有机改性硅藻土对活性染料染色废水的处理效果

有机改性硅藻土对活性染料染色废水的处理效果
龚真萍
【摘要】将天然硅藻土用自制阳离子试剂改性后制成有机改性硅藻土,处理活性染料的染色废水,分析各种处理条件如有机改性硅藻土的投加量、处理时间、处理的初始pH值、处理温度对活性染料染色废水的脱色率和吸附量的影响,实验得出:有机改性硅藻土的投加量为25 g/L,处理时间60 min,处理初始pH值3～4,处理温度20℃时,对活性染料废水处理后的脱色率和吸附量较好.
【期刊名称】《毛纺科技》
【年(卷),期】2014(042)002
【总页数】4页(P32-35)
【关键词】有机改性硅藻土;脱色率;吸附量
【作者】龚真萍
【作者单位】齐齐哈尔大学轻工与纺织学院,黑龙江齐齐哈尔 161006
【正文语种】中文
【中图分类】TS193
活性染料染色废水一直是难以处理的染料废水之一，活性染料的染色废水盐度大、色度高，如直接用生化法处理仍有一些色度残留，所以先用一些吸附剂对其进行吸附处理，取出一部分色度和污物后，以便进一步用生化法或其他方法进行深度处理[1]。

传统的活性碳吸附法虽然处理染色废水的效果好，但造价贵，在实际应用中
处理成本太高而受限；硅藻土是一种天然形成的硅质沉积岩土，主要成分是SiO2，轻质多孔，比表面积大，其颗粒表面带有电荷，可用于吸附各种金属离子、有机化合物及高分子聚合物等。

硅藻土在我国储量丰富，价格低廉，可作为一种廉价的吸附剂来处理染料废水，但活性染料是阴离子型染料，染色废水中含有大量阴离子型染料，而天然硅藻土在水中表面带负电荷，影响对活性染料分子的吸附，所以必须把天然的硅藻土进行改性，使其带正电荷，才能更好地吸附活性染料分子，处理活性染料的染色废水[2]。

1 实验部分
1.1 材料及药品
天然硅藻土，化学纯；活性红SHF；活性黄3RS,自制阳离子试剂GA；盐酸，分
析纯；NaCl，分析纯；碳酸钠，分析纯。

1.2 仪器
8002型恒温水浴锅；101-3型干燥箱；BS223S电子天平，101A-TB电热鼓风干燥箱，JB90-D磁力加热搅拌器；N752型紫外可见分光光度计，PHS-25型数显
酸度计，真空抽滤机等。

1.3 实验方法
1.3.1 有机改性硅藻土的制备
先将天然硅藻土在马弗炉中于450 ℃焙烧2 h，研磨，过65目筛，去除有机杂质；然后将焙烧后的硅藻土用自制的阳离子试剂GA改性：1 g阳离子试剂GA中加入100 mL蒸馏水，调pH值为8，搅拌条件下在60 ℃加热20 min，然后沉淀，冷却，用真空抽滤机抽滤，在100 ℃烘干，研磨，即为有机改性硅藻土。

1.3.2 有机改性硅藻土处理活性染料染色废水
向活性染料染色废水中加入有机改性硅藻土，调节pH值至规定值，在一定温度下加热搅拌一定时间后，静置、沉淀，取上层清液，即为处理后的活性染料废水，用
分光光度计法测定处理前和处理后的活性染料废水的浓度，并用以下公式[3]计算
脱色率和吸附量：
脱色率%
吸附量
式中：C0为活性染料染色废水处理前的质量浓度(mg/L)；C为有机改性硅藻土处理后的活性染料染色废水的质量浓度(mg/L)；V为活性染料染色废水的体积(L)；
m为有机改性硅藻土的用量(g)。

2 结果与讨论
用上述的实验过程制备有机改性硅藻土，并对活性染料染色废水进行处理，分析有机改性硅藻土的投加量，待处理活性染料废水的pH值、温度以及处理时间对处理后的活性染料染色废水的脱色率和吸附量的影响。

2.1 有机改性硅藻土投加量的影响
向30 mL活性染料染色废水中分别加入不同量的有机改性硅藻土，调pH值为8，在20 ℃条件下加热搅拌1 h，静置、沉淀，取上层清液，即为处理后活性染料染
色废水，用分光光度计法测处理前和处理后的活性染料染色废水的质量浓度，计算脱色率和吸附量，结果如图1、2所示。

