阴_阳离子改性沸石处理染料废水
天然沸石改性技术及其在废水处理中的应用
天然沸石改性技术及其在废水处理中的应用在浩繁的水处理技术中，吸附法因具有操作简便，能耗低，去除效果好，选择性高等优势已成为一种理想的废水处理技术。
开发低成本、高效的吸附剂是吸附法的核心。
与其他人工合成的高效吸附剂相比，低成本的天然吸附剂具有更高的经济效益与环保价值。
天然沸石中的丰富孔隙和通道以及表面的负电性使其对阳离子具有很好的吸附本领，而对阴离子几乎没有吸附本领。
这极大地限制了天然沸石在去除水中阴离子污染物的应用。
为此，已开展了很多对天然沸石进行改性的讨论，以期提高对阴离子的亲和力。
表面改性是用于提高天然沸石对阴离子污染物亲和力的有效方式。
天然沸石的表面改性机理不同的改性方法会对沸石的物理化学特性产生不同的影响，例如更改沸石内部孔结构和尺寸，还有亲疏水性和表面官能团等。
物理改性的重要目的是去除沸石表面的一些杂质，加添比表面积。
化学改性的目的为：（1）去除杂质和疏通孔通道，以促进目标物的进入和转移过程，（2）引入新的官能团以更改沸石的表面性质，例如疏水性，从而供给用于去除目标污染物的新结合位点。
复合改性可以通过组合多种改性方式达到协同改性的目的。
为了能够更好的兼顾制备成本与去除效果间的平衡，采纳复合改性的方式提高天然沸石对水中阴离子污染物的吸附本领是一种较好的选择。
中国矿大（北京）张春晖团队对天然沸石及其改性形式的吸附性能和机理进行了全面分析和总结。
结果表明，改性沸石对阴离子污染物具有良好的吸附本领，重要是由于表面改性丰富了沸石的吸附位点和官能团以及疏通了多孔结构。
因此，可以通过调整孔径或在沸石的内外部结构中引入合适的官能团来进一步提高吸附本领。
但沸石在实际废水处理中依旧存在诸多挑战。
例如，天然沸石的孔径通常属于微孔范畴，微孔孔径小于阴离子的半径，这会拦阻它们在沸石内部的迁移和扩散，不利于吸附过程。
且实际废水中的成分多而杂多变，沸石易受共存离子和pH值的影响，造成吸附效果欠佳，甚至结构破坏等问题。
染料废水化学法处理技术
染料废水化学法处理技术1电化学法电化学方法以往存在能耗大、成本高及电极存在析氧和析氢等副反应的缺点。
近年来，研究者们研制了许多新型电极材料，在电氧化和电还原方面涌现出的新型高析氧过电位电极和高析氢过电位电极，提高了处理效果，也为染料废水的处理工艺提供了又一合理的选择。
电化学方法从原理上可以分为电化学还原、电化学氧化、电凝聚电气浮等。
1.1电化学还原法与电化学氧化法电化学还原即通过阴极还原去除环境污染物的过程，可分为直接电还原和间接电还原;电化学氧化则是通过阳极或者阳极产生的强氧化物质[超氧自由基(·O2)，H2O2，羟基自由基(·OH)等]对污染物进行去除的过程，可分为直接电化学氧化法和间接电化学氧化法两种。
电氧化过程中，主要的副反应是水放电分解的阳极析氧;电还原过程中，主要的副反应是水放电分解的析氢反应。
对于整个电化学系统而言，电极材料是电化学水处理技术的核心，也是近年来应用于染料废水处理工艺研究的热点。
Ali等采用碳海绵(carbon sponge，CS)为阴极材料，对碱性蓝3废水进行处理。
研究与传统的碳毡(carbon felt，CF)阴极相比，CS阴极产生的过氧化氢的量是CF阴极的3倍。
研究还考察了外加电流、电解液类型、氧气流速、pH及温度对过氧化氢产生量的影响。
结果表明，当外加电流为100mA(5.6mA·cm-2)时，过氧化氢的产生量为最大。
其中，外加电流、氧气流速、pH及温度对过氧化氢产生量影响显著。
经过8h处理，碱性蓝3的TOC去除率为91.6%(CS阴极)和50.8%(CF阴极)。
CS阴极的矿化电流效率是CF电极的4倍。
Zhou等采用混合金属氧化物和硼掺杂电极对偶氮染料甲基橙进行了降解对比实验研究。
实验考察了电流密度、电解液类型、pH及初始污染物浓度等对染料废水色度、COD及TOC去除效果的影响。
实验结果表明，污染物在2种电极上的降解行为存在差异。
改性沸石对印染废水深度处理的试验研究
16工业安全与环保I ndust r i al Saf e t y a nd E nvi ronm ent a l Pr o t ect i on2013年第39卷第4期A pr i l2013改性沸石对印染废水深度处理的试验研究*黎晓霞1刘炳娟2蔡河山1(1．佛山科学技术学院环境工程系广东佛山528000；2．邯郸职业技术学院建工系河北邯郸056001)摘要采用改性沸石对印染废水进行深度处理，考察了沸石投加量、pH值、反应时间和振荡速度对改性沸石吸附效果的影响。
结果表明：最佳吸附条件为沸石投加量2g，振荡速率130r／r ai n，振荡时间60m l n，废水pH值9．33。
正交试验可得，在沸石投加量、pH值、振荡时间3个影响因素中，振荡时间影响最大。
关键词改性沸石印染废水C O D正交试验St udy on A dvanced T r eaV m ent w i t hM odi fi ed Zeol i t e f or Pr i neng and D ye i ng W ast ew at erLI X i aox i aI L I U B i蚓l l a矛C A I H es ha nl(1．及舯删of．Em,／ronmen碰Eng／need增，Foshan(砌梆妙凡s胁，C．ua昭dong528000)A bs t r a ct T he m odi f i e d zec]Jte ha s been used f or a dva nc ed t r eaU n ent of pr i nt i ng and dyei ng w as t e w at er．The ef f ect s ofd0B age，pH va l ue，r eac t i on dI配an d r otat e s pe ed on t he re m ova l ar e i nves t i gat ed．T he r es u l t s s how t hat t he best con di t i o ns w er e f ound as addi t i ve am o unt of2g，r ot at e8peed of130r／r ai n，t he r eact i on t i m e f or about60m i nut e s and t l l e pH val ue beiI l g9．33．The甜l l l哩：0I I al t es t r eve al s t hat r eacl l on血鹏i s t he m ai n i m pact f act or．K e y W or ds m odi f i e d zeoli t e pri血r唔and dIyei I唱w ast ew at er C O D or t hogona l t est0引言印染行业是我国主要废水排放行业之一，印染废水具有水量大、有机物浓度高、色度深、碱性强和水质变化大等特点，是一种较难处理的工业废水。
改性沸石净化废水中有机物的研究
废 水 是 一 种 较 理想 的选 择 。
关键 词 ： 改性沸石； 废水； 有机物； 去除率
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｒｆｃ ｔｏ ｆＯ ｒ ａ ｉ ａ ｔｒ ｉ ａ ｔ ａ ｅ ｔ ｏ ｆｅ ｏｉｅ ｔ ｄ ｎ Ｐｕ ｉ ａ ｉｎ ｏ ｇ ｎ ｃ Ｍ ｔｅ ｎ Ｗ ｓｅ Ｗ ｔｒ ｗｉｈ Ｍ ｄｉ ｄ Ｚｅ ｌ ｉ ｉ ｔ
Ｆ ｇ １ Ｔ ｅ ｒ ｌ ｔ ｎ ｈ ｐ ｏ ｈ ｄ ｆ ｄ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｅ ｖ ｌｒ ｔ ｉ ． ｈ ｅ ａ ｉ ｓ ｉ ｆｔ ｅ ｍｏ ｉ ｅ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｄ ｒ ｍｏ ａ ａｅ ｏ ｉ
４ ２ 不 同改性 物质 与去 除率的 关 系 ．
实 验 结 果 表 明 ： 性 浓 度 为 １０ ｍ ｌＬ时 ， 酸 、 、 改 性 改 ． ｏ ／ 经 碱 盐 后 的 沸 石 对废 水 中 有 机 物 的 去 除 率 不 同 （ 网 ２ 。 其 中 Ｈ Ｓ 见 ） ：Ｏ 改 性 沸 石 去 除 率 最 低 ， Ｎ 改 性 沸 石 去 除 率 最 高 ， ２ ． ６ 。 Ｈ Ｏ 达 ４２％ 但 是考虑到 Ｈ Ｏ Ｎ 的 成 本 较 高 ， 在 实 际 操 作 过 程 中 具 有 一 定 且 危 险性 ， 以考 虑 将 ＨＮ 与 Ｎ Ｃ 进 行 进 一 步 比较 。 所 Ｏ ａ１
沸 石 主 要 含 Ｎ 、ａ和 少 数 的 ｓ、 ａ Ｋ、 等 金 属 离 子 。它 ａＣ ｒＢ 、 Ｍｇ 的一般化学 式 可 用 （ ａ Ｋ） Ｍｇ ｃ ，ｒ Ｂ ） Ａ ｓｎ （ ） Ｎ ， （ ， ａ ｓ， ａ ［ ｌ ｉ ＿ Ｏ ｍ 表示 。沸 石 是 架 状 构造 硅 酸 盐 矿 物 ， 要 由ｉ 维 硅 ：］・ Ｈ Ｏ 主 （ ） 铝 氧格 架 组 成 。 由 于 硅 （ ） 四 面 体 连 接方 式 不 同 ， 沸 石 铝 氧 在
天然沸石作为有效吸附剂在水和废水处理中的应用
天然沸石作为有效吸附剂在水和废水处理中的应用摘要：天然沸石是含量丰富且低成本的资源，是一种结晶水合硅铝酸盐，其骨架之外的孔隙中，含有含有水，碱和碱土金属阳离子。
由于其阳离子交换能力和分子筛性质，过去几十年内天然沸石已被广泛用作分离和纯化过程中的吸附剂。
在本文中，我们回顾了天然沸石作为吸附剂在水和废水处理中的最新发展，讨论了天然沸石的性质和改性。
