聊的脫色效果較差。采用活性炭可以有效去除廢水中的火星染料、堿性染料、偶氮染料、

59、在一定條件下，活性炭還可以直接吸附某些重金屬離子。另外，活性炭吸附水溶性染料時(shí)吸附率高，但不能吸附懸浮固體（SS）及不溶性染料?；钚蕴侩m然吸附性能優(yōu)良，但由于成本高，一般應(yīng)用于濃度較低的染料廢水處理或深度處理。</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)外已有采用活性炭吸附法，該法對(duì)去除水中溶解性有機(jī)物非常有效，但它不能去除水中的交替和疏水性染料，并且它只對(duì)陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能

60、。</p><p>　　1.3.6預(yù)防和治理印染廢水</p><p>　　從我國(guó)染料行業(yè)廢水治理技術(shù)的現(xiàn)狀來看，盡管經(jīng)過多年努力，已取得一批實(shí)用技術(shù)，解決了不少問題，但總體上沒有實(shí)質(zhì)性的突破，特別是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工廠布局等不合理因素的存在，加重了廢水的治理難度。因此，認(rèn)為解決廢水問題的根本出路在于工藝改革，通過采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝來減排或不排廢水。這方面國(guó)內(nèi)已有許多成功的例子，如苯胺和鄰甲苯胺的

61、生產(chǎn)將鐵粉還原改為氫化還原，徹底消除了鐵泥水的污染；又如以氫化還原代替硫化堿還原用于氨基苯甲醚的生產(chǎn)，徹底消除了含硫廢水等。</p><p>　　預(yù)防和治理印染廢水的污染是相輔相成的兩個(gè)方面，如果既采用預(yù)防措施，又采用各種方法積極治理，并做到處理后的水循環(huán)使用，這不僅能降低水的消耗，而且能有效地減輕印染廢水對(duì)環(huán)境的污染。</p><p>　　1.3.7 活性炭吸附法處理印染廢水的前景<

62、;/p><p>　　染料廢水的脫色是急待解決的難題，因此開展活性炭吸附對(duì)染料廢水脫色的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。但活性炭再生比較難、成本較高是限制活性炭吸附法的一大原因。因此，提高活性炭再生技術(shù)，循環(huán)利用活性炭以降低成本是今后研究的重點(diǎn)。同時(shí)，鑒于活性炭處理的特殊性質(zhì)，將其與其他化學(xué)劑及與其它方法耦合，處理染料廢水效果就會(huì)更好，因此，現(xiàn)時(shí)大多數(shù)有關(guān)活性炭吸附法處理染料廢水的報(bào)道不斷推陳出新，有著良好的發(fā)展前景。</p&

63、gt;<p><b>　　2. 實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p><b>　　2.1儀器與試劑</b></p><p>　　儀器：725型分光光度計(jì)；</p><p>　　JB/T7443-1994電子天平；</p><p>　　78HW-1恒溫磁力攪拌器；</p>&l

64、t;p>　　pHS-25型數(shù)顯pH計(jì)；</p><p>　　800型離心分離機(jī)；</p><p><b>　　烘箱。</b></p><p>　　印染廢水：模擬印染廢水。</p><p>　　藥品：HCl（AR）、</p><p>　　H2SO4（98%，AR）、</p>&l

65、t;p><b>　　NaOH（AR）、</b></p><p>　　30% H2O2（AR）、</p><p>　　FeSO4·7H2O（AR）、</p><p><b>　　活性炭。</b></p><p><b>　　2.2 分析方法</b></p&g

66、t;<p>　　取模擬廢水在200nm-800nm之間用725分光光度計(jì)每隔20nm測(cè)量一次吸光度，確定最大吸收峰，在最大吸收峰處測(cè)量三次吸光度，將測(cè)得結(jié)果取平均值，計(jì)算脫色率：</p><p>　　脫色率=[(A0-Ai)/A0]×100%</p><p>　　A0、Ai——處理前后印染廢水在最大吸收峰處的平均吸光度。</p><p>&l

67、t;b>　　2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.3.1 Fenton氧化處理模擬印染廢水實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)</p><p>　　Fenton氧化法處理印染廢水影響脫色率的主要因素有H2O2用量、FeSO4用量、pH值、反應(yīng)時(shí)間等?？紤]各因素對(duì)脫色率的影響不同，設(shè)計(jì)以H2O2用量、FeSO4用量、pH值、反應(yīng)時(shí)間為變量的四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，正交實(shí)驗(yàn)因素與水平表見表。F

