张蓉，王凤琼，李嘉颖，王欣睿，张渝，王亭玉，王应红
（乐山师范学院，四川 乐山614000）
染料普遍应用于纺织、印染、皮革等行业。现阶段常用的染料为含芳香环的有机盐结构，具有色度高、可生化性差、致毒等特点，一旦进入水体生态、会危害生物健康[1]。近年来，具有COD高及色度高的制革废水的年产量高达8000 万吨左右，已成为环境的主要污染源之一[2-3]。而亚甲基蓝作为一种广泛应用的阳离子大分子染料，是染料废水中常见的污染物之一，通过对亚甲基蓝的吸附研究可作为判定吸附剂吸附性能的重要指标[2]。活性炭不仅孔隙结构发达，比表面积大，可再生和重复利用[4]。桉树产业是乐山重要产业之一，桉树木材在加工过程中会产生大量的木屑、树皮等，它们的传统处理方法多以就地抛弃、焚烧等简单方式为主，而桉木屑作为重要生物质材料可制得活性炭。粉煤灰主要是炭等燃烧物燃烧后的烟气凝固后而遗留下的细小的灰，是燃料电厂排出的主要固体废料[5-6]，因其获得成本低，也常被作为吸附剂的选择。对粉煤灰进行改性可以有效的提高其比表面积、吸附容量、阳离子交换能力等，实验采碱性改性方法探究使用NaOH对粉煤灰的改性制得NaP1 型沸石。初步探究将桉木屑磷酸活化法制得活性炭，分别探究制得的活性炭、NaP1 型沸石、及它们不同比例复配对亚甲基蓝的吸附，为资源综合利用及制革等废水处理提供一定参考。
2.1 仪器与试剂材料
2.1.1 主要仪器
主要仪器：101 型电热鼓风干燥箱；
SHZ-D (Ⅲ) 循环水真空泵；
AL104 分析天平；
THZ-82 恒温振荡器；
7200 型可见光分光光度计；
ATY124 电子天平；
SX2-2.5-10A 智能马弗炉；
SN-LSC-40S 大容量低速离心机。
2.1.2 试剂与材料
磷酸；
氢氧化钠；
亚甲基蓝；
盐酸；
粉煤灰；
桉木屑。
2.2 实验
2.2.1 按木活性炭制备
配制14.2%的磷酸润湿的桉木屑，放置24h，设置马弗炉温度分别为500、600、700℃的高温条件，烧制4h。冷却后将烧制好的桉木活性炭用蒸馏水反复洗涤至pH 为中性，干燥得产品。
2.2.2 粉煤灰制备P1 型沸石
用碱熔融-水热合成法[5]:将粉煤灰置于105 ℃烘箱中6 h,冷却至室温,过100 目筛，置于干燥器内备用。取质量比为1︰1.2 的粉煤灰和3 mol/L 氢氧化钠,充分混合，600℃马弗炉中煅烧1.5 h,冷却至室温。将熔融物与蒸馏水按固液质量体积比17.25%g/mL 混合,搅拌均匀。在80 ℃水浴锅中用磁力搅拌器以200 r/min 搅拌2 h。取出后放入反应釜中，置于105 ℃烘箱中6 h。将反应釜取出,待冷却后将结晶产物离心，水洗至上层清液pH 值达7～9,取所得固体在105 ℃烘箱中干燥24 h,最后研磨过100 目筛置于干燥器内备用。
2.2.3 吸附实验
配制25 mg/L 亚甲基蓝溶液，加入30 mL 亚甲基蓝溶液在30 ℃恒温振荡吸附。转速为100 r/min，测定吸光率。
A0亚甲基蓝溶液原始吸光度；
A亚甲基蓝溶液吸附后吸光度。
3.1 桉木活性炭的吸附实验
从表1 可看出，温度在500～600 ℃的吸附率都较好，变化不大。700 ℃，吸附有一定程度降低，可能温度较高，出现烧结现象，影响活性炭孔隙多少，但从能源综合考虑，烧制温度为500 ℃已基本完成炭化与活化过程，已可达较好吸附效果。
表1 不同温度制得按木屑活性炭吸附效果
3.2 NaP1 型沸石的吸附
配制亚甲基蓝初始浓度为1 mg/L，分别加入NaP1 型沸石,使亚甲基蓝溶液含有1、5、8、10、12、15 g/L 的NaP1 型沸石，摇匀，恒温振荡吸附，取上层清液，测定溶液吸附后的吸光度，计算对废水的吸附,如图1。
从图1 可看出，NaP1 型沸石有较好吸附效果，投加量的增加，吸附效果增加明显，1 g/L 吸附率也超过80%。这是因为吸附剂用量的增加提供了更多的活性吸附点位，可以吸附去除更多的染料分子。
3.3 NaP1 型沸石与桉木屑活性炭联用对亚甲基蓝的吸附
取3 个50 mL 锥形瓶，分别加入不同量桉木活性炭及一定量沸石，按表2 中配比进行吸附实验，恒温振荡，温度30 ℃，旋转速度为100 r/min；
表2 NaP1 沸石与桉木活性炭在不同配比下的吸附性
从表2 可看出，NaP1 沸石与桉木活性炭的在相同振荡时间、转速和震荡温度下，不同配比的情况下吸附效果不同，随按木活性炭量增加，吸附效果更好，当配比为1︰1 时吸附效果可达96.46%。实际应用中可结合成本综合考虑。
（1）利用NaOH 制得的改性粉煤灰，即NaP1 型沸石，对亚甲基蓝有较好的吸附效果，1 g/L 吸附率超过80%。投加量的增加，吸附效果增加明显。
（2）在实验条件下，烧制温度为500 ℃已基本完成炭化与活化过程。利用按木制得的活性炭吸附效果较好，对亚甲基蓝的吸附率可达99.24%。
（3）活性炭较沸石吸附效果更好，当复配比为1︰1 时吸附效果可达96.46%。因皮革废水染料成份复杂，实际处理皮革废水染料中可结合成本等综合考虑。
（4）利用桉木屑废弃物制备生物质活性炭及利用燃煤废弃物粉煤灰制备沸石，有效环保，成本低，可充分利用当地资源，所制备的产物可为地方制革废水处理提供参考。
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