世界各地的各种天然沸石对于阳离子如铵和重金属离子具有不同的离子交换能力。
一些沸石还能从水溶液中吸附阴离子和有机物。
天然沸石的改性可以通过几种方法进行，例如酸处理，离子交换和表面活性剂官能化，使改性沸石获得较高的有机物和阴离子吸附能力。
关键词：天然沸石、吸附作用、无机离子、有机物、水处理1.引言如今，由于缺乏干净的饮用水，世界正面临水危机。
随着各行业的快速发展，工业生产已经产生了大量的废水，排放到土壤和水体系中。
废水通常含有许多污染物，如阳离子和阴离子，油和有机物，对生态系统产生了强烈的毒性作用。
去除这些污染物需要低成本、效率高的技术，并且在处理废水处理方面，在过去几十年中已经开发了各种技术。
目前，吸附被认为是用于水和废水处理中相对简单和有效的技术，并且该技术的成功在很大程度上取决于有效吸附剂的发展。
活性炭[1]，粘土矿物[2,3]，生物材料[4]，沸石[5,6]和一些工业固体废物[7,8]已经被广泛用作废水处理中吸附离子和有机物的吸附剂。
自从最初在火山沉积岩中发现沸石矿物以来，世界许多地区都发现了沸石凝灰岩。
在过去几十年中，天然沸石已经在吸附，催化，建筑工业，农业，土壤整治和能源[9,10]等方面得到了应用。
据估计，世界天然沸石消费量为308万吨，2010年将达到550万吨[11]。
天然沸石是具有多孔结构的水合硅铝酸盐矿物，具有一系列宝贵的物理化学性质例如阳离子交换，分子筛，催化和吸附。
由于这些性质和世界范围内的广泛存在性，天然沸石在环境应用中的应用正在引起新的研究兴趣。
阳离子染料废水处理实例
阳离子染料废水处理实例概述杭州某染料化工有限公司总废水排放量为600 t／d，其中高浓度阳离子染料生产废水 100 t／d。
低浓度阳离子染料生产废水400 t/d、生活污水100t／d，具体水质及排放要求见表1。
阳离子染料是典型的精细化工产品，具有小批量、多品种的特点。
其生产废水不仅成分复杂，CODcr 浓度高、含盐量高，PH低，而且色度高达几万倍至几十万倍，可生化性差（BOD5／CODcr为 0.2～0.4），采用传统的工艺难以使其达标。
而焚烧、膜分离等技术，虽有良好处理效果，但技术要求高、投资大、处理成本高，难以在实际中得到应用。
根据实验研究，采用将高浓度阳离子染料生产废水经电解、吸附工艺预处理后，再与低浓度生产废水、生活污水混合，进行生物接触氧化、吸附处理阳离子染料生产废水，实际运行结果表明：总色度去除率达到99.99％，总CODcr去除率达到99.8％以上。
出水各项指标均达到污水综合排放一级标准。
1 处理工艺流程阳离子染料生产废水处理工艺流程见图1。
废水经清污分流后由生产车间分别进入调节池，经水质、水量调节后，进人铁屑固定床，停留15min 后，进人混凝反应罐，按一定的顺序、时间间隔加入混凝剂CKB－l、CKB－2、CKB－3，加入量分别为20 g ／L、10 g／L、15 g／L混合反应后，通过带式真空过滤机脱泥，滤饼含水率约为55％，可拌煤焚烧处置。
滤液经过渡水池进入电解槽电解。
电解条件为电解时间2h、电压10 V、电流密度0.018A／cm2。
电解后污水进入吸附塔，经吸附15 min后进入低浓度生产废水调节池。
经两级物化处理后，污水色度去除率达99.5％以上，CODcr去除率达到70％以上。
将生活污水引入低浓度生产废水调节池，均质调节后，进入生物接触氧化池，气水比1：20，停留时间10 h，出水进人斜板沉淀池，沉淀池出水可达标排放，部分出水过滤后回用。
整套处理系统24 h运行，其中高浓度阳离子染料生产废水预处理间歇运行，生化处理连续运行。
阳离子染料废水处理技术方案.
阳离子染料废水处理技术方案目录一、前言 (3)二、方案制定原则 (4)三、方案编制的依据 (4)四、采用规范及标准 (5)五、水质水量及涉及范围 (5)六、废水处理工艺 (6)七、主要构筑物及设备参数 (10)八、工程估算 (10)九、环境与经济效益分析 (12)十、设计单位简介 (14)一、前言我国是世界上13个贫水国家之一，人均水资源拥有量2300 m3，为全球人均拥水量的四分之一。
据水利部统计，2010年后，我国将进入严重缺水期，我国将缺水400--500亿m3。
水资源短缺，已经成为严重困扰我国经济社会跨世纪发展的重要因素。
环境保护是保护生态平衡，保护社会经济发展，保护人民身体健康的一项基本国策，对污水的净化治理是防治环境污染的有效措施，水的净化回用是可持续发展的重要手段。
本项目工艺设计待处理废水主要为阳离子染料设备清洗水、水膜除尘器溢流水和生活污水。
在产品生产过程中将会不定期的对车间设备、地面进行冲洗，而产生设备及地面冲洗废水。
设备清洗水中主要污染物为少量残留的阳离子染料和元明粉，主要特征为COD浓度相对较高，可生化性差，色度较高。
生活污水中主要污染物为悬浮物，生活杂质较多，如毛发、残渣等，可生化性好，B/C较高，水量总体稳定，但在一天中分时间段有高峰和低谷。
废水排放量为m3/d，污水站采用混凝沉淀- 微电解反应- 多效蒸发器-兼氧反应-生物接触氧化+过滤组合工艺处理该废水，出水满足《污水综合排放标准》（GB8978-2002）一级标准。
企业领导本着一次投资永久收益的原则，在发展企业规模的同时投资建设一座日处理量300m3的废水处理站，并要求处理后水质达到中华人民共和国《污水综合排放标准》（GB8978-2002）一级标准，这样既降低了生产成本，也增强了市场竞争力，又节省了水资源，是一项功在当代，利在千秋的伟大举措。
受该企业委托，我公司设计、技术人员考察了现场并根据该企业的实际情况，精心研究、设计制定出一套切实可行的设计方案。
阴-阳离子改性沸石对废水中甲基橙吸附性研究报告
阴-阳离子改性沸石对废水中甲基橙吸附性研究报告本次研究旨在研究阴-阳离子改性沸石对废水中甲基橙的吸附性。
甲基橙，作为一种易溶于水的偶氮染料，往往会被废水中排放出去，严重污染环境和水资源。
因此，研究如何将其有效地从废水中去除，具有重要的意义。
在研究中，我们采用了釜底抽薪法对天然沸石进行了阴-阳离子改性。
通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、比表面积测试及傅里叶变换红外光谱（FTIR）等手段对改性后的沸石进行了表征，并测试了改性后的沸石吸附甲基橙的性能。
实验结果表明，改性后的沸石表面的孔隙度大幅增加，比表面积也有所提高，并且呈现出较好的吸附性能。
随着沸石中阳离子交换量的逐步增大，甲基橙的吸附量也逐渐增大，但是当阳离子交换量达到一定极限后，甲基橙的吸附量反而下降。
另外，在不同的pH值条件下，沸石对甲基橙的吸附量也不尽相同，呈现出pH值较低时甲基橙的吸附量更大的趋势。
总的来说，本次研究表明，阴-阳离子改性沸石对废水中甲基橙的吸附性能表现出了良好的效果。
同时，我们也发现，在处理废水中的染料时，不同的条件会对吸附效果产生很大的影响，因此在实际应用中需根据不同的情况进行调整，以达到最佳的吸附效果。
根据实验数据，我们统计了不同阳离子交换量下沸石对甲基橙的吸附量数据，如下表所示：阳离子交换量 | 吸附量（mg/g）---|---0 | 8.715 | 19.635 | 34.150 | 41.970 | 41.290 | 38.5从表中可以看出，随着阳离子交换量的不断增加，沸石对甲基橙的吸附量也呈现出明显的上升趋势，说明阴-阳离子改性沸石对甲基橙的吸附能力有所提升。
但是，当阳离子交换量达到一定极限（70-90mg/g）后，吸附量反而出现了下降的趋势，可能是由于阳离子交换量过高导致沸石表面孔隙度减小或者过于密实，不能有效地吸附甲基橙。
因此，在实际应用中需要进行阳离子交换量的控制，以达到最佳的吸附效果。
此外，我们还对沸石对甲基橙的吸附量在不同pH条件下的表现进行了测试，结果如下表所示：pH | 吸附量（mg/g）---|---2 | 43.74 | 37.26 | 29.68 | 20.610 | 11.8从表中可以看出，在pH值较低的情况下，沸石对甲基橙的吸附量更大，随着pH值的不断升高，沸石对甲基橙的吸附量逐渐减小。
阳离子染料废水处理技术方案
阳离子染料废水处理技术方案一、废水特点及处理目标阳离子染料是一类具有颜色鲜艳、易溶于水、容易附着于织物上的染料。
其废水的主要污染物为有机物、无机盐和重金属离子等，一般含有高浓度的COD、BOD、SS 等污染物，严重的还会破坏水体生态环境。
因此，阳离子染料废水的处理目标主要是降低COD、BOD、色度和重金属离子等污染物浓度，减少对环境的影响，保护水体生态环境。
二、处理工艺流程设计一般而言，阳离子染料废水处理流程可以采用混凝-生物处理-膜技术等组合处理方法，以达到稳定、高效、低成本、节能的目的。
处理工艺流程设计如图1所示。
混凝-生物处理-膜技术的主要工艺流程如下：(1) 混凝处理：将阴离子染料和阳离子染料废水先后加入混凝池，并加入适量的混凝剂，如铝盐或聚合物等，进行混凝作用。
这一步主要是使废水中的悬浮固体颗粒形成较大的微小颗粒，提高其沉降速度，为后续的处理提供前置处理作用；(2) 生物处理：在生物反应池中进行微生物活性细胞的容培培养，以降解废水中的污染物。
这一步主要是利用生物技术，将可生物降解的有机物降解为水和二氧化碳，进一步降低COD、BOD等污染物浓度，达到国家排放标准要求；(3) 膜处理：采用微孔膜技术进行膜过滤处理。
这一步主要是通过微孔膜的选择性把废水中的悬浮固体、油脂、混凝剂等杂质、重金属离子等分离，进一步提高水质，达到国家排放标准。
以上三步流程与其他处理工艺相比，具有较高的处理效果、较低的投资成本、较低的运行成本、较小的占地面积和较好的保障性能，噪音低，生态环保，成为当前最先进的废水处理技术方案之一。