68、e2+濃度為0.5g·L-1，雙氧水濃度為30% 。</p><p>　　表1 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平表</p><p>　　按照正交實(shí)驗(yàn)所確定的最佳實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定最佳脫色率。</p><p>　　2.3.2 活性炭吸附法處理模擬印染廢水實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)</p><p>　　分別對(duì)pH值、活性炭投加量以及處理時(shí)間對(duì)活性炭吸附法處理模擬印

69、染廢水的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定最佳實(shí)驗(yàn)條件。</p><p>　　在確定的最佳實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，確定最佳脫色率。</p><p>　　2.3.3 Fenton氧化-活性炭吸附聯(lián)合處理模擬印染廢水實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)</p><p>　　基于前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定了單獨(dú)Fenton氧化和單獨(dú)活性炭吸附的最佳條件，在最佳條件下采用三種不同組合方式處理模擬印染廢水。</p>

70、<p><b>　　3. 結(jié)果與討論</b></p><p>　　3.1 Fenton氧化法處理模擬印染廢水</p><p>　　3.1.1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　取50ml模擬印染廢水置于200ml錐形瓶中，按照正交表設(shè)計(jì)的條件加入藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。處理完畢后靜置離心，取上層清液測(cè)得吸光度，計(jì)算脫色率。將正交結(jié)果整理分析，

71、結(jié)果如表2。</p><p><b>　　表2 正交結(jié)果分析</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：FeSO4的用量對(duì)脫色率的影響最大，其次是pH的大小，然后是H2O2的投加量，最后是處理時(shí)間。Fenton氧化法處理模擬廢水的最佳條件為：Fe2+：0.05g·L-1；處理時(shí)間為40min；最佳pH值為3。</p><p>　　3.

72、1.2 平行實(shí)驗(yàn)</p><p>　　按照正交實(shí)驗(yàn)所確定的最佳條件：Fe2+：0.05g/L；H2O2：40ml·L-1；處理時(shí)間為40min；pH值為3.進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下處理模擬印染廢水的平均脫色率可達(dá)到69.3% 。</p><p>　　3.2 活性炭吸附法處理模擬印染廢水</p><p>　　3.2.1 pH值對(duì)脫色率的影響</p

73、><p>　　取50ml模擬印染廢水置于200ml錐形瓶中，調(diào)節(jié)不同的pH值，向其中加入0.01g活性炭，在室溫下振蕩20min，靜置離心，取上層清液測(cè)得吸光度，計(jì)算脫色率，結(jié)果見圖1。結(jié)果表明，pH值在2-3，脫色率較高，超過5以后迅速下降。</p><p>　　圖1 pH值對(duì)脫色率的影響</p><p>　　3.2.2 活性炭投加量對(duì)脫色率的影響</p>

74、<p>　　取50ml模擬印染廢水置于200ml錐形瓶中，調(diào)節(jié)pH值為3，向其中分別加入不同量的活性炭，在室溫下振蕩20min，靜置離心，取上層清液測(cè)得吸光度，計(jì)算脫色率，結(jié)果見圖2。</p><p>　　圖2 活性炭投加量對(duì)脫色率的影響</p><p>　　由圖2可以看出，隨活性炭的增加，脫色率逐漸增加，投加量為0.4g·L-1時(shí)，脫色率最大。</p>

75、<p>　　3.2.3 處理時(shí)間對(duì)脫色率的影響</p><p>　　取50ml模擬印染廢水置于200ml錐形瓶中，調(diào)節(jié)pH為3，向其中加入0.02g的活性炭，在室溫下振蕩不同的時(shí)間，靜置離心，取上層清液測(cè)得吸光度，計(jì)算脫色率，結(jié)果見圖3.結(jié)果表明，活性炭處理模擬印染廢水的最佳時(shí)間為40分鐘。</p><p>　　圖3 處理時(shí)間對(duì)脫色率的影響</p><p&

76、gt;　　3.2.4 平行實(shí)驗(yàn)</p><p>　　在確定的最佳實(shí)驗(yàn)條件：活性炭：0.4g·L-1，pH值為3，處理時(shí)間40min進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下處理模擬印染廢水的平均脫色率可達(dá)71.2% 。</p><p>　　3.3 Fenton氧化-活性炭吸附聯(lián)合處理模擬印染廢水</p><p>　　基于前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定 單獨(dú)Fenton氧化和單獨(dú)活性

