活性炭微波處理與廢水脫(tuo)色的關(guan)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性炭對(dui)廢(fei)水中(zhong)有色化合物的吸(xi)附作用(yong)。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)用蒸餾水(shui)反(fan)復清洗，去除所有雜質。直到溶液是中性(xing)(xing)的(de)pH，然后將活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)放在110℃烘箱干燥(zao)12小(xiao)時。然后在微(wei)波反(fan)應器中設(she)置(zhi)900℃。再(zai)將約30g經(jing)清潔和干燥(zao)的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)置(zhi)于反(fan)應器的(de)石英不銹鋼容(rong)器中，同時以200cm 3/min氮氣(qi)活(huo)(huo)化10分鐘，流動穩定(ding)。將微(wei)波處理的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)冷卻(que)到干燥(zao)器的(de)室溫，然后小(xiao)心(xin)地放入(ru)密封瓶中進行下(xia)一步(bu)的(de)研究。

　　預(yu)處理(li)(li)活性炭(tan)和(he)未預(yu)處理(li)(li)活性炭(tan)的(de)表征方法

　　使(shi)用SEM，EDX表(biao)示微(wei)波(bo)處(chu)理和(he)未預處(chu)理的(de)(de)活(huo)性(xing)炭。SEM測試以在3000×在放大率(lv)下檢(jian)查活(huo)性(xing)炭的(de)(de)表(biao)面形狀(zhuang)。EDX測試檢(jian)查了預處(chu)理的(de)(de)活(huo)性(xing)炭和(he)未預處(chu)理活(huo)性(xing)炭的(de)(de)元素組成。使(shi)用自(zi)動氣體吸附系統(tong)，基于氮(dan)氣吸附等溫(wen)線測量(liang)兩(liang)種活(huo)性(xing)炭的(de)(de)BET表(biao)面積和(he)孔體積。

　　微波(bo)處(chu)理對活性炭形態學的(de)影響

　　3000倍放(fang)大(da)(da)倍數下(xia)未經預處(chu)(chu)理和(he)微波(bo)處(chu)(chu)理的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭獨特(te)SEM照片分別(bie)示于(yu)圖1a，b中(zhong)。基(ji)于(yu)圖1a，在3000×在放(fang)大(da)(da)率下(xia)觀察到(dao)裂(lie)縫較少的(de)平面形(xing)狀。吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)的(de)物(wu)理特(te)性(xing)(xing)是表(biao)面裂(lie)紋和(he)孔(kong)隙形(xing)成。但是，圖1b注(zhu)意(yi)到(dao)不同(tong)的(de)情(qing)況。從這張圖中(zhong)，表(biao)面上觀察到(dao)幾(ji)個裂(lie)縫，可(ke)以推測微波(bo)處(chu)(chu)理可(ke)能會改變(bian)形(xing)態(tai)。根據之前的(de)研(yan)究，具有(you)足夠顆粒表(biao)面的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)特(te)點是孔(kong)尺寸更(geng)大(da)(da)，活(huo)性(xing)(xing)位點更(geng)多，可(ke)用性(xing)(xing)更(geng)大(da)(da)BET表(biao)面積。這些特(te)性(xing)(xing)加速(su)(su)了吸(xi)(xi)(xi)附效果，提高了吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)的(de)吸(xi)(xi)(xi)附容量。由于(yu)孔(kong)隙和(he)活(huo)性(xing)(xing)位點較多，吸(xi)(xi)(xi)附處(chu)(chu)理開始時會出現快速(su)(su)吸(xi)(xi)(xi)附。這種快速(su)(su)吸(xi)(xi)(xi)附過(guo)程(cheng)可(ke)能會導致設備(bei)外觀模糊。