三、工艺参数设计(1) 混凝剂剂量：选择适当的混凝剂剂量是混凝处理的关键。
根据不同的混凝剂和废水性质的不同，混凝剂的配制量也会不同。
一般情况下，将混凝剂质量与废水体积之比的1%-3%作为初始混凝剂剂量，随着废水的水质变化适当调整；(2) 反应时间：反应时间与废水的水质、混凝剂的种类、剂量等因素密切相关。
改性沸石去除染料废水中性红的研究
第３９卷第１期燕山大学学报Ｖｏｌ ３９Ｎｏ １２０１５年１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪａｎ．２０１５㊀㊀文章编号：１００７⁃７９１Ｘ（２０１５）０１⁃００６８⁃０５改性沸石去除染料废水中性红的研究贺㊀君１，∗，杨耕耘１，陈国忠２，杨红侠１，李㊀飞３，姜㊀洋１（１．燕山大学环境与化学工程学院，河北秦皇岛０６６００４；２．秦皇岛市节能监察监测中心，河北秦皇岛０６６０００；３．燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛０６６００４）收稿日期：２０１４⁃０９⁃１７㊀㊀基金项目：河北省自然科学基金资助项目（Ｂ２０１２２０３０３７）；秦皇岛市科技支撑计划项目（２０１４０１Ａ００４）作者简介：∗贺君（１９７８⁃），男，河北秦皇岛人，副教授，主要研究方向为水污染治理技术，Ｅｍａｉｌ：ｈｅｊｕｎ＠ｙｓｕ．ｅｄｕ．ｃｎ㊂摘㊀要：研究了天然沸石对中性红的吸附及其作用机理，考察了ｐＨ值㊁振荡时间等因素对天然沸石吸附中性红的影响㊂以天然沸石为原料，采用焙烧改性㊁ＮａＣｌ改性㊁超声改性３种方法获得改性沸石㊂采用静态吸附实验研究了改性方法对中性红的吸附性能及影响因素，及改性沸石吸附中性红的吸附动力学实验及吸附等温线㊂优化得到了最佳吸附ｐＨ值㊁时间和最佳改性方法；计算平均自由能得出吸附过程是物理过程，并且符合准一级动力学吸附模型㊂关键词：沸石；改性；中性红；吸附中图分类号：Ｘ７０３㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７⁃７９１Ｘ．２０１５．０１．０１００㊀引言印染行业是严重的水环境污染源之一㊂近年来随着化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，ＰＶＡ浆料㊁人造丝碱解物（主要是邻苯二甲酸类物质）㊁新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水㊂目前对于印染废水的处理主要有①物理法⁃吸附法；②化学处理法（混凝法㊁氧化法㊁电解法）；③生物处理法（厌氧⁃好氧⁃生物炭接触氧化工艺㊁厌氧⁃好氧生物转盘）；④碱减量废水处理方法㊂其中吸附法处理脱色效率高㊁操作简单㊁使用方便［１］㊂天然沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物，作为一种多功能㊁高效㊁廉价的废水处理材料，具有热稳定性良好㊁吸附平衡时间短㊁离子残留量低㊁对酸度适应范围较宽㊁可循环使用等特性，并且对环境无毒副作用，因而越来越受到国内外学者的普遍关注，已成为近几年来废水处理新材料研发的主要方向之一，且具有十分广阔的应用前景［２⁃５］㊂但其本身吸附容量有限，经常需要进行改性处理㊂本文将天然沸石进行改性处理，提高其对中性红染料废水的去除率和吸附容量，旨为天然沸石在印染废水处理中的应用提供技术支撑㊂１㊀实验材料和方法１．１㊀材料和仪器材料：浙江缙云产的粒径为０．４５ ０．９０ｍｍ的天然斜发沸石，蒸馏水和分析纯药剂㊂仪器：ＨＺＱ⁃Ｃ恒温摇床（中国哈尔滨市东联电子技术开发有限公司）；ＪＪ⁃３六联电动搅拌器（江苏金坛市城国胜实验仪器厂）；ＨＨ⁃Ｓ４电热恒温水浴锅（金坛市医疗仪器厂）；ＰＨＳ⁃４型智能酸度计（江苏江分电分析仪器有限公司）；精密电子天平，ＳｅｔｒａＥＬ⁃２００Ｓ；电热恒温干燥箱（天津市中环实验电炉有限公司）；超声波清洗机；７２２Ｓ可见分光光度计；玻璃仪器㊂１．２㊀实验方法１．２．１㊀改性沸石的制备１）高温焙烧改性高温加热可除去沸石孔穴和通道中的水分子㊁碳酸盐和有机物，使孔道更通畅，增大内表面积，有第１期贺㊀君等㊀改性沸石去除中性红染料废水的研究６９㊀助于离子扩散，从而可提高沸石的吸附能力［２］㊂设定温度为１５０ħ㊁２００ħ㊁３００ħ㊁４００ħ㊁５００ħ㊁６００ħ，将天然沸石放于马弗炉中，在设定的温度下焙烧１ｈ后，自然冷却后放入干燥器备用㊂㊀㊀２）ＮａＣｌ溶液盐改性ＮａＣｌ溶液盐改性的方法，对天然沸石的离子交换能力将会有一定影响，配置浓度分别为２％㊁４％㊁６％㊁８％㊁１０％的ＮａＣｌ溶液，将５ｇ天然沸石分别放于不同浓度的ＮａＣｌ溶液中振荡１２ｈ，然后用去离子水洗净，在烘箱内于１００ħ下烘５ｈ，烘干后备用㊂㊀㊀３）超声波改性超声波的空化效应及引发的物理化学变化是有机物超声降解的根本原因［６］，其能够降解很多种难降解有机物［７⁃８］㊂超声时间设定为５ｍｉｎ㊁１０ｍｉｎ㊁１５ｍｉｎ㊁２０ｍｉｎ㊁２５ｍｉｎ㊂将经过２００ħ焙烧的沸石至于４％ＮａＣｌ盐溶液中分别超声不同时间后用去离子水洗净烘干后备用㊂１．２．２㊀中性红的吸附取一定质量浓度中性红溶液５０ｍＬ，与０．２ｇ的天然沸石或改性沸石在２５０ｍＬ的烧杯中发生吸附交换反应㊂在搅拌一定反应时间后，吸附后的溶液经１５００ｒ／ｍｉｎ转速离心１０ｍｉｎ后，测定离心液中的中性红吸光度，计算其浓度，进而计算去除率和吸附容量㊂１．２．３㊀中性红的测定方法采用可见分光光度法，在ｐＨ值为４．５左右，在５３０ｎｍ处测量吸光度，根据吸光度与中性红的质量浓度在一定范围内呈线性关系进行中性红的测定㊂１．２．４㊀去除率和吸附容量的计算方法天然沸石对中性红的吸附效果和反应时间的紧密相关，在反应达到平衡前吸附时间越长，去除率越高，吸附量越高，其中吸附量计算公式为ｑ＝Ｖ（Ｃ０－Ｃ）ｍ，去除率计算公式为η＝Ｃ０－ＣＣ０ˑ１００％，其中，Ｖ为体积，Ｌ；Ｃ０为溶液初始浓度，ｍｇ／Ｌ；Ｃ为吸附平衡后溶液浓度，ｍｇ／Ｌ；ｍ为沸石质量，ｇ；ｑ为吸附量，ｍｇ／ｇ㊂２㊀结果与讨论２．１㊀接触时间对中性红去除的影响去除率和吸附量随时间变化的趋势如图１所示㊂由图１可知，天然沸石吸附中性红，在最初反应的１４０ｍｉｎ内，７０％的中性红染料可以被天然沸石快速吸附㊂这是因为在吸附开始时，由于溶液中初始的中性红浓度较高，浓度梯度比较大，所以开始时吸附速率比较快，随着吸附交换的进行，天热沸石的吸附容量逐渐饱和，吸附变化趋势开始趋于平缓，达到动态吸附平衡状态㊂因此可以确定天然沸石吸附中性红的平衡时间是１４０ｍｉｎ㊂图１㊀不同时间下天然沸石吸附效果Ｆｉｇ．１㊀Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｎａｔｕｒａｌｚｅｏｌｉｔｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ２．２㊀去除中性红的最佳ｐＨ值的确定ｐＨ值对吸附的影响效果如图２所示㊂图２㊀沸石处理印染废水在不同ｐＨ值下的吸附影响Ｆｉｇ．２㊀ＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｎａｔｕｒａｌｚｅｏｌｉｔｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐＨｖａｌｕｅ７０㊀燕山大学学报２０１５由图２可以看出，ｐＨ值对天然沸石对中性红的吸附效率影响很大㊂当ｐＨ值约为５．０６时，吸附量为２．４３５ｍｇ／ｇ，去除效率达到最大值７７．８６％㊂这是由于溶液ｐＨ值不同，溶液中所含有的Ｈ＋浓度不同，这可以影响溶液中可吸附交换的中性红形态和天然沸石自身的特征，并且存在竞争吸附，所以必然影响天然沸石去除中性红的效率㊂２．３㊀不同温度改性方法对吸附中性红的影响温度改性数据变化趋势如图３㊂图３㊀不同温度改性沸石处理效果Ｆｉｇ．３㊀Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｚｅｏｌｉｔｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ由图３可知，改性沸石对中性红的去除效率在２００ħ时最大，吸附量为２．５６４ｍｇ／ｇ，去除率为８９．７％，比未焙烧的天然沸石去除率提高了９％左右㊂这是因为高温焙烧可除去天然沸石孔穴和通道中的水分子㊁碳酸盐和有机物，使孔道更通畅，增大了内表面积，有助于离子扩散，从而可提高沸石的吸附能力［５］㊂温度高于２００ħ之后，去除效率和吸附容量急剧下降，主要是由于过高的温度会破坏天然沸石原有的晶体结构，孔隙遭到破坏，因而会降低其吸附能力㊂２．４㊀ＮａＣｌ溶液化学改性对吸附中性红的影响通过用不同大小的阳离子交换天然沸石内原有的阳离子，改变阳离子的数目或在天然沸石的孔口附近交换上新的阳离子等方法可以改变天然沸石孔道的尺寸，沸石和阳离子之间的相互影响和相互作用将赋予沸石新的吸附性能㊂采用不同浓度的ＮａＣｌ溶液改性天然沸石后对吸附中性红的影响趋势线如图４㊂可以看出，当ＮａＣｌ浓度为４％时，改性沸石对中性红溶液的去除效果和吸附量最好，去除率达到９１．１０％，这是因为ＮａＣｌ中的Ｎａ＋（半径９８ｐｍ）置换沸石孔道中原有的Ｃａ２＋（１０５ｐｍ）等半径较大离子，使沸石孔容增大㊁空间位阻变小，吸附和离子交换性能得到提高［９］㊂随着ＮａＣｌ浓度的增加，吸附效果变化趋于平缓，因此采用ＮａＣｌ化学改性方法时，ＮａＣｌ的最佳质量分数为４％㊂图４㊀不同浓度ＮａＣｌ改性沸石处理效果Ｆｉｇ．４㊀ＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｚｅｏｌｉｔｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＮａＣｌ２．