77、炭吸附的最佳條件，在最佳條件下采用三種不同組合方式處理印染廢水，結(jié)果見表6。</p><p>　　表6 不同組合方式實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p>　　結(jié)果表明，F(xiàn)enton氧化和活性炭吸附同時(shí)處理脫色率最高為88.5% 。因此，在Fenton試劑中加入活性炭對(duì)Fenton反應(yīng)有催化作用，可以顯著提高脫色率。</p><p><b>　　4. 結(jié)論</b&

78、gt;</p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)對(duì)模擬印染廢水分別進(jìn)行了Fenton氧化法處理，活性炭吸附法處理以及Fenton氧化-活性炭吸附聯(lián)合處理三種方式，通過確定最佳反應(yīng)條件，再進(jìn)行組合，達(dá)到最高的脫色率。</p><p>　　（1）正交實(shí)驗(yàn)確定Fenton法處理模擬印染廢水的最佳條件為：Fe2+：0.05g·L-1;H2O2：40ml·L-1；處理時(shí)間40min；pH值3

79、，脫色率為69.3% 。</p><p>　?。?） 活性炭處理模擬印染廢水的最佳條件為：活性炭投加量0.4g·L-1；處理時(shí)間40min；pH值2-3之間，脫色率為71.2% 。</p><p>　　（3）最佳條件下采用三種不同組合方式，F(xiàn)enton氧化和活性炭吸附同時(shí)處理脫色率為88.5% ；先Fenton氧化再活性炭吸附脫色率為60.2% ；先活性炭吸附再Fenton氧化脫

80、色率為73.9% 。</p><p>　　（4）活性炭對(duì)Fenton反應(yīng)有催化作用，可以顯著提高脫色率。</p><p>　?。?）采用Fenton氧化-活性炭吸附組合處理印染廢水，具有較好的脫色效果。該方法操作簡(jiǎn)單，容易控制，所以值得進(jìn)一步研究開發(fā)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[

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87、p><p>　　活性炭吸附Cd的研究</p><p><b>　　前言部分</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，工業(yè)廢水和城市生活污水的排放，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和飲用水質(zhì)量的下降。水中重金屬離子不同形態(tài)的存在容易在各種生物體內(nèi)聚集，最終對(duì)人類直接或間接的產(chǎn)生影響，造成各種疾病和中毒，嚴(yán)重威脅著人類的健康。重金屬離子嚴(yán)重危害人體健康，因此

88、在廢水處理中必須將其去除。人們對(duì)水質(zhì)的要求越來越高，傳統(tǒng)去除重金屬離子的方法很多，但都存在某些不足之處，推動(dòng)了污水處理技術(shù)的空前發(fā)展，傳統(tǒng)去除重金屬離子的方法很多，但都存在某些不足之處，而吸附法因其材料易得，價(jià)格低廉，去除效果好而受到人們的青睞，因此加快了吸附材料的研究，其中活性炭由于大的表面積，豐富的孔結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的表面官能團(tuán)而被認(rèn)定為是優(yōu)良的吸附劑，廣泛應(yīng)用于對(duì)污水中有機(jī)質(zhì)和重金屬離子的吸附。</p><p>

89、　　除去水中重金屬離子的方法很多,傳統(tǒng)的有化學(xué)沉淀法、氧化還原法、鐵氧體法、電解法、蒸發(fā)濃縮法、離子交換樹脂法等,這些方法存在投資大、運(yùn)行成本高、操作管理麻煩、并且會(huì)產(chǎn)生二次污染和不能很好地解決金屬和水資源再利用等問題。目前在實(shí)際運(yùn)用中較多的是采用吸附法,吸附法因其材料便宜易得,成本低,去除效果好而一直受到人們的青睞。近年來研究者在這方面的研究主要集中在尋求更為合適的新型廉價(jià)吸附材料,取得了一系列的成果,工藝逐步成熟,現(xiàn)在已開始應(yīng)用在實(shí)

