活性炭微(wei)波處理與廢(fei)水脫色的關系

　　棕櫚油廠廢水含有危害環境的有色化合物，因其芳香結構而難以分離。不過在較低pH(1)在環境中使用吸附法進行顏色處理是有效的，但吸附后的廢水仍然含有酸性有害物質，會污染環境。因此，我們使用氮氣來增強椰殼活性炭的中性pH利用微波加熱激活活性炭的脫色能力。本期內容是測試微波處理活性炭和未處理活(huo)性(xing)炭(tan)對廢水中(zhong)有色化合(he)物(wu)的(de)吸(xi)附作用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活性(xing)(xing)炭(tan)用(yong)蒸(zheng)餾水反(fan)復清洗，去除所有雜(za)質。直到溶液是中(zhong)(zhong)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)pH，然(ran)后將活性(xing)(xing)炭(tan)放(fang)在110℃烘(hong)箱干燥12小時(shi)(shi)。然(ran)后在微波(bo)反(fan)應器中(zhong)(zhong)設置(zhi)900℃。再(zai)將約30g經清潔和(he)干燥的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)置(zhi)于(yu)反(fan)應器的(de)(de)(de)石英不銹鋼容器中(zhong)(zhong)，同時(shi)(shi)以200cm 3/min氮氣活化10分鐘(zhong)，流(liu)動穩定(ding)。將微波(bo)處(chu)理的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)冷卻到干燥器的(de)(de)(de)室溫，然(ran)后小心地放(fang)入密(mi)封瓶中(zhong)(zhong)進行下(xia)一步的(de)(de)(de)研究。

　　預處(chu)(chu)理活(huo)性炭和未(wei)預處(chu)(chu)理活(huo)性炭的表(biao)征方法(fa)

　　使(shi)用SEM，EDX表(biao)示微波處(chu)(chu)理(li)(li)(li)和(he)未(wei)預處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)。SEM測(ce)試(shi)以在(zai)3000×在(zai)放大率下檢查(cha)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)表(biao)面(mian)形狀(zhuang)。EDX測(ce)試(shi)檢查(cha)了(le)預處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)和(he)未(wei)預處(chu)(chu)理(li)(li)(li)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)元素組成。使(shi)用自動氣體吸附系統，基于氮氣吸附等溫線測(ce)量兩種活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)BET表(biao)面(mian)積和(he)孔(kong)體積。

　　微(wei)波(bo)處理(li)對活性炭形態學的影響(xiang)

　　3000倍(bei)放大(da)(da)倍(bei)數下(xia)未經(jing)預處(chu)理和微波處(chu)理的(de)(de)活性(xing)炭(tan)獨特SEM照片(pian)分別示于圖(tu)1a，b中。基于圖(tu)1a，在(zai)3000×在(zai)放大(da)(da)率下(xia)觀察(cha)到(dao)裂(lie)縫(feng)較少(shao)的(de)(de)平(ping)面形狀。吸(xi)附劑的(de)(de)物理特性(xing)是(shi)(shi)表(biao)(biao)面裂(lie)紋和孔(kong)隙形成。但(dan)是(shi)(shi)，圖(tu)1b注意(yi)到(dao)不同的(de)(de)情況。從(cong)這張圖(tu)中，表(biao)(biao)面上觀察(cha)到(dao)幾個裂(lie)縫(feng)，可以(yi)推測微波處(chu)理可能會(hui)改變形態。根據之前的(de)(de)研究，具有(you)足夠(gou)顆(ke)粒表(biao)(biao)面的(de)(de)活性(xing)炭(tan)的(de)(de)特點是(shi)(shi)孔(kong)尺寸(cun)更(geng)大(da)(da)，活性(xing)位點更(geng)多，可用性(xing)更(geng)大(da)(da)BET表(biao)(biao)面積(ji)。這些(xie)特性(xing)加速了(le)(le)吸(xi)附效果，提高(gao)了(le)(le)吸(xi)附劑的(de)(de)吸(xi)附容量。由于孔(kong)隙和活性(xing)位點較多，吸(xi)附處(chu)理開始時會(hui)出現快速吸(xi)附。這種快速吸(xi)附過程可能會(hui)導致(zhi)設備外(wai)觀模糊(hu)。