５㊀超声波和ＮａＣｌ联合改性采用超声波和４％ＮａＣｌ联合改性的吸附效果如图５㊂图５㊀超声波和ＮａＣｌ改性沸石的处理效果Ｆｉｇ．５㊀ＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｚｅｏｌｉｔｅｂｙｌｔｒａｓｏｎｉｃａｎｄＮａＣｌ由图５可知，在超声波震荡５ｍｉｎ的条件下，去除率和吸附容量比单独使用ＮａＣｌ改性要提高２％，但震荡时间过长会造成沸石结构的损坏，导致吸附效果下降㊂２．６㊀吸附热力学分析中性红初始浓度对沸石平衡吸附量的影响数据记录如图６所示㊂第１期贺㊀君等㊀改性沸石去除中性红染料废水的研究７１㊀图６㊀不同温度下中性红初始浓度对沸石平衡吸附量的影响Ｆｉｇ．６㊀Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｅｕｔｒａｌｒｅｄｏｎｔｈｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｚｅｏｌｉｔｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ由图可见，在２５ħ，３５ħ和４５ħ３个温度下，中性红的初始浓度对沸石吸附容量影响的变化趋势比较一致，平衡吸附量随着浓度的增大而增大㊂采用常见的Ｌａｎｇｍｕｉｒ㊁Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ和Ｄ⁃Ｒ等温吸附模型，分析天然沸石对中性红的等温吸附机理，３种吸附模型的公式如下［１０⁃１１］：ｃｅｑｅ＝ｃｅｑｍ＋１ｂｑｍ，ｌｇｑｅ＝ｌｇＫＦ＋１ｎｌｇｃｅ，ｌｎｑ＝ｌｎｑｍ－１２Ｅ２ε２，式中，Ｃｅ为吸附平衡时溶液中中性红的浓度（ｍｇ／Ｌ）；ｑｅ为吸附平衡时沸石的吸附量（ｍｇ／ｇ）；ｑｍ为最大吸附量（ｍｇ／ｇ）；ｂ为Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附常数（Ｌ／ｍｇ）；ＫＦ为Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附系数（ｍｇ／ｇ）；ｎ为Ｆｒｅ⁃ｕｎｄｌｉｃｈ常数；ε为Ｐｏｌａｎｙｉ吸附能［ε＝ＲＴｌｎ（１＋１／Ｃｅ）］，Ｒ为理想气体常数（ｋＪ／ｍｏｌ㊃Ｋ），Ｔ为绝对温度（Ｋ），Ｅ为平均自由吸附能（ｋＪ／ｍｏｌ）㊂３种不同吸附模式下的各个参数分别列于表１㊂表１㊀３种不同吸附模式下的数据参数记录Ｔａｂ．１㊀ＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｒｅｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｍｏｄｅＬａｎｇｍｕｉｒ等温吸附Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温吸附Ｄ⁃Ｒ等温吸附Ｔ／ＫｑｍｂＲ２ＫＦｌ／ｎＲ２ｑｍＥＲ２２９８８．７５０．０８２０．８７３２１．６０９０．４０４０．８２７６．２２３４．８８００．９７１３０８１０．６００．０８９０．９１８２．００８０．４０２０．８７２７．５５０５．６４４０．８８６３１８１０．２５０．２２１０．９８９２３．３０９０．３１８０．９４２１０．６６６．５５４０．９０６㊀㊀由表１可知，在２９８㊁３０８和３１８Ｋ３个温度下，Ｌａｎｇｍｕｉｒ，Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温吸附模型都能较好地描述改性沸石对中性红溶液的等温吸附过程，对比线性相关系数Ｒ２，可以发现Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附模型更加符合，按照该模型的特点分析，可知天然沸石对中性红的吸附是单分子层吸附㊂吸附常数ｂ㊁ＫＦ随温度升高而增大，说明升高温度有利于吸附反应进行，其吸附过程是吸热反应；Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温吸附模型中的的吸附常数ｎ值大于１，说明该吸附过程容易进行㊂Ｄ⁃Ｒ等温吸附模型表明，改性沸石对中性红吸附的平均吸附能均小于８ １６ｋＪ／ｍｏｌ，表明改性沸石对中性红溶液的吸附过程为物理吸附过程［４］㊂２．７㊀吸附动力学分析Ｌａｇｅｒｇｒｅｎ一级动力学方程是进行固液吸附体系模型分析的常用模型之一，其表达式如下［１２⁃１４］：ｌｎ（１－Ｑｔ／Ｑｅ）＝－Ｋ１ｔ，式中，Ｋ１为一级速率常数，ｍｉｎ－１；ｔ为吸附所用时间；Ｑｔ和Ｑｅ分别为ｔ时刻和达到平衡时中性红在沸石上的吸附量，ｍｇ／ｇ㊂用动力学模型对实验数据进行拟合，结果如图７和表２所示㊂图７㊀不同中性红质量浓度下接触时间对吸附的影响Ｆｉｇ．７㊀Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｔｉｍｅｏｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｎｅｕｔｒａｌｒｅｄ由表２的拟合结果可知，沸石吸附中性红符合准一级动力学方程，再次说明吸附是物理吸附，并且物理吸附是吸附过程的速度控制步骤［１０］㊂表２㊀动力学模型拟合数据Ｔａｂ．２㊀Ｆｉｔｄａｔａｏｆｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌ初始溶液浓度ｍｇ／Ｌ试验Ｑｅ准一级动力学模型Ｋ１理论ＱｅＲ２１０２．９９０．０１８３．４９０．９８２２０３．７００．０１５３．８７０．９４１３０６．０６０．００９５．９００．９７０３ 结论１）天然斜发沸石吸附中性红在反应时间为１４０ｍｉｎ时，达到吸附平衡，前期吸附较为快速，去除率可以达到６０％㊂天然沸石在ｐＨ值约为５．０６时，中性红的去除率为７７．８６％㊂２）在沸石改性中，２００ħ高温焙烧改性可以使沸石对中性红去除率提高到８９．７％，ＮａＣｌ改性使中性红去除率提高到９１．６％，超声波ＮａＣｌ联合改性可以提高到９３．５％㊂３）改性沸石吸附中性红的吸附行为更加符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附模型，说明改性沸石对中性红的吸附是单分子层吸附㊂提高温度有利于吸附反应进行，表明该吸附反应为吸热反应；Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温模型的常数ｎ值大于１，说明该吸附过程容易进行㊂４）Ｄ⁃Ｒ等温吸附模型拟合结果，在２９８㊁３０８㊁３１８Ｋ时，改性沸石对中性红吸附的平均吸附能均小于８ １６ｋＪ／ｍｏｌ，表明改性沸石对中性红溶液的吸附过程为物理吸附㊂改性沸石吸附中性红能较好的符合准一级动力学方程，物理吸附是吸附过程的速度控制步骤㊂参考文献１ 王慧娟张蔚萍高恩丽等．印染废水处理技术探讨 Ｊ ．广州化工２０１３ ４１ ５ １８⁃２０． ２ 陈宜滨李宝霞陈婉妹．改性沸石处理氨氮废水实验研究 Ｊ ．福州大学学报自然科学版２０１１ ３９ ３ ４６５⁃４６６． ３ 马万山严泽群刘德汞．多孔质沸石颗粒处理印染废水实验研究 Ｊ ．非金属矿２００１ ２４ １ ４２⁃４３．４ 王金明易发成．浙江天然沸石对Ｃｓ＋的吸附性能研究及其晶体结构表征 Ｊ ．硅酸盐通报２０１０ ２９ ３ ６７０⁃６７１．５ 郑建张剑．改性沸石在水处理中的研究和应用进展 Ｊ ．水资源与水工程学报２０１１ ２２ １ １６７⁃１６８．６ 席细平重芳王伟．超声波技术应用现状 Ｊ ．山西化工２００７ ２ １ ２５⁃２９．７ ＰｅｔｒｉｅｒＣ．Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｏｎｏｃｈｅｍｉｃａｌｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｈｌｏｒｏａｒｏｍａｔｉｃｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ Ｊ ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １９９８ ３２ ５ １３１６⁃１３１８．８ ＰｅｔｒｉｅｒＣ ＭｉｃｏｌｌｅＭ ＭｅｒｌｉｎＧ ｅｔａｌ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｅｎｔａ⁃ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎａｔｅｄｅｇｒａｔｉｏｎｉｎａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｂｙｍｅａｎｓｏｆｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｊ ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １９９９ ２６８１６３９⁃１６４３．９ ＢｏｗｍａｎＲＳ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｔａｎｔ⁃ｍｏｄｉｆｉｅｄｚｅｏｌｉｔｅｓｔｏｅｎｖｉｒｏｎ⁃ｍｅｎｔａｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ Ｊ ．ＭｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓａｎｄＭｅｓｏｐｏｒｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ ２００３ ６１ １ ４３⁃４６．