90、際工程中。</p><p>　　重金屬是指比重大于5的金屬，約有45種，包括鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、鉻（Cr）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鎳（Ni）等。砷（As）雖不屬于重金屬，但因其來源以及危害都與重金屬相似，故通常列入重金屬類進(jìn)行研究討論。近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，大量的重金屬排入土壤及河流、湖泊和海洋等水體中，危害土壤、水生生態(tài)環(huán)境。環(huán)境中的重金屬不能被降解，主要通過空氣、水、土壤等途徑進(jìn)入動(dòng)植物體

91、，并經(jīng)由食物鏈放大富集進(jìn)入人體，其極低濃度就能破壞人體正常的生理活動(dòng)，損害人體健康。重金屬污染現(xiàn)已成為一個(gè)世界性</p><p>　　的環(huán)境問題，引起人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。</p><p>　　近年來，突發(fā)性的環(huán)境污染事件驟增，其中重金屬污染的案例占很大比例。突發(fā)性的環(huán)境事件會(huì)導(dǎo)致重金屬在短時(shí)間內(nèi)高濃度地進(jìn)入環(huán)境，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。2008年，在貴州獨(dú)山縣、湖南辰溪縣、廣西河池、云南陽宗海

92、、河南大沙河等地發(fā)生多起砷污染事件、2009 年8 月以來，又發(fā)生了陜西風(fēng)翔兒童血鉛超標(biāo)、湖南瀏陽鎘污染及山東臨沂砷污染事件，這些重金屬污染事件有些是由于管理不當(dāng)、交通事故等人為原因造成，有些則是因環(huán)境長(zhǎng)期受到污染、污染物含量超過環(huán)境容量而突然暴發(fā)的結(jié)果。重金屬污染問題已日益嚴(yán)重，對(duì)污染環(huán)境的治理迫在眉睫。</p><p><b>　　二、 主題部分</b></p><p

93、>　　鎘是地殼中一種稀有元素,雖然現(xiàn)在我們還不完全理解它的生物活性,但鎘暴露引起的環(huán)境問題,包括鎘的生態(tài)毒理學(xué)、在植物區(qū)系和動(dòng)物區(qū)系的遷移轉(zhuǎn)化、生物富集和生物放大引起的生態(tài)學(xué)問題,以及在人體積累引發(fā)的組織損傷、內(nèi)分泌紊亂、心血管疾病、生殖器官功能障礙和癌變,成為一個(gè)社會(huì)焦點(diǎn)問題。 陸地生態(tài)系統(tǒng)中的鎘即使是很低的濃度也往往伴隨著生態(tài)效應(yīng)。植物鎘中毒直接影響到基因表達(dá)、抑制DNA復(fù)制、減少光合作用量、降低植物對(duì)水和營(yíng)養(yǎng)的吸收,并

94、呈現(xiàn)明顯的中毒癥狀,如萎黃病、抑制生長(zhǎng)、根尖變褐色, 直至死亡。但對(duì)于鎘等重金屬的污染,植物的反映并不是非常被動(dòng)的,植物具有依靠真菌共生體來減輕鎘毒性的免疫反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)植物的生態(tài)演替依靠大量的真菌共生體來改善和獲得營(yíng)養(yǎng),保護(hù)植物免受生物和非生物因素的脅迫,而在重金屬污染的土壤中,共生微生物通過營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)或減少金屬毒性以改進(jìn)植物的適合度, 減輕鎘對(duì)植物生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。如共生菌能夠緩解歐洲赤松( Scots pine) 種子鎘暴露的

95、影響。這種改進(jìn)的程度因共生菌的種類和基因型而異, 雖然多種真菌共同作用下減少鎘轉(zhuǎn)移到寄主植物的機(jī)理目前還不清楚,但一些學(xué)者認(rèn)為可能由</p><p>　　普通處理法對(duì)吸附重金屬離子效果并不好，且費(fèi)用高昂?；钚蕴课椒ㄊ且环N效果好費(fèi)用相對(duì)的低的新型處理法?；钚蕴课降臋C(jī)理為，溶質(zhì)從水中移向固體顆粒表面，發(fā)生吸附，是水、溶質(zhì)和固體顆粒三者相互作用的結(jié)果。引起吸附的主要原因在于溶質(zhì)對(duì)水的疏水特性和溶質(zhì)對(duì)固體顆粒的高度親

