摘要：通过静态吸附实验与动态吸附实验，研究了煤质活性炭与椰壳活性炭对漂白废水的吸附性能。结果表明，在静态吸附条件下，当活性炭用量为6g·L-1、吸附时间为180min、吸附温度为40℃时，煤质活性炭与椰壳活性炭对漂白废水的COD去除率分别为57.89%、60.24%；2种活性炭对漂白废水的吸附动力学均符合Lagergren准二级动力学模型；在动态吸附条件下，各因素对煤质活性炭吸附性能的影响大小为：漂白废水流速>吸附时间>吸附柱柱高，各因素对椰壳活性炭吸附性能的影响大小为：吸附时间>吸附柱柱高>漂白废水流速。
造纸废水是全球七大工业污染源之一，主要来源于蒸煮碱液与漂白废水，其中蒸煮碱液能够通过碱回收方法去除。漂白废水具有溶解有机物分子量大、含氯有机物多、成分复杂等特点，多采用氧化法、物化-生化法对其进行处理，但存在成本高、易产生二次污染等问题，且处理后的废水难以回用，多直接排放，导致工业水耗增加，环境压力增加。因此，在有效处理造纸废水的同时如何减少水耗是需要研究的课题。
吸附法作为一种低能耗、易操作、易再生的固体萃取技术，在水处理中有着不可比拟的优势。活性炭是常见的吸附剂，其微孔结构多、比表面积大、吸附能力强，能够吸附水中的有机物，且无二次污染，是废水回用处理的理想材料。
波涛活性炭厂家，分别采用煤质活性炭与椰壳活性炭处理漂白废水，考察了静态吸附条件下活性炭用量、吸附时间、吸附温度对处理效果的影响及动态吸附条件下漂白废水流速、吸附柱柱高、吸附时间对处理效果的影响，分析比较了2种活性炭对漂白废水的吸附动力学，从而评价2种活性炭对漂白废水的吸附性能。下面，波涛活性炭厂家将实验方法及结果分享如下。
一、实验
1.1 材料与仪器
漂白废水，颜色微白，pH值为5.8，COD值为282mg·L-1，SS（固体悬浮物）值为591mg·L-1；椰壳活性炭（粒度4~40目，碘吸附值1000mg·L-1），煤质活性炭（粒度10~20目，碘吸附值1000mg·L-1），活性炭使用前先在蒸馏水中搅拌4h，以去除活性炭表面的灰分与杂质，然后在105℃烘20h至干燥。
JBQ-ZD型振荡器；WD-I型微波密封消解COD快速测定仪；DF-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器；电子天平。
1.2 方法
1.2.1 活性炭用量对吸附效果的影响
在常温下，分别取0.2g、0.4g、0.6g、0.8g、1.0g、1.2g煤质活性炭和椰壳活性炭，置于装有100mL漂白废水的锥形瓶中，120r·min-1振荡240min，取样测定处理后漂白废水的COD值与SS值，计算COD去除率和SS去除率，考察活性炭用量对吸附效果的影响。COD值采用GB11914-89方法检测，ss值采用GB11901-89方法检测。
1.2.2 吸附时间对吸附效果的影响
取0.6g煤质活性炭和椰壳活性炭，置于装有100mL漂白废水的锥形瓶中，120r·min-1分别振荡30min、60min、90min、120min、150min、180min、210min、240min、270min、300min，取样测定处理后漂白废水的COD值，并计算活性炭对漂白废水的COD吸附量，考察吸附时间对吸附效果的影响。
1.2.3 吸附温度对吸附效果的影响
取0.6 g煤质活性炭和椰壳活性炭，置于装有100mL漂白废水的锥形瓶中，分别在10℃、20℃、30℃ 、40℃、50℃、60℃下120r·min-1振荡180min，取样测定处理后漂白废水的COD值，计算COD去除率，考察吸附温度对吸附效果的影响。
1.2.4 动态吸附实验
以漂白废水流速（A）、吸附柱柱高（B）、吸附时间（C）为考察因素，以处理后漂白废水的COD值为考核指标，进行煤质活性炭和椰壳活性炭处理漂白废水的L9（33）正交实验，从而评价2种活性炭对漂白废水的吸附性能。
2 结果与讨论
2.1 活性炭用量对吸附效果的影响（图1）
由于煤质活性炭与椰壳活性炭在孔径、官能团和离域电子等方面的不同，导致其表面化学性质存在差异，使得2种活性炭对漂白废水COD的吸附效果不同。从图1可以看出，尽管2种活性炭对漂白废水的处理效果存在一定差异，但随着活性炭用量的增加，COD去除率总体趋势均逐渐升高，在活性炭用量为0.6g时，煤质活性炭与椰壳活性炭对漂白废水的COD去除率分别达到57.86%和57.37%，之后继续增加活性炭用量，COD去除率变化不明显，且SS去除率也趋于稳定。