１０ ＣｏｖｅｌｏＥＦ ＶｅｇａＦＡ ＡｎｄｒａｄｅＭＬ．ＳｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＣｄ Ｃｒ Ｃｕ Ｎｉ ＰｂａｎｄＺｎｂｙａｆｉｂｒｉｃｈｉｓｔｏｓｏｌａｎｄｉｔｓｏｒａｎｏ⁃ｍｉｎｅｒａｌｆｒａｃｔｉｏｎ Ｊ ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ ２００８ １５９２／３ ３４２⁃３４７．１１ ＳａｅｅｄＭＭ ＨａｓａｎｙＳＭ ＡｈｍｅｄＭ．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｍｏｄｙ⁃ｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＨｇ Ⅱ ⁃ＳＣＮｃｏｍｐｌｅｘｏｎｔｏｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅＦｏａｍ Ｊ ．Ｔａｌａｎｔａ １９９９ ５０ ３ ６２５⁃６３４．１２ ＫｗｏｎＪＳ ＹｕｎＳＴ ＬｅｅＪＨ ｅｔａｌ．ＲｅｍｏｖａｌｏｆｄｉｖａｌｅｎｔｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓＣｄ Ｃｕ ＰｂａｎｄＺｎ ａｎｄａｒｓｅｎｉｃ Ⅲ ｆｒｏｍａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕ⁃ｔｉｏｎｓｕｓｉｎｇｓｃｏｒｉａ ｋｉｎｅｔｉｃｓａｎｄｅｑｕｉｌｉｂｒｉａｏｆｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｊ ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ ２０１０ １７４ １／３ ３０７⁃３１３．１３ ＴａｎｇＱｉａｎｇ ＴａｎｇＸｉａｏｗｕ ＨｕＭａｎｍａｎ ｅｔａｌ．ＲｅｍｏｖａｌｏｆＣｄⅡ ｆｒｏｍａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈａｃｔｉｖａｔｅｄｆｉｒｍｉａｎａｓｉｍｐｌｅｘｌｅａｆ ｂｅｈａｖｉｏｒｓａｎｄａｆｆｅｃｔｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ Ｊ ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ ２０１０ １７９ １／３ ９５⁃１０３．１４ ＣｏｓｋｕｎＲ ＳｏｙｋａｎＣ ＳａｃａｋＭ．Ｒｅｍｏｖａｌｏｆｓｏｍｅｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓｆｒｏｍａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｂｙａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｕｓｉｎｇｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ ⁃ｇ⁃ｉｔａｃｏｎｉｃａｃｉｄ／ａｃｒｙｌａｍｉｄｅｆｉｂｅｒ Ｊ ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ＆ＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＰｏｌｙｍｅｒｓ ２００６ ６６ ６ ５９９⁃６０８．下转第７７页图７表示的是不同活性炭含水率时活性炭再生率的变化情况㊂从图中可以看出，当活性炭含水率从８％增大到３１％时，活性炭再生率从６１％增大至８３％㊂这说明当活性炭上水分越多时，更多的水分子在电场中变成了活性物质，如各种强氧化性的离子和自由基等，它们可以促进活性炭上吸附苯酚的分解，腾出吸附孔位，有利于活性炭的再吸附㊂因此，后续实验中活性炭含水率的实验条件为３１％㊂图７㊀活性炭含水率对活性炭再生率的影响Ｆｉｇ．７㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｎｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ２．６㊀多次吸附再生循环的活性炭再生率多次吸附再生循环可以考察放大反应器对于活性炭再生效果的稳定性㊂选择的实验条件为：脉冲电压１１ｋＶ，处理时间为３０ｍｉｎ，脉冲频率为５０Ｈｚ，脉冲成形电容为４ｎＦ以及活性炭含水率为３１％㊂图８即为４次再生循环后活性炭再生率的变化情况，由图可知，随着再生循环次数的增加，活性炭再生率逐渐下降，再生率从８５％下降至３８％，但第４次的再吸附效率仍高于未经处理的废活性炭的吸附效率㊂经计算，ＤＢＤ降解活性炭上有机污染物的能量效率为２．３２ˑ１０－６ｍｏｌ（苯酚）／Ｊ，能量密度为３．４２Ｊ／ｃｍ３（活性炭）㊂对降解副产物进行分析发现，苯酚在其降解过程中，在生成脂肪酸之前，主要的中间产物有邻苯二酚㊁对苯二酚及苯醌等，它们的生成伴随着苯酚的降解；在高能电子和活性自由基的攻击下，这些中间产物又进一步的分解成各种小分子的有机酸，最后降解矿化成ＣＯ２和Ｈ２Ｏ㊂图８㊀多次吸附再生循环的活性炭再生率Ｆｉｇ．８㊀Ｔｈｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｆｔｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｙｃｌｅｓ３㊀结论本文设计了双极性脉冲电源供电ＤＢＤ活性炭再生放大反应器，并采用ＤＢＤ放大反应器对６００ｇ的活性炭进行了再生实验，发现脉冲电压㊁处理时间㊁脉冲频率㊁脉冲形成电容及活性炭含水率等参数的调节对活性炭的再生均会产生影响，结果显示在优化条件下（电压１１ｋＶ，时间３０ｍｉｎ，频率５０Ｈｚ，电容４ｎＦ及含水率３１％），活性炭的再生率最高可达８３％；４次吸附再生循环后，虽然活性炭再生率下降到３８％，但其吸附能力仍高于未经处理的废活性炭㊂本工作证明了ＤＢＤ放大反应器可以有效的应用于活性炭的再生，为放电等离子体再生活性炭技术的工业应用提供了理论与实验基础㊂参考文献１ ＬｕＮ ＬｉＪ ＷａｎｇＸＸ ｅｔａｌ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｏｕｂｌｅ⁃ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｂａｒ⁃ｒｉｅｒｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｌａｓｍａｆｏｒｒｅｍｏｖａｌｏｆｐｅｎｔａｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌｆｒｏｍｗａｓｔｅｗａｔｅｒｃｏｕｐｌｉｎｇｗｉｔｈａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｓｉｍｕｌｔａ⁃ｎｅｏｕｓｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｊ ．ＰｌａｓｍａＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｌａｓｍａＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ２０１２ ３２ １ １０９⁃１２１．２ ＦｏｏＫＹ ＨａｍｅｅｄＢＨ．Ａｃｏｓｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｄｕｒｉａｎｓｈｅｌｌａｎｄｊａｃｋｆｒｕｉｔｐｅｅｌａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｓｂｙｍｉｃｒｏｗａｖｅｉｒｒａ⁃ｄｉａｔｉｏｎ Ｊ ．ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ ２０１２ １９３⁃１９４４０４⁃４０９．３ ＨｕａｎｇＦ ＣｈｅｎＬ ＷａｎｇＨＬ ｅｔａｌ．ＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｙｌｏｒａｎｇｅｂｙａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＤＢＤｐｌａｓｍａ Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓａｎｄｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｐａｔｈ Ｊ ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｓ ２０１２ ７０ １４３⁃４７．４ ＤｅｌｇａｄｏＬＦ ＣｈａｒｌｅｓＰ ＧｌｕｃｉｎａＫ ｅｔａｌ．Ｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｅｎｄｏ⁃ｃｒｉｎｅｄｉｓｒｕｐｔｉｎｇｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｌｙａｃｔｉｖａｔｅｄｃｏｍｐｏｕｎｄｓ。
阳离子还原染料在废水处理中的应用探讨
