活性炭國家專精特新“小巨人”企業(yè)活性炭產(chǎn)學研合作

　　活性炭去除涂料工業(yè)廢水中的鉛

　　油漆涂料工業(yè)中排放的重金屬對水和土地的污染是很嚴重的，鉛是涂料工業(yè)廢水中發(fā)現(xiàn)的一種重金屬，即使低濃度的鉛也具有很強的毒性。為了從工業(yè)廢水中去除重金屬，我們根據(jù)行業(yè)工況研發(fā)了除鉛活性炭。用純硝酸鉛分批測試了活性炭的處理條件和適用性。

　　活性炭吸附條件測試

　　進行實驗是為了優(yōu)化諸如pH(3、5.5和8)，活性炭劑量(0.5、1和1.5g)和鉛(II)離子的初始濃度(50、100和150mg/L)去除水溶液中鉛(II)離子的效率。使用合適實驗條件，檢查了實際的涂料工業(yè)廢水中鉛(II)離子的去除效率。在250ml錐形瓶中以250rpm的恒定速度和120分鐘的接觸時間在室溫下進行實驗。然后，使用過濾濾紙與活性炭分離。殘留的鉛(II)離子濃度通過使用微波等離子體原子發(fā)射光譜法確定。所有實驗均重復三次

　　在對活性炭參數(shù)進行分析觀察時，活性炭顯示出較低的灰分含量(5%)，中等含量的揮發(fā)性物質(zhì)(26.7%)，較低的水分含量(5.4%)和較高的固定碳百分比(62.9%)。這表明此款活性炭的水分含量較低，可能具有更好的去除潛力。但是，其揮發(fā)性物質(zhì)含量稍微有點大。中等含量的揮發(fā)性物質(zhì)和低灰分含量通常會提高碳的固體收率并產(chǎn)生高固定碳。當具有與碘值直接相關的高微觀結構時，可以獲得更好的性能。碘中碳的數(shù)量較高，是由于存在大孔的微孔結構，并且由于其孔結構的擴大，碳具有較大表面積的可能性也很高。

　　活性炭的FTIR分析

　　活性炭基于pH(7和5.5)，初始鉛(II)離子濃度(0和50mg/L)以及鉛(II)離子前后的吸附劑劑量(1和1.5)的活性炭的FTIR光譜特性吸附。活性炭的FTIR光譜顯示峰值頻率存在顯著差異，這是由于鉛(II)離子與活性炭的活性位點的結合，表明活性炭上存在可電離的官能團，該官能團可能與其他離子相互作用陽離子。

　　活性炭在吸附鉛離子之前和之后的FTIR光譜在圖1顯示。記錄的光譜給出了不同的吸附峰，這些峰代表了活性炭中各種官能團的存在。在3450cm-1的鉛(II)離子帶吸附之前，活性炭的光譜表示羥基中OH的拉伸振動，在2374cm-1處的CH拉伸帶表示甲基和亞甲基。除了在半纖維素中乙酰基在1620cm-1處的拉伸外，在1383cm-1處的拉伸表明在芳環(huán)中拉伸，在1313cm-1處的拉伸歸因于NO拉伸振動，在1166cm處拉伸木質(zhì)素中芳基的CO-1伸展分別與和1040cm-1相關。吸附后鉛的所有分配波數(shù)均與吸附前不同，只是其中之一在吸附過程中發(fā)生了許多波數(shù)偏移。

　　圖1：(a)之前和之后(b)鉛(II)離子吸附之前活性炭的FTIR分析。

　　涂料行業(yè)未經(jīng)處理和經(jīng)過處理的廢水特性

　　從涂料行業(yè)收集的未經(jīng)處理和處理過的廢水特性，未經(jīng)處理的廢水的大多數(shù)參數(shù)濃度(pH和溫度除外)均高于標準。特別是，鉛離子濃度比標準高46倍;因此，必須將其清除以避免環(huán)境風險。除COD和TSS外，處理后的廢水特性均低于標準。因此，需要進一步的處理以去除過量的COD和TSS，然后再將其排放到環(huán)境中。

　　吸附平衡等溫線研究

　　在室溫下，使用1.5g/100ml，pH為5.5的活性炭和初始鉛離子濃度(50、100和150mg/L)進行平衡等溫線實驗。將吸附物-吸附劑溶液以250rpm的恒定速度混合120分鐘的平衡時間。圖2(a)和6(b)表示Langmuir和Freundlich等溫線在活性炭上吸附鉛離子，發(fā)現(xiàn)鉛在活性炭上的吸附非常適合Langmuir模型。

　　圖2：活性炭上鉛離子吸附的(a)Langmuir圖和(b)Freundlich圖。

　　活性炭去除涂料工業(yè)廢水中的鉛，經(jīng)過測試表明，活性炭是從涂料工業(yè)廢水和混合水溶液中去除鉛的良好吸附劑。在相同條件下，從涂料工業(yè)廢水中去除了79.7%的鉛離子。除COD和TSS外，處理后的廢水特性均能達到設定的標準。當前研究的結果表明，使用活性炭的吸附過程是一種環(huán)保且有效的吸附劑，可從水溶液和涂料工業(yè)廢水中去除鉛離子。如果需要了解詳細工況和活性炭技術參數(shù)請在線咨詢我們獲取。

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