　　在(zai)3000×放大倍數(shu)SEM照片(pian)：(a)未經預(yu)處理的活性炭(tan)，(b)活性炭(tan)微波處理。

　　BET分析

　　a、b顯示孔體(ti)積增量分布(bu)(P v)與未(wei)經預處(chu)理(li)和(he)微波處(chu)理(li)的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)孔寬度相比(bi)。如圖所(suo)示，微波加(jia)熱(re)后孔體(ti)積顯著增加(jia)。圖中縱(zong)軸上的(de)指示標記A比(bi)較未(wei)經預處(chu)理(li)和(he)預處(chu)理(li)的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)P v，而且(qie)幅度分別為0.030cm 3/g和(he)0.056cm 3/g。

　　(a)未經預(yu)處理的活(huo)性(xing)炭(b)活(huo)性(xing)炭的微(wei)波處理增加(jia)了孔體積(ji)與孔寬系。

　　吸附實驗采用微波處理活性(xing)炭

　　在(zai)實驗過程中，發現活性炭(tan)較低(di)pH環(huan)境對色彩的(de)(de)吸附效果大大提高(gao)。盡(jin)管如此(ci)，酸性廢水的(de)(de)排放可(ke)(ke)能會直接阻礙水生棲息地。鑒(jian)于此(ci)，6-7可(ke)(ke)接受的(de)(de)預處理活性炭(tan)吸附研究pH在(zai)范圍內進行。另外兩個因素是劑量和接觸時(shi)間，分(fen)別保持在(zai)3.208g和35min。從圖(tu)3可(ke)(ke)以看出(chu)，顏色去(qu)(qu)除的(de)(de)百分(fen)比隨(sui)(sui)之而來pH減少和增加(jia)。在(zai)pH6時(shi)獲(huo)得(de)*高(gao)顏色去(qu)(qu)除率(lv)(lv)98.46%，但隨(sui)(sui)著pH顏色去(qu)(qu)除率(lv)(lv)增加(jia)到7，降低(di)到95.69%。

　　不同劑量(liang)和接(jie)觸時間的活性炭pH從(cong)棕櫚油廠廢水中去除顏(yan)色。

　　棕櫚油廠廢水(shui)(shui)(shui)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)試驗(yan)采用微(wei)波(bo)處(chu)理活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)SEM分析(xi)表明，預(yu)處(chu)理后(hou)會產(chan)生(sheng)更多的(de)裂縫(feng)和(he)(he)多孔結(jie)構。前體的(de)結(jie)構變(bian)化(hua)是由微(wei)波(bo)加(jia)熱(re)(re)(re)引起的(de)。這(zhe)證明了(le)從(cong)95開始形(xing)成裂縫(feng)和(he)(he)碳組分.03增(zeng)(zeng)加(jia)到98.93%(EDX分析(xi))。微(wei)波(bo)加(jia)熱(re)(re)(re)處(chu)理在(zai)BET和(he)(he)P v在(zai)增(zeng)(zeng)加(jia)方面表現出優異的(de)效(xiao)(xiao)果。除(chu)了(le)86.67%的(de)P v除(chu)了(le)增(zeng)(zeng)量(liang)，還實現了(le)66%以(yi)上的(de)增(zeng)(zeng)量(liang)SBET增(zeng)(zeng)加(jia)。此外，使用RSM檢查棕櫚油廠廢水(shui)(shui)(shui)預(yu)處(chu)理活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)性(xing)(xing)能。發(fa)現，隨(sui)著pH降低值，增(zeng)(zeng)加(jia)顏色(se)(se)去除(chu)率。類似(si)地，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)提供了(le)更多的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)點(dian)，有(you)利于去除(chu)廢水(shui)(shui)(shui)中的(de)顏色(se)(se)。確定*佳處(chu)理條件(jian)為(wei)pH接觸時間為(wei)35 min，平均色(se)(se)度去除(chu)率為(wei)96.29%。因此，微(wei)波(bo)加(jia)熱(re)(re)(re)可以(yi)增(zeng)(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附劑的(de)形(xing)態，增(zeng)(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對廢水(shui)(shui)(shui)的(de)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)效(xiao)(xiao)果。