阳离子还原染料在废水处理中的应用探讨近年来，随着化工行业的发展和人们对环境保护意识的增强，废水处理成为了一个十分重要的研究领域。
而在废水处理中，阳离子还原染料的应用备受关注。
阳离子还原染料以其独特的化学结构和优异的性能，被广泛应用于废水处理技术中。
本文将对阳离子还原染料在废水处理中的应用进行深入探讨。
首先，我们来了解一下阳离子还原染料的特点。
阳离子还原染料是一种含有强还原性基团的阳离子染料。
其主要特点是具有良好的色度、抗色褪性和亲水性。
这些特性使得阳离子还原染料成为一种理想的废水处理剂。
接下来，我们来探讨阳离子还原染料在废水处理中的应用。
阳离子还原染料的应用可以通过两种方式进行，即溶液处理和固相吸附。
在溶液处理中，阳离子还原染料可以通过与污染物发生化学反应，降解有机废水中的有毒物质。
同时，阳离子还原染料还可以通过与金属离子发生配位反应，沉淀和去除废水中的重金属离子。
在固相吸附中，阳离子还原染料的亲水性和色度特点使其能够吸附和去除废水中的悬浮物和有机物质。
阳离子还原染料在废水处理中的应用不仅可以提高废水的处理效果，还可以降低处理成本。
相对于传统的废水处理方法，阳离子还原染料的使用更加简便且经济效益更高。
此外，阳离子还原染料还可以通过光催化反应来降解有害物质，这在某些有毒废水的治理中尤为重要。
然而，阳离子还原染料在废水处理中也存在一定的挑战。
首先，染料的选择和使用量需要谨慎考虑，以避免产生新的环境污染问题。
此外，操作过程中需注意充分混合、过滤和沉淀等步骤的优化，以提高阳离子还原染料的应用效果。
为了充分发挥阳离子还原染料在废水处理中的应用潜力，我们需要进一步的研究和探索。
首先，可以通过改变阳离子还原染料的化学结构和合成方法，以提高其性能和应用效果。
其次，可以探索阳离子还原染料与其他材料的复合应用，以提高其在废水处理中的稳定性和降解效果。
此外，还可以应用新型技术手段，如纳米材料和催化剂等，来提高阳离子还原染料的催化降解效果。
染料废水处理技术方法的研究
染料废水处理技术方法的研究染料废水是指染料生产、印染等行业的废水。
其中含有各种有机物、无机盐、重金属等有害物质，对环境造成严重污染。
因此，如何有效处理染料废水成为环保工作中重要的课题之一。
本文将介绍染料废水处理技术方法的研究现状。
一、化学法1. 氧化法：将染料废水中的有机物氧化分解，使其变成无害水体。
氧化方式有化学氧化和生物氧化两种。
化学氧化一般采用臭氧氧化法、氧气氧化法、高压氧化法等。
臭氧氧化法是指用臭氧气体对染料废水进行氧化处理。
臭氧具有很强的氧化性，可以直接氧化有机物，能够彻底分解染料污染物。
但是臭氧气体的使用成本较高，设备复杂，需要专业人员进行操作。
氧气氧化法是指将氧气引入染料废水，使其氧化分解称为无害物质。
这种方法操作简单、成本较低，但适用范围较窄。
高压氧化法是指将染料废水经过机械强制进入加压釜，同时向其中注入氧气，使压力快速升高，引发氧化反应。
该方法具有反应速度快、处理效果好等优点，但需要较高的压力要求，设备价格较高。
生物氧化一般采用好氧生物法和厌氧生物法。
好氧生物法主要利用一些特殊的菌类将染料废水中的有机物质分解成 CO2 和 H2O 等无害物质，该方式比较适合处理低浓度染料废水。
厌氧生物法则能够分解难分解的有机物，处理效果好，但设备复杂，控制难度较大。
2. 沉淀法：将染料废水中的沉淀物和悬浮颗粒物通过沉淀物理处理方式进行分离，从而去除染料污染物。
这种方法的优点是可以同时去除废水中的重金属等有害物质。
但由于沉淀后难以达到二次沉淀要求，因此不太适合处理高浓度染料废水。
二、物理法1. 膜过滤法：膜过滤法常常使用反渗透膜、超滤膜、微滤膜等进行处理。
反渗透膜是一种半透膜，能够过滤掉染料废水中的有机物质、无机盐、重金属等有害物质，同时保留水分子。
该方法具有高效、节能、无二次污染等优点，但设备成本和维修成本较高。
2. 吸附法：将染料废水中的污染物质通过吸附剂或吸附树脂进行分离，从而去除染料污染物。
改性沸石在废水处理中的应用分析
１．１ 离子交换性 沸 石 的空 间结构 主要是 由一 个铝 原 子或者 硅 原
子与 四个氧原子构成 的铝或者硅氧 四面体 。在沸石 的 四面体结构 中 ，如果 氧原 子中的一些价键没有予 以中 和 ，会使整个 四面体产生 负电 ，而为 了对 电中和进行 保护 ，不足 的正 电荷就会 由周 围含有正电 阳离子 的碱 土金属离子进 行补偿 ，以实 现平衡 …。但平 衡水分子 与 阳离子 非 常容 易 同附近 水溶 液 中 的阳离子 进 行交 换 ，沸石资源 的结构在交换后并 未遭到破坏 ，反而使 得 沸石资源具备离子交换 的特性 。因此 ，沸石具有突 出 的 离 子交 换性 。 １．２ 吸附性
１４２１０２３１００２５）的 阶 段 性 研 究 成 果 之 一 。 作者简 介： 杨臻 （１９８１一），男 ，河南信 阳人 ，硕士研究生 ，讲师 ，研究方 向 ：生 态 、环境 、职业 教育。
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凸 污水 治理
中国资源 综合 利用
第 ６期
经过开孔的一些通道相互连通 ，从 而促使 沸石资源的 比表 面积非 常庞大 ０。同时，平衡 阳离 子含有的正 电 与 阳离子 品格 内部含有 的负 电的电荷 中心 ，在实际空 间层面上并非相互重叠 ，因此分子间有强大 的静 电吸 引力 。强静 电吸引力与大 比表面积使得沸石 的吸附性 能非 常强 ，特别是对氨氮 、二氧化硫等诸多污染性气 体 的吸附性更强 。 １．３ 催化性
Ｖｏ１．３６，Ｎｏ．６
２０１８年 ６月
中国 资源 综合 利用 Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｏ 污水治理
改性沸石在废水处理 技术 学 院 ，河南 信 阳 ４６４０００）
改性沸石处理印染废水的研究
改性沸石处理印染废水的研究张鸿澜 21214086摘要:本文主要分析了目前印染行业的污染现状，以及天然沸石在处理印染废水方面的优势。
着重阐述了天然沸石的优良性能，并分析了天然沸石用于处理印染废水需要进行进一步改进的必要性。
另外，本文举例了经NaCl溶液改性的沸石处理中性红模拟印染废水的效果，并得出NaCl溶液浓度为8%时是最佳改性浓度的结论。
The research in t he treatment of printing and dyeing wastewaterby Modified zeoliteZhang honglan 21214086Abstract: This paper mainly analyzes the present situation of the dyeing and printing industry pollution, as well as the superiority of the natural zeolite in the treatment of printing and dyeing wastewater. It emphasizes the good performance of natural zeolite, and analyzes the necessity of further improvement of natural zeolite used in printing and dyeing wastewater treatment. In addition, this paper gives the example of modified zeolite by NaCl solution in the treatment of neutral red, which is a simulation of the printing and dyeing wastewater, and in conclusion, the best modified concentration of NaCl solution is 8%.在印染纺织工业，纺织工业中的污染物主要是棉毛等纺织纤维上的污物、盐类、油类和脂类，以及加工过程中投加的各种料将、染料、表面活性剂、助剂、酸、碱等，印染行业是严重的污染源之一，目前，我国日排放印染废水量为(300～400)×104 t，是各行业中的排污大户之一。
染料废水处理
在化学工业进展过程中工业废水也在不断地增加，其中，染料废水是主要的有害工业废水之一，主要来源于染料及染料中间体生产行业，由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成，需要对其进展处理。
据美国 C.I.(Color Index)，目前染料已有数万种之多。
我国是染料生产大国，纺织染料工业近年来快速进展，目前我国各种染料产量达90 万吨，染料产量占世界 60%左右。
依据染料的不同特性可对染料进展不同的分类。
依据染料的化学构造可将染料分为：偶氮染料、蒽醌染料、靛旋染料、硫化染料、菁染料、三芳基甲烷染料、杂环染料；依据染料染色时应用特性可将染料分为：直接染料、硫化染料、复原染料、酸性染料、酸性络合染料、反响性染料、冰染染料、氧化染料、分散染料、碱性染料；在环境工程领域常常依据染料分子在水溶液中解离出来的离子态而分为：阴离子染料，如直接染料、酸性染料；阳离子染料，如碱性染料；非离子型染料，如分散染料。
离子型和非离子型染料中的发色基团大多都是含氮基团或者是蒽醌类，含氮基团中氮键的复原断裂简洁在废水中形成具有毒性的胺，而蒽醌类的染料由于其中的芳香构造很难被降解从而使得这类染料废水更难脱色。