96、和力?；钚蕴繉?duì)離子的吸附過程主要有下列幾個(gè)步驟：（1）液膜擴(kuò)散，由流體主體擴(kuò)散至吸附劑表面；（2）孔擴(kuò)散，由吸附劑孔內(nèi)液相擴(kuò)散至吸附劑中心；（3）表面吸附反應(yīng)。重金屬離子在吸附劑如活性炭上的吸附往往不僅僅是單純的物理吸附，而是常常與吸附劑的表面官能團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)形成沉淀和絡(luò)合物或進(jìn)行離子交換等， 故其不可能象有機(jī)物分子一樣在吸附劑表面以吸附態(tài)形式自由地遷移。因此，對(duì)于重金屬離子而言，認(rèn)為其吸附機(jī)理包括三個(gè)方面的過程：</p>

97、<p>　　（1） 重金屬離子在活性炭表面沉積而發(fā)生的物理吸附；</p><p>　?。?） 重金屬離子在活性炭表面可發(fā)生離子交換反應(yīng)；</p><p>　?。?） 重金屬離子與活性炭表面的含氧官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)吸附。</p><p>　　活性炭吸附能力受多方面影響</p><p>　　2.1 活性炭粒徑、孔隙的大小</p>

98、<p>　　活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般來說，顆粒越小，孔隙擴(kuò)散速度越快，活性炭的吸附能力就越強(qiáng)。Huang 和Smith 等（1981）通過實(shí)驗(yàn)證明，顆?；钚蕴浚℅AC） 的吸附速度遠(yuǎn)小于粉末活性炭（PAC）的吸附速度，孔隙的擴(kuò)散速率被認(rèn)為是制約吸附速度的主要因素。在隨后Huang 和Wirth等的實(shí)驗(yàn)中，通過一系列的粒徑大小不一的粉末活性炭，證明了隨著粒徑的增加，孔隙內(nèi)的擴(kuò)散對(duì)吸附過程的影響越來越

99、重要。Rubin 和Mercer(1987)比較了可以通過8~10目篩和可以通過50~200目篩的顆粒活性炭的吸附速度，得出粒徑為可通過8~10目篩的顆粒活性炭達(dá)到吸附平衡的時(shí)間為95h，而粒徑可以通過50~200目篩的顆?；钚蕴窟_(dá)到吸附平衡的時(shí)間平均為6h，兩者差距明顯。此外，顆粒的粒徑還影響到活性炭比表面積的大小。活性炭纖維（ACF）與顆?；钚蕴亢头勰┗钚蕴肯啾龋淇讖椒植吉M窄而均勻，微孔體積占總體積的90 %左右，微孔孔徑大多在1

100、 nm左右，實(shí)驗(yàn)表明，其對(duì)水中重金屬離子的吸附較后兩者相比，吸附容量有較大的提高，吸附速率也較快。</p><p><b>　　2.2 溫度的影響</b></p><p>　　活性炭對(duì)重金屬離子的吸附過程實(shí)質(zhì)上是吸附與脫附相互交織的過程。由于吸附反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此，一般來說溫度低一些好。通過不同溫度下的吸附試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一定溫度下（<50℃）對(duì)吸附容量的影響并不大

101、，活性炭對(duì)重金屬的吸附依舊可以得到比較好的效果。只有當(dāng)溶液溫度較高（>50 ℃）時(shí)，液相吸附熱雖然較小，但是由于分子熱運(yùn)動(dòng)的加劇，導(dǎo)致對(duì)吸附平衡的破壞，吸附容量有所減小，表現(xiàn)為物理吸附性能的特性。</p><p><b>　　2.3 pH值</b></p><p>　　活性炭表面各類含氧基團(tuán)、官能團(tuán)，主要以-CHO，-OH，-COOH，-C=0 四種形式存在，它

102、們通常是活性炭吸附的活性中心?？紤]到吸附機(jī)理，pH 值作為重要的介質(zhì)因素，不僅僅影響吸附點(diǎn)解離，而且影響重金屬離子的溶液化學(xué)水解，氧化還原反應(yīng)和沉淀。通過對(duì)鉛鎘離子不同pH 值下的吸附試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)溶液的pH在3.0～6.5之間時(shí)，隨著pH 值升高，活性炭吸附容量升高，但是隨著pH 的繼續(xù)升高，吸附容量反而降低[1]。這是因?yàn)樵趐H 值很小的時(shí)候，溶液中存在大量的H離子，活性炭表面的-CHO，-OH，-COOH，-C=0 會(huì)跟溶液中的H