　　在3000×放大倍(bei)數SEM照片：(a)未(wei)經預處(chu)理(li)的活性炭，(b)活性炭微波(bo)處(chu)理(li)。

　　BET分析

　　a、b顯(xian)示孔體(ti)積增(zeng)量分布(bu)(P v)與未(wei)經(jing)預(yu)處理和微波處理的活性(xing)(xing)炭孔寬(kuan)度相比(bi)。如圖(tu)(tu)所示，微波加熱后(hou)孔體(ti)積顯(xian)著增(zeng)加。圖(tu)(tu)中縱軸(zhou)上(shang)的指示標記A比(bi)較未(wei)經(jing)預(yu)處理和預(yu)處理的活性(xing)(xing)炭P v，而且幅(fu)度分別為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未(wei)經預處理的(de)活性炭(tan)(b)活性炭(tan)的(de)微波處理增(zeng)加了孔(kong)體積與孔(kong)寬系。

　　吸(xi)附(fu)實驗采用微波處(chu)理活性炭

　　在(zai)(zai)實驗過程(cheng)中(zhong)，發(fa)現活性炭(tan)較低pH環境(jing)對色彩(cai)的(de)(de)吸附效果大大提高(gao)。盡管如此，酸(suan)性廢(fei)水的(de)(de)排(pai)放(fang)可能會直接阻礙水生棲息地。鑒(jian)于此，6-7可接受的(de)(de)預處(chu)理活性炭(tan)吸附研究(jiu)pH在(zai)(zai)范圍內進行。另外兩(liang)個因素是劑量和接觸時(shi)間，分別保持在(zai)(zai)3.208g和35min。從圖3可以看出(chu)，顏(yan)色去(qu)除的(de)(de)百分比(bi)隨(sui)之而來pH減(jian)少和增加(jia)。在(zai)(zai)pH6時(shi)獲(huo)得*高(gao)顏(yan)色去(qu)除率98.46%，但隨(sui)著pH顏(yan)色去(qu)除率增加(jia)到(dao)7，降低到(dao)95.69%。

　　不(bu)同劑量和接觸(chu)時間的活性炭pH從棕櫚油廠廢水中去除(chu)顏(yan)色(se)。

　　棕櫚油(you)廠廢水脫色(se)試(shi)驗采用(yong)微(wei)(wei)波處理(li)活性炭。活性炭的(de)(de)(de)(de)(de)SEM分(fen)析表明，預處理(li)后(hou)會產生更多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)裂縫(feng)(feng)和(he)多(duo)孔(kong)結構。前體的(de)(de)(de)(de)(de)結構變化是由微(wei)(wei)波加(jia)(jia)熱引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)證(zheng)明了(le)(le)從95開始形成裂縫(feng)(feng)和(he)碳組分(fen).03增(zeng)加(jia)(jia)到98.93%(EDX分(fen)析)。微(wei)(wei)波加(jia)(jia)熱處理(li)在(zai)BET和(he)P v在(zai)增(zeng)加(jia)(jia)方面表現出優異的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果。除(chu)(chu)了(le)(le)86.67%的(de)(de)(de)(de)(de)P v除(chu)(chu)了(le)(le)增(zeng)量，還實現了(le)(le)66%以上的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)量SBET增(zeng)加(jia)(jia)。此外，使用(yong)RSM檢(jian)查棕櫚油(you)廠廢水預處理(li)活性炭脫色(se)性能。發現，隨著pH降(jiang)低(di)值，增(zeng)加(jia)(jia)顏色(se)去除(chu)(chu)率(lv)。類似地，活性炭的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)提供了(le)(le)更多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)活性點(dian)，有利(li)于去除(chu)(chu)廢水中的(de)(de)(de)(de)(de)顏色(se)。確(que)定*佳處理(li)條件為pH接(jie)觸時間為35 min，平均色(se)度去除(chu)(chu)率(lv)為96.29%。因此，微(wei)(wei)波加(jia)(jia)熱可以增(zeng)強活性炭吸附劑的(de)(de)(de)(de)(de)形態(tai)，增(zeng)強活性炭對廢水的(de)(de)(de)(de)(de)脫色(se)效(xiao)果。