特点和处理现状1、废水中的有机物绝大局部是以苯、萘、蒽、醌等芳香团作为母体，且带有显色基团，颜色很深，色度达 500~500000，有很强的污染性。
2、由于生产过程及分子构造的需要，染料物质及中间分子往往含有极性基团，增加了水溶性，使物质流失量大。
废水中通常含有很多原料和副产品，如卤化物、硝基物、氨基物、苯胺、酚类等系列有机物和氯化钠、硫酸钠、硫化物等一些无机盐，浓度高，毒性大，一般COD 可达 1000~73000mg/L 。
3、染料废水多呈酸性，也有的呈碱性，一般含盐量都很大。
4、由于人们对五彩缤纷的颜色需要越来越高，染料的品种越来越多，并朝着抗光解、抗氧化、抗生物降解的方向进展，使得这些废水越来越难以用一般的水处理系统处理。
阳离子染料废水治理技术的简介说明
阳离子染料废水治理技术的简介说明我国是阳离子染料的生产大国，阳离子染料是腈纶类的专用染料，随着可染型腈纶制造技术的不断完善，阳离子染料的应用推广也不断扩大。
阳离子染料废水由于其特殊性，对环境影响较大，采用传统的、单一的处理工艺难以达到处理效果，国外很多阳离子染料生产企业因此被迫停产或转产。
随着环境和生态保护要求的不断提高，阳离子染料废水处理的治理越来越得到重视，合理有效的治理技术在不断发展。
2 阳离子染料废水的特点阳离子染料分子中带有季铵阳离子，因其分子结构中阳离子部分具有碱性基团，又称碱性染料或盐基性染料。
阳离子染料通常色泽鲜艳，水溶性好，是腈纶纤维的专用染料。
阳离子染料的水溶性很强、分子量较小，与水分子结合能力强，其生产废水不仅成分复杂，COD浓度、含盐量高，pH低，而且色度高达几万倍至几十万倍，可生化性差，BOD/COD为0.2左右，有的甚至更低。
据统计，每生产1吨染料，要随废水损失2%的产品。
废水中总COD主要源于各种难降解的助剂和染料本身，色度则由残余染料造成。
由于阳离子染料含有很复杂的芳香基团而难以生物降解脱色。
化学还原或厌氧生物处理虽可使染料中的偶氮双键还原为胺基而脱色，但产生的胺基类中间产物毒性比较大，且部分还原产物在有氧条件下易返色。
因此，有效去除废水中的色度显得更为重要。
3 阳离子染料废水处理技术3.1 吸附法吸附法是利用多孔性固体与废水接触，利用吸附剂的表面活性，将染料废水中的有机物和金属离子吸附并浓集于其表面，达到净化水的目的。
吸附剂结构、性质，以及吸附工艺条件等都会影响吸附效果。
吸附剂有活性炭、树脂、天然矿物、废弃物及一些新型吸附材料，吸附剂现正朝着吸附能力强、可再生或回收利用、来源广、价格低的方向发展。
大孔树脂吸附法处理萘系染料中间体生产废水，不仅吸附效率高、处理效果好，而且可从废水中回收宝贵的原料和中间体，是一种切实可行的治理手段，具有良好的应用前景。
Duggan Orna等通过试验确定，褐煤用50%钨酸钠溶液处理后，在800℃下炭化，可以大幅度提高褐煤对碱性染料的吸附效果。
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DOI:10.3969/j.issn.100320972.2011.01.030阴2阳离子改性沸石处理染料废水栗印环*,张秀兰,邵东圆,耿晓华(信阳师范学院化学化工学院,河南信阳464000)摘 要:用十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠复合改性天然沸石制备阴2阳离子改性沸石.通过X 2衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)表征阴2阳离子改性沸石的结构,探讨阴2阳离子改性沸石对亚甲基蓝染色废水的去除效果.结果表明:当溶液pH 为8、常温、振荡时间为100min 、改性沸石用量为20g /L 时,阴2阳离子改性沸石对浓度为160mg /L 的亚甲基蓝的去除率达99.32%,残余浓度远远低于国家排放标准.阴2阳离子改性沸石对亚甲基蓝的吸附规律较好地符合Langmuir 吸附等温式,吸附过程符合准二级动力学方程.关键词:阴2阳离子;改性沸石;染料废水中图分类号:X703.1 文献标志码:A文章编号:100320972(2011)0120127204Treatment of Dye Wastewater with Anion 2C ation Modified ZeoliteLI Yin 2h uan *,ZHANG Xiu 2l an,SHAO Dong 2y uan,GENG Xiao 2h ua(College of Chemistry and Chemical Engineering,Xinyang Normal University ,Xinyang 464000,China)Abstract:The anion 2cation modified zeolite were prepared by incorporating both cationic surfactant bromide cetylt 2rimethylammonium and anionic surfactant sodium dodecyl sulfate to zeolite.Its structure was characterized by XRD and IR.The effects of removing methylene blue dye wastewater with the anion 2cation modified zeolite were investigated.The results showed that under the condition of pH =8﹑normal temperature ﹑absorption time 100min and dosage of anion 2cation modified zeolite 20g /L,the removal rate of methylene blue in wastewater (160mg /L )by anion 2cation modified zeolite could be up to 99.32%.Residual concentration is far below the national emission standards.Accord 2ing to the adsorption isotherm curves of methylene blue on anion 2cation modified zeolite,the regularity of adsorption fit Langmuir adsorption model.Key words:anion 2cation;modified zeolite;dye wastewater0 引言随着印染行业的发展,印染废水的脱色及有机污染物的去除已越来越受到研究者的关注,高浓度染料废水由于其成分复杂、色度深、高COD 和BOD 值,给治理带来了很大困难.常用的脱色方法主要有吸附法、絮凝法、氧化法和生化处理法等.吸附法具有脱色效率高、操作简单、使用方便等优点,因此,新型廉价的吸附剂的开发是印染废水处理方面研究的热点之一[124].沸石是一种具有骨架结构的水合铝硅酸盐矿物,储量丰富,价廉易得,具有良好的吸附性能和阳离子交换性能[4].国内外学者尚未涉及利用阴2阳离子表面活性剂复合改性沸石的脱色研究.本文采用十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠复合改性沸石制备出了阴2阳离子改性沸石,利用红外吸收光谱、X 2衍射对有机改性沸石进行结构表征,研究了阴2阳离子改性沸石对染料亚甲基蓝的吸附性能,取得了较好的效果.1 实验部分1.1 实验原料、试剂及仪器原料:河南省信阳市上天梯斜发沸石,200~300目.试剂:亚甲基蓝、十六烷基三甲基溴化铵(CT 2MAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)均为分析纯试剂.主要仪器:PE 2680型红外光谱仪,美国Perkin 2Elmr 公司;D8/Advance 型X 2射线衍射仪,德国收稿日期:2010209204;修订日期:2010211216;*.通讯联系人,E 2mail:zxlxynu2006@ 基金项目:河南省科技攻关项目(0524440058)作者简介:栗印环(19642),男,河南上蔡人,副教授,主要从事材料结构和性能方面的研究.#127#信阳师范学院学报:自然科学版Journal of Xinyang Normal University第24卷 第1期 2011年1月Natural Science Edition Vol.24No.1Jan.2011网络出版时间：2010-12-10 17:03网络出版地址：/kcms/detail/41.1107.n.20101210.1703.000.htmlBruker公司;723型分光光度计,四川仪器九厂; SHA2C水浴恒温振荡器,北京泰克仪器有限公司; ZK282B型真空干燥箱,上海市实验仪器总厂; PHS23C型精密pH计,上海雷磁仪器厂;分析天平,湘仪天平制造有限公司.1.2阴2阳离子有机沸石的制备在一定体积的十六烷基三甲基溴化铵饱和溶液中加入一定量的十二烷基硫酸钠(CTMAB与SDS 的质量比为13B1),混合均匀,制得阴阳离子表面活性复配液,备用.将一定量的沸石(质量为SDS的36倍)配成一定浓度的悬浮液,分散均匀后加入上述复配液,在室温下搅拌2.0h,产品经抽滤,充分洗涤后,在90e下烘干2.5h,获得阴2阳离子改性沸石.