2.2 吸附时间对吸附效果的影响（图2）
从图2可以看出，随着吸附时间的延长，2种活性炭对漂白废水的COD吸附量快速增加，在吸附时间为180min时，煤质活性炭和椰壳活性炭的COD吸附量分别达到162.63 mg·g-1和166.42mg·g-1；之后继续延长吸附时间，COD吸附量趋于稳定，吸附过程达到相对平衡。
2.3 吸附温度对吸附效果的影响
在活性炭用量为6g·L-1、吸附时间为180min时，考察吸附温度对吸附效果的影响，结果如图3所示。
从图3可以看出，当吸附温度为10℃时，煤质活性炭与椰壳活性炭对漂白废水的COD去除率均较低，分别为36.36%和32.15%；当吸附温度升高时，2种活性炭对漂白废水的COD去除率明显升高，40℃时，煤质活性炭和椰壳活性炭对漂白废水的COD去除率分别达到57.89%和60.24%；之后继续升高吸附温度，煤质活性炭对漂白废水的COD去除率变化不大，而椰壳活性炭对漂白废水的COD去除率开始下降。这是因为，温度较低时，吸附主要以物理吸附为主，而升高温度能为活性炭的化学吸附提供更大的活化能，使活性炭的化学吸附量增加，导致COD去除率升高；但当温度继续升高时，分子热运动加剧，被物理吸附的分子离开活性炭表面而解析到漂白废水中，导致活性炭对漂白废水的COD去除率下降。因此，适当升高吸附温度可以提高活性炭对漂白废水COD的去除效果，但吸附温度过高，会导致漂白废水的COD去除率下降。
2.4 动态吸附实验结果
2种活性炭动态吸附正交实验结果见表1。
表1 2种活性炭动态吸附正交实验结果
| 序号 | A.漂白废水流速（mL·min-1） | B.吸附柱柱高（mm） | C.吸附时间（min） | 煤质活性炭COD值（mg·L-1） | 椰壳活性炭COD值（mg·L-1） |
| 1 | 25 | 80 | 60 | 132 | 158 |
| 2 | 25 | 100 | 90 | 176 | 176 |
| 3 | 25 | 120 | 120 | 179 | 141 |
| 4 | 30 | 80 | 120 | 185 | 237 |
| 5 | 30 | 100 | 60 | 173 | 153 |
| 6 | 30 | 120 | 90 | 232 | 135 |
| 7 | 35 | 80 | 90 | 168 | 141 |
| 8 | 35 | 100 | 120 | 155 | 265 |
| 9 | 35 | 120 | 60 | 144 | 184 |
| K煤1 | 487 | 485 | 449 | ||
| K煤2 | 590 | 504 | 552 | ||
| K煤3 | 467 | 555 | 519 | ||
| R煤 | 123 | 70 | 103 | ||
| K椰1 | 475 | 536 | 495 | ||
| K椰2 | 525 | 594 | 452 | ||
| K椰3 | 590 | 460 | 643 | ||
| R椰 | 115 | 134 | 148 |
由表1可知，漂白废水经煤质活性炭与椰壳活性炭处理后的COD值很低，分别为132mg·L-1、135mg·L-1。各因素对煤质活性炭动态吸附的影响大小为：漂白废水流速>吸附时间>吸附柱柱高；各因素对椰壳活性炭动态吸附的影响大小为：吸附时间>吸附柱柱高>漂白废水流速。这是因为，椰壳活性炭的吸附量虽与煤质活性炭相近，但椰壳活性炭吸附快，加快漂白废水流速时吸附更易趋于饱和，导致吸附时间的影响变大。当漂白废水流速为25mL·min-1、吸附柱柱高为120mm、吸附时间为60min时，处理效果较佳，在该条件下，煤质活性炭与椰壳活性炭处理漂白废水的COD值分别为135mg·L-1、124mg·L-1。
3 结论
通过静态吸附实验与动态吸附实验，研究了煤质活性炭与椰壳活性炭对漂白废水的吸附性能。结果表明，在静态吸附条件下，当活性炭用量为6g·L-1、吸附时间为180min、吸附温度为40℃时，煤质活性炭与椰壳活性炭对漂白废水的COD去除率分别为57.89%、60.24%；2种活性炭对漂白废水的吸附动力学均符合Lagergren准二级动力学模型；在动态吸附条件下，各因素对煤质活性炭吸附性能的影响大小为：漂白废水流速>吸附时间>吸附柱柱高，各因素对椰壳活性炭吸附性能的影响大小为：吸附时间>吸附柱柱高>漂白废水流速。