103、結(jié)合，改變了活性炭表面的親和性，此時(shí)活性炭的有效活性中心被H占據(jù)，重金屬離子沒有充分被吸附，所以吸附量相對(duì)較低。隨著溶液的pH 值的升高，跟活性炭表面官能團(tuán)結(jié)合了的H會(huì)發(fā)生離解，使得大量的活性中心暴露在外面，重金屬離子將占據(jù)這些活性中心而有效地被吸附，所以吸附量是隨著pH 值的增大而增大的。但是隨著pH 值繼續(xù)增大，溶液中的OH-與金屬離子的化學(xué)作用力增大，導(dǎo)致吸附量的相對(duì)下降。</p><p>　　2.4 水中

104、其它粒子的影響</p><p>　　當(dāng)水中含有其它重金屬離子時(shí)，其受活性炭的吸附程度可能會(huì)受到彼此的影響，從而發(fā)生協(xié)同效應(yīng)或者拮抗效應(yīng)。Wey 等發(fā)現(xiàn)當(dāng)水中含有一些不同的重金屬離子時(shí)，活性炭的吸附效率會(huì)有活性炭吸附重金屬離子的影響因素分析較大程度的下降，尤其是鉛和鎘兩種重金屬離子。這些重金屬離子形成的化合物會(huì)占據(jù)在活性炭的表面而使其吸附面積大幅度下降，使活性炭喪失吸附其他物質(zhì)的能力。水中的其他化合物也可能會(huì)對(duì)吸附

105、產(chǎn)生影響。Reed等在試驗(yàn)使用活性炭去除鎳和鎘的過程中，使用EDTA、丁二酸和磷酸鹽作為添加劑，對(duì)于Nuchar和Darco兩種類型的活性炭，由于自由配基體的作用，EDTA 的添加使得其吸附能力下降；而對(duì)于Calgon 類型的活性炭，在低pH 值的情況下，EDTA 的添加使其吸附能力得到提升。而丁二酸、磷酸鹽的添加沒有對(duì)吸附造成影響。當(dāng)然，活性炭的吸附能力與污水濃度有關(guān)。在一定的溫度下，活性炭的吸附量隨被吸附物質(zhì)平衡濃度的提高而提高。&

106、lt;/p><p><b>　　三、總結(jié)部分</b></p><p>　　從近年來發(fā)展起來的重金屬廢水處理新方法來看,主要是為了滿足當(dāng)今日益嚴(yán)格的環(huán)保要求,使重金屬廢水得到最終妥善的處置。利用吸附法進(jìn)行廢水中有毒重金屬的去除及稀有貴金屬的回收，具有高效、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、選擇性好的優(yōu)點(diǎn)，特別是處理傳統(tǒng)方法不能處理的低濃度重金屬廢水具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。因此是一種應(yīng)用前景很廣闊的重

107、金屬廢水的處理手段。</p><p>　　由于重金屬離子的特殊性質(zhì)，使得活性炭對(duì)重金屬離子的吸附除普通的物理吸附外， 在活性炭的表面還會(huì)有離子交換反應(yīng)和含氧官能團(tuán)的化學(xué)吸附。根據(jù)對(duì)活性炭吸附影響因素的分析，通過調(diào)節(jié)pH 值、對(duì)活性炭表面進(jìn)行改性、對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理等措施， 可以顯著改善活性炭的環(huán)境適應(yīng)性，提高活性炭的吸附能力。</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b&

108、gt;</p><p>　　[1] 徐嘯，劉伯羽，鄧正棟.活性炭吸附重金屬離子的影響因素分析.能源環(huán)境保護(hù).2010</p><p>　　[2] 朱川.二次改性活性炭材料的制備及其性能研究.水科學(xué)與工程技術(shù).2009</p><p>　　[3] 黃君濤，熊帆，謝立偉，鐘理.吸附法處理重金屬廢水研究進(jìn)展.水處理技術(shù).2006</p><p>　

109、　[4] 石太宏，陳堅(jiān)，溫穎宏等.污泥活性炭的制備及其用于重金屬廢水處理的研究進(jìn)展.給水排水Vol.35增刊.2009</p><p>　　[5] 李裕，張強(qiáng)，張建奎.鎘的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2010</p><p>　　[6] 李戰(zhàn)，李坤.重金屬污染的危害與修復(fù).資源與環(huán)境科學(xué).2010</p><p><b>　　開題報(bào)告</b>&