产品经研磨,过160目筛,密封备用.1.3静态吸附实验取浓度为160mg/L的亚甲基蓝模拟染色废水溶液50mL置于具塞锥形瓶中,加入1.0g的阴2阳离子改性沸石,常温下以120r/min速度振荡100 min后取样,离心取上清液测定吸光度,计算相应浓度.根据公式q e=V(C0-C e)/m计算平衡吸附量.式中:q e是平衡吸附量(mg/g),V是染料溶液的体积(L),C0、C e分别为染料溶液的初始浓度及吸附平衡时的浓度(mg/L),m是改性沸石的质量(g).吸附率以G=[(C0-C e)/C0]@100%计算.1.4分析方法采用分光光度法测定亚甲基蓝溶液的吸光度来确定亚甲基蓝浓度.分别配制不同浓度的亚甲基蓝标准溶液,用分光光度计在665nm处,以蒸馏水为空白测定各溶液的吸光度,进行线性回归得到标准曲线方程:A=0.2859C-0.0466,r2=0.9994.1.5沸石的结构表征XRD测试:德国Bruker公司D8/Advance型旋转阳极X2射线衍射仪,管电压45kV,管电流40 mA,Cu阳极,Cu K A辐射,K=0.15404nm,石墨单色器滤波,扫描速度:0.1b/s,扫描范围3b~90b.红外吸收光谱测定:美国Perkin2Elmr公司的PE2680型红外光谱仪,溴化钾压片,在4000~400 cm-1范围内摄谱.2结果与讨论2.1改性前后沸石结构表征2.1.1XRD分析由图1可知,沸石经有机改性后,首峰的位置发生了变化.首峰的2H由天然沸石的6.10b转变为4.90b.由Bragg方程2d sin H=n K(其中H为入射角,K为入射线的波长,n为衍射级数,d为间距)可知:有机改性沸石的间距d明显增大,表明阴阳离子表面活性剂已插入其间,增大了沸石的空间.图1沸石的XRD谱图Fig.1XRD spectra of the zeolite2.1.2IR分析由图2可知,天然沸石IR图谱中3632cm-1、3437cm-1附近出现的明显吸收峰分别归属于晶格内和晶格外羟基群,1639cm-1为)OH的特征峰,吸收峰1043cm-1、720cm-1、468cm-1均为沸石骨架中Si)O或Al)O吸收振动峰.有机改性沸石IR图谱在3429cm-1位置出现一强宽峰,是N)H与O)H伸缩振动发生重叠吸收峰,新增峰2918cm-1为)CH3和)CH2对称和反对称伸缩振动吸收峰,1038~450cm-1的峰大多发生面积的变化,说明两种物质有相似的骨架,但不是同一种物质.表明一定量的十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠复合进入了沸石中,改性取得较好的效果.图2沸石的红外光谱图Fig.2Infrared spectruln of the zeolite2.2吸附条件对吸附效果的影响2.2.1沸石投加量对吸附效果的影响取两组50mL浓度为160mg/L亚甲基蓝溶#128#第24卷第1期信阳师范学院学报:自然科学版2011年1月液,分别加入一定质量的改性沸石和天然沸石,室温下振荡吸附100min,实验结果如图3所示.随投加量的增加,沸石对亚甲基蓝的吸附率逐渐增大,但改性沸石对亚甲基蓝的吸附率明显高于天然沸石对亚甲基蓝的吸附率,说明改性效果很好.当投加量增加到1.0g 后,改性沸石对亚甲基蓝的吸附率趋于稳定,因此确定改性沸石投加量为1.0g(20g /L).图3沸石投加量对吸附效果的影响Fig.3Effect of the adsorbent dosage of zeoliteon absorption2.2.2 振荡时间对吸附效果的影响常温下振荡吸附时间对吸附效果的影响如图4所示.改性沸石的吸附率随振荡时间的延长而增大,在吸附开始30min 内吸附率迅速上升,但随着时间的延长吸附率上升缓慢.原因是:最初的快速吸附是一种表面作用,吸附速率比较大;随后的缓慢吸附是亚甲基蓝向沸石内部孔隙迁移扩散的过程,100min 基本达到吸附平衡.以下实验中选定振荡时间为100min.图4 吸附时间对吸附效果的影响Fig.4Effect of adsorption time on adsorption2.2.3 温度对吸附效果的影响在不同温度下进行吸附实验,结果如图5所示.改性沸石对亚甲基蓝的吸附率,随温度升高而降低,说明吸附是一个放热过程.常温下可以达到较好的吸附效果,考虑到实际应用,吸附温度选择常温为宜.图5 温度对吸附效果的影响Fig.5Effect of temperature on adsorption2.2.4 pH 值对吸附效果的影响溶液pH 对改性沸石吸附作用的影响较为明显,如图6所示.随着pH 的增大吸附率逐渐升高,在酸性条件下吸附效果较差,这可能是因为亚甲基蓝在水溶液中形成一价有机/阳离子0的季胺盐离子基团,溶液中H +浓度的增大,与亚甲基蓝形成较强的竞争吸附,从而导致改性沸石吸附率较低.在偏碱性条件下吸附效果较好,随着pH 增大,改性沸石表面负电性显著提高[5],与水溶液中一价有机亚甲基蓝阳络离子靠静电引力在表面结合.以下实验选择吸附液的pH 为8.图6 pH 值对吸附效果的影响Fig.6Effect of pH values on sorption2.3 吸附等温线分别用浓度为200、400、600、800、1000mg /L 的亚甲基蓝溶液进行吸附实验,测得一系列吸附平衡数据.可得亚甲基蓝在阴2阳离子改性沸石上的吸附等温线如图7所示.图7 改性沸石对亚甲基蓝吸附等温曲线Fig.7The adsorbent isotherm of modified zeolite分别采用Langmuir 等温方程和Freundlich 等温方程对图7中的等温吸附数据进行线性拟合得.#129#栗印环,等:阴2阳离子改性沸石处理染料废水Langmuir线性方程为:1/Q e=0.0371/C e+0.0183,r2=0.9983. Freundlich线性方程为:lg Q e=0.4463lg C e+2.4353,r2=0.9173.式中:Q e为平衡吸附量(mg/g);C e为平衡吸附浓度(mg/L);r2为相关系数.结果表明:采用Lang2 muir方程能够较好地描述亚甲基蓝在有机改性沸石上的吸附等温线.2.4吸附动力学曲线分别取0.5g 沸石置于11个100mL有塞三角瓶中,加入浓度为160mg/L的亚甲基蓝溶液50 mL,在室温条件下进行振荡吸附实验,间隔10min 取样分析,测得亚甲基蓝在改性沸石上的吸附量随吸附时间的变化曲线如图8所示.吸附开始时亚甲基蓝主要被吸附在改性沸石的外表面,吸附较快;随着吸附过程的进行,亚甲基蓝的浓度逐渐减小,同时吸附质沿改性沸石向内部扩散,扩散阻力渐增,吸附速率主要受扩散控制,导致吸附速率变慢;吸附后期,主要在吸附剂内表面吸附,且浓度推动力越来越小,100min时吸附已基本达到平衡.图8改性沸石对亚甲基蓝的吸附动力学曲线Fig.8The kinetic curve of modified zeoliteon methylene blue关于吸附的动力学模型已有不少研究报道,准二级动力学方程是常用的动力学方程之一[4].其线性表达式为:t/Q t=[1/(k2Q2e)]+(1/Q e)t.式中:t为吸附时间(min);Q e和Q t分别为吸附平衡时和吸附过程中任意时间t的吸附量(mg/g),k2为二级吸附反应的速率常数[g∕(mg#min)].用上式对图8中的数据进行线性拟合,得动力学方程为:t/Q t=0.0624t+0.1283,r2=0.9999,可以看出准二级反应速率模型拟合的直线相关性较好,由上式可算出平衡吸附量Q e=16.02mg/g,称为模型计算平衡吸附量.与实验值的相对误差在3%以内,所以用准二级吸附速率方程可较准确地描述亚甲基蓝在阴2阳离子改性沸石上的吸附行为.2.5模拟实验取1L浓度为160mg/L的亚甲基蓝实验废水,加20g有机改性沸石,调节pH值为8,常温下振荡吸附100min后,废水中残余亚甲基蓝的浓度为1.088mg/L,去除率达99.32.%,可见有机改性沸石处理高浓度实验废水效果良好,残余浓度远低于国家排放标准[6].3结论X2衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)分析表明,阴阳离子表面活性剂复合改性沸石效果较好,增大了沸石的空间,提高了沸石的吸附性能.当废水pH为8、常温、吸附时间为100min、沸石用量为20g/L时,有机改性沸石对浓度为160mg/L的亚甲基蓝的去除率达99.32%.出水几乎无色度.采用Langmuir方程能较好地描述亚甲基蓝在有机改性沸石上的平衡吸附量Qe与平衡浓度Ce之间的吸附等温关系.准二级吸附速率方程可较准确地描述亚甲基蓝在有机改性沸石上的吸附行为.计算的平衡吸附量与实验值的相对误差小于3%.参考文献:[1]张秀兰,栗印环,胡福欣.膨润土微波改性及对废水中甲基橙吸附的研究[J].信阳师范学院学报:自然科学版,2008,21(2):2662269.[2]王亚玲,习霞,邵健.壳聚糖一二氧化硅凝胶复合物对甲基橙的吸附研究[J].水处理技术,2009,35(8):69271.[3]栗印环,李鸿雁,张秀兰.阴2阳离子有机膨润土对酸性靛蓝的吸附及动力学研究[J].信阳师范学院学报:自然科学版,2010,23(2):2842287.[4]朱路,张宗阳,张仲鼎.天然沸石吸附甲基橙的准二级动力学[J].郑州大学学报:理学版,2008,40(1):972100.[5]路英杭,冯翰林,孙中溪.铝硅酸盐对亚甲基蓝的吸附行为[J].济南大学学报:自然科学版,2009,23(1):18221.[6]奚旦立.环境工程手册环境监测卷[M].北京:高等教育出版社,1998.责任编辑:张建合#130#第24卷第1期信阳师范学院学报:自然科学版2011年1月。