蔗渣吸附剂处理含铬废水和印染废水的实验研究

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蔗渣是制糖工业的重要副产品,为拓展蔗渣的利用价值,本研究分别在五种不同的工艺条件下(未改性、磷酸改性、炭化、炭化-磷酸改性和磷酸改性-炭化等)利用蔗渣制备吸附剂,并研究了蔗渣吸附剂对废水中染料藏红T、亚甲基蓝及重金属六价铬的去除性能。具体研究结果如下:   (1)在制备蔗渣吸附剂的实验中,通过单因素与正交实验,综合考虑产品的得率和Cr(Ⅵ)吸附值,制备炭化-磷酸改性蔗渣吸附剂的最佳条件为:料液比1:30,磷酸浓度0.2mol/L,活化时间70min,活化温度500℃。制备磷酸改性.炭化蔗渣吸附剂的最佳条件为:磷酸浓度3mol/L、料液比1:30、活化温度450℃、活化时间60min;表征数据为:得率79.87%、碘吸附值648.18mg/g、最佳BET比表面积731.00m2/g、BJH脱附孔体积0.68cm3/g。   (2)在Cr(Ⅵ)初始浓度分别为10、30、50mg/L动力学实验条件下,未改性蔗渣吸附Cr(Ⅵ)的平衡时间分别为4、6和8h,磷酸改性蔗渣则为30、60和120min,未改性蔗渣吸附Cr(Ⅵ)平衡后的最大吸附量分别为1.00、3.14和5.21mg/g,磷酸改性蔗渣则为0.99、2.96和4.99mg/g,说明磷酸改性大大缩短了平衡时间,但对吸附效果没有明显改善。   (3)在Cr(Ⅵ)初始浓度分别为50、75、100mg/L动力学实验条件下,炭化蔗渣吸附Cr(Ⅵ)的平衡时间分别为60、90和120min,炭化-磷酸改性蔗渣则为90、120和180min,说明炭化对吸附剂的性能提高较大,吸附量可达9.96mg/g,但炭化-磷酸改性的效果不明显。此时,处理后出水都能够达到我国《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的Cr(Ⅵ)最高允许排放标准(0.5mg/L)。   (4)在Cr(Ⅵ)初始浓度分别为300、400、500mg/L动力学实验条件下,磷酸改性-炭化蔗渣吸附平衡的时间分别为60、90和180min,平衡后的最大吸附量分别为29.94、40.00和50.00mg/g,且计算出的qe均超过150mg/g,说明磷酸改性-炭化蔗渣吸附性能较其它四种好。   (5)在动力学实验中,准二级动力学模型能够很好地描述五种蔗渣对Cr(Ⅵ)吸附的动力学特征。在吸附等温实验中,用Freundlich等温方程进行拟合的R2值都比Langmuir等温方程低,这说明五种蔗渣对Cr(Ⅵ)的吸附都能很好地遵循Langmuir等温线方程。   (6)在温度分别为25、35、45℃的吸附等温实验中,未改性蔗渣吸附剂对藏红T最大吸附量qm分别为37.82、41.05和48.05 mg/g,亚甲基蓝则为26.29、24.20和23.92mg/g,说明未改性蔗渣吸附剂对印染废水具有良好的处理效果。
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