图1 改性硅藻土投加量与脱色率的关系
图2 改性硅藻土投加量与吸附量的关系
从图1可以看出，随着改性硅藻土投加量的增加，对活性染料染色废水的脱色率
逐渐增加，当改性硅藻土投加量增加到25 g/L时，脱色率达到最大值，以后随着改性硅藻土投加量的增加，脱色率不再增加。

从图2可以看出，改性硅藻土投加量从4 g/L到 8 g/L，对活性染料废水的吸附量逐渐增加，但随后，随着改性硅藻土投加量的增加，对活性染料染色废水的吸附量逐渐下降，但吸附量的变化范围不大。

所以从脱色率和吸附量两方面衡量，选择改
性硅藻土的投加量为25 g/L比较合适。

2.2 处理时间的影响
向30 mL活性染料染色废水中加入0.8 g有机改性硅藻土，调pH值为8，在 20 ℃条件下搅拌处理不同时间，然后静置、沉淀，取上层清液，即为处理后活性染料染色废水，用分光光度计法测处理前和处理后的活性染料染色废水的质量浓度，计算脱色率和吸附量，结果如图3、4所示。

图3 处理时间与脱色率的关系
图4 处理时间与吸附量的关系
从图3、4可以看出，刚开始，随着有机改性硅藻土对活性染料染色废水处理时间的延长，对废水的脱色率和吸附量都逐步提高，但是当处理时间到60 min以后，脱色率和吸附量都不再提高，反而随着处理时间的延长逐渐下降。

这可能是因为有机改性硅藻土中的阳离子数量有限，当它们均被阴离子的活性染料分子占据后，对活性染料就不再有吸附能力，因此，脱色率和吸附量就逐渐下降[4]。

所以有机改
性硅藻土对活性染料染色废水的处理时间为60 min比较合适。

2.3 初始pH值的影响
将30 mL活性染料废水分别调节为不同的pH值，然后加入有机改性硅藻土0.8 g，在20 ℃条件下搅拌处理1 h，静置、沉淀，取上层清液，即为处理后活性染料染
色废水，用分光光度计法测处理前和处理后的活性染料染色废水的质量浓度，计算脱色率和吸附量，结果如图5、6所示。

图5 初始pH值与脱色率的关系
图6 初始pH值与吸附量的关系
从图5、6可以看出，当活性染料废水的初始pH值为3～4之间时，对活性染料
染色废水的脱色率和吸附量最大，当废水的初始pH值小于3或大于4以后，对
活性染料染色废水的脱色率和吸附量都下降，说明有机改性硅藻土对活性染料染色
废水处理的初始pH值为3～4最合适。

2.4 处理温度的影响
将30 mL活性染料废水调节pH值为3～4，然后加入有机改性的硅藻土0.8 g，
在不同的温度条件下搅拌处理1 h，静置、沉淀，取上层清液，即为处理后活性染料染色废水，用分光光度计法测处理前和处理后的活性染料染色废水的质量浓度，计算脱色率和吸附量，结果如图7、8所示。

图7 处理温度与脱色率的关系
图8 处理温度与吸附量的关系
从图7、8可以看出，当活性染料废水的温度为20 ℃时，对活性染料染色废水的
脱色率和吸附量最大，当废水的温度小于或大于20 ℃以后，对活性染料染色废水的脱色率和吸附量都下降，说明有机改性硅藻土对活性染料染色废水处理温度为
20 ℃最合适。

3 结论
有机改性硅藻土的投加量为25 g/L，处理时间为60 min，初始pH值为3～4，
温度为20 ℃，对活性染料废水处理后的脱色率和吸附量较好。

参考文献:
[1] 李凤亭，陆雪菲.印染废水脱色方法[J].水处理技术，2003,29(1):12-14.
[2] 杨宇翔，张亚匡.硅藻土脱色机理及其在印染废水中应用的研究[J].工业水处理，1999,19(1):15-17.
[3] 王忠喜，顾中华.混凝脱溶法处理印染废水实验研究[J].水资源保护，
2003(3):41-43,67.
[4] 李贞，何少先.利用硅藻土处理含镉废水机理的初步研究[J].环境科学进展，1993(6):64-67.
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