花生殼粉去除印染廢水中活性染料的研究

楊莉　趙暉

摘要：用花生殼粉作為生物吸附劑對活性黃、活性藍(lán)及活性紅3種染料進(jìn)行吸附處理，分別考察了溶液pH、吸附劑粒徑、吸附時(shí)間等因素對染料吸附效果的影響。結(jié)果表明，在吸附劑濃度為6.7 g/L、吸附劑粒徑80～120目、染液pH 2～3、染料濃度100 mg/L的條件下，花生殼粉對3種活性染料的吸附效果較好；吸附時(shí)間為15 min時(shí)，花生殼粉對活性黃和活性紅的吸附脫色率分別為86.6%和91.2%；吸附時(shí)間為45 min時(shí)，花生殼粉對活性藍(lán)的吸附脫色率為89.0%。

關(guān)鍵詞：花生殼粉；吸附劑；活性染料；印染廢水

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）09-2035-03

大多數(shù)染料廢水性質(zhì)穩(wěn)定，不易被生物降解，屬于難處理的工業(yè)廢水，因而常用吸附法處理染料廢水[1-3]。傳統(tǒng)的吸附劑主要是活性炭，盡管活性炭對直接染料、酸性染料、活性染料、陽離子染料等水溶性燃料具有良好的吸附性能，但由于活性炭價(jià)格昂貴且不易再生使得印染廢水處理成本較高。因此，尋找經(jīng)濟(jì)高效、可重復(fù)使用的材料作為吸附劑用于染料廢水處理是印染廢水處理研究的重點(diǎn)。而農(nóng)作物廢棄物作為一種吸附材料，其在廢水處理領(lǐng)域所具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)已引起人們的廣泛關(guān)注[4]。

農(nóng)作物廢棄物作為一種吸附材料，主要是因?yàn)槠浜胸S富的纖維素。纖維素是由許多D-（+）-葡萄糖通過β-1，4苷鍵連接起來的一種纖維狀、多毛細(xì)管的線性高分子聚合物，具有多孔性和比表面積大的特點(diǎn)，分子內(nèi)含有大量親水性羥基，具有一定的吸附性。纖維素作為自然界中儲(chǔ)量最大的天然高分子材料，具有價(jià)廉易得、易被微生物降解、不會(huì)給環(huán)境帶來二次污染等特點(diǎn)，對其開發(fā)利用是科技工作者一直關(guān)注的熱點(diǎn)。而且農(nóng)作物廢棄物可作為吸附材料的種類非常豐富，比如稻草的秸稈、稻殼、小麥的秸稈、廢棉絮、甘藍(lán)皮、椰殼纖維等[5-12]。

花生殼是花生加工的下腳料，大部分當(dāng)作燃料或廢渣棄去，造成自然資源的極大浪費(fèi)，直接影響了花生的綜合利用價(jià)值。近年來，國內(nèi)外對花生殼的研究利用已有報(bào)道，主要是在熱能、食品、化工，醫(yī)藥等領(lǐng)域[13]，對其在廢水處理方面的應(yīng)用研究較少。因此，本研究通過分析花生殼粉作為吸附劑去除印染廢水中活性染料的可行性，為花生殼在廢水處理方面的實(shí)際應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 吸附劑的制備

試驗(yàn)所用花生殼購自市場，用蒸餾水洗凈后，于80 ℃烘箱中恒溫烘干，通過粉碎機(jī)粉碎，然后再用蒸餾水清洗，以去除懸浮細(xì)小的物質(zhì)和可溶性物質(zhì)，清洗后置于80 ℃烘箱中恒溫烘干，過篩，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)篩篩分后得到20～40目、40～60目、60～80目、80～120目的花生殼粉，放入干燥器中備用。

1.2 所用儀器及試劑

儀器：UV-2001型紫外分光光度計(jì)，尤尼柯儀器有限公司，DHG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥烘箱購自上海一恒科學(xué)儀器有限公司，800型微型植物粉碎機(jī)購自大德藥機(jī)公司，HJ-6型六聯(lián)攪拌器購自上海比郎儀器有限公司，BP2215型電子天平購自湘儀天平儀器廠。

試劑：鹽酸為分析純，武漢市江北化學(xué)試劑廠生產(chǎn)；氫氧化鈉為分析純，上海海工學(xué)團(tuán)實(shí)驗(yàn)二廠生產(chǎn)；活性黃M-3RE、活性藍(lán)M-2GE、活性紅3BS均為化學(xué)純，天津染化四廠生產(chǎn)。所用水均為實(shí)驗(yàn)室自制蒸餾水。

1.3 染料溶液的制備

分別稱取活性黃M-3RE、活性藍(lán)M-2GE、活性紅3BS染料各0.200 0 g，用蒸餾水溶解后移入2 000 mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，配制成濃度為100 mg/L的染液備用。

1.4 吸附試驗(yàn)

1.5 脫色率計(jì)算方法

2 結(jié)果與分析

2.1 染液pH對吸附效果的影響

2.2 吸附劑粒徑對吸附效果的影響

在吸附時(shí)間30 min、攪拌轉(zhuǎn)速80 r/min、染液pH 2～3的條件下，分別設(shè)置吸附劑花生殼粉粒徑為20～40目、40～60目、60～80目、80～120目，考察吸附劑粒徑對染料去除效果的影響，結(jié)果如圖2所示。隨著花生殼粉粒徑的減小，對染料的吸附脫色效果越來越好，當(dāng)粒徑為80～120目時(shí)，花生殼粉對各染料的吸附脫色率達(dá)到最大，對活性黃、活性藍(lán)和活性紅的吸附脫色率分別為87.0%、68.9%和56.2%。因此后續(xù)試驗(yàn)選取粒徑為80～120目的花生殼粉。

2.3 吸附時(shí)間對吸附效果的影響

3 結(jié)論

用花生殼粉作為吸附劑來吸附水溶液中的活性染料的研究表明，花生殼粉對活性黃M-3RE、活性藍(lán)M-2GE、活性紅3BS染料均有較好的吸附效果。在優(yōu)化的吸附條件下，即吸附劑濃度為6.7 g/L、吸附劑粒徑80～120目、染料溶液初始pH 2～3、染料濃度100 mg/L時(shí)，花生殼粉對3種染料的吸附效果較好，其中活性黃和活性紅的吸附時(shí)間選擇15 min為宜，此時(shí)二者的吸附脫色率分別為86.6%和91.2%；活性藍(lán)的吸附時(shí)間選擇45min為宜，此時(shí)活性藍(lán)的吸附脫色率為89.0%。

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