吸附法处理含酚废水的实验研究

张平涛

（无棣县公用事业服务中心，山东 滨州 251900）

酚是一类普遍使用的化工原料，也是许多工业企业生产的副产物，随着钢铁冶金、焦化、炼油、石化等工业的飞速发展，含酚废水的种类和数量也日益增多含酚废水中的酚类物质主要包括苯酚、甲酚及其他酚类衍生物，它们是废水中常见的一类高毒性和难降解的有机物，不仅危害农业生产、动植物生长繁殖，而且威胁着人类健康，并怀疑有致癌作用。

因此，国内外学者都十分重视含酚废水的净化和利用研究。在我国，含酚废水污染控制是目前重点解决的有毒有害废水之一。本研究采用MnO2、碳粉、NaY 分子筛、粉煤灰作为吸附剂来处理含有苯酚的废水，并获得了适宜的工艺条件，取得了较为满意的效果。

1 实验部分

1.1 实验仪器与试剂

FA22004、TU-1901 双光束紫外可见分光光度计、HY-5 回旋振荡器、TDL-50B 高速离心机、电热鼓风干燥箱、SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵、HY7012 型COD 恒温加热器、比色管；酸式滴定管；磨口锥形瓶；移液管；1 000 mL 容量瓶；洗瓶。

苯酚、高锰酸钾、硫酸铜、氢氧化钠、活性碳粉、硫酸、NaY 分子筛。

1.2 实验步骤与方法

1）绘制苯酚标准曲线；

2）以MnO2作吸附剂，测定在不同的吸附时间和吸附剂投加量不同是的苯酚去除率；

3）以碳粉作吸附剂，测定在不同的吸附时间和吸附剂投加量不同是的苯酚去除率；

4）以NaY 分子筛测定在不同的吸附时间和吸附剂投加量不同是的苯酚去除率；

5）以粉煤灰测定在不同的吸附时间和吸附剂投加量不同是的苯酚去除率。

2 实验结果和讨论

2.1 绘制标准曲线

实验采用振荡吸附法，在室温下进行。

用FA22004 电子分析天平准确称取10 g 苯酚，溶于少量去离子水中。溶解完全后定容于1 000 mL容量瓶中，得10 000 mg·L-1的苯酚溶液，摇匀，静置，备用。分别取0.5 mL，1 mL，2 mL，3 mL，4 mL 10 000 mg·L-1的苯酚溶液于1 000 mL 容量瓶中，用去离子水稀释到刻度。分别得到5，10，20，30，40，50，60 mg·L-1浓度的苯酚溶液，采用TU-1901双光束紫外可见分光光度计测定吸光度，拟合。标准曲线如图1所示。

图1 苯酚的标准曲线图

2.2 以MnO2作吸附剂

在吸附时间一定时，改变MnO2的投加量，MnO2的投加量初步设为60、80、100、110、120、130、140 mg，测定吸附后苯酚的吸光度，实验结果如下所示。

由图2 可以看出，当时间一定时，随着MnO2吸附剂投加量的增大，苯酚的去除率先增大后减小，当MnO2吸附剂投加量为130 mg 时，苯酚的去除率最大。确定新生MnO2吸附苯酚的最佳投加量为130 mg。

图2 PAC 加药量与出水COD 关系

由图3 可以看出，随着吸附时间的增加，废水中苯酚的吸附效率逐渐增加，当吸附时间为100 min时，废水中苯酚的含量基本趋于稳定，所以，MnO2吸附剂的最佳吸附时间为100 min。

图3 吸附时间与苯酚去除率的关系曲线

2.3 以碳粉作吸附剂

在吸附时间一定时，改变碳粉的投加量，碳粉的投加量初步设为60、70、80、90、100、110、120、130、140、50、160、170 mg，测定吸附后苯酚的吸光度。实验结果如下图所示；

由图4 可以看出，随着投加量的增加，废水中苯酚的去除率逐渐增加，当吸附时间为130 mg 时，废水中苯酚的含量基本趋于稳定，所以，碳粉吸附剂的最佳用量为130 mg。

图4 碳粉吸附剂投加量与苯酚去除率关系曲线

由图5 可以看出，随着吸附时间的增加，废水中苯酚的吸附效率逐渐增加，当吸附时间为90 min时，废水中苯酚的含量基本趋于稳定，所以，碳粉吸附剂的最佳吸附时间为90 min。

图5 碳粉吸附时间与苯酚去除率的关系曲线

2.4 以NaY 分子筛作吸附剂

在吸附时间一定时，改变NaY 分子筛的投加量，NaY 分子筛的投加量初步设为100、200、300、450、500、600、700、800、1 000 mg，吸附时间为0.5 h，测定吸附后苯酚的吸光度。实验结果如下图所示。

图6 NaY 分子筛吸附剂投加量与苯酚去除率的关系曲线

图7 NaY 分子筛吸附时间与苯酚去除率的关系曲线

随着投加量的增加，废水中苯酚的去除率先增增加后减小，吸附剂用量为500 mg 时，废水中苯酚的去除率最佳。所以NaY 分子筛吸附剂投加量为500 mg。

随着吸附时间的增加，废水中苯酚的吸附效率逐渐增加，当吸附时间为70 min 时，废水中苯酚的含量基本趋于稳定，所以，碳粉吸附剂的最佳吸附时间为70 min。

2.5 以粉煤灰作吸附剂

在吸附时间一定时，改变粉煤灰的投加量，粉煤灰的投加量初步设为0.5、0.7、1、1.5、2、3，4、5、6、7、8、9 mg，测定吸附后苯酚的吸光度。实验结果如图8所示。

图8 粉煤灰吸附剂用量与苯酚去除率的关系曲线

随着投加量的增加，废水中苯酚的去除率逐渐增大，当吸附剂用量为6 mg 时，废水中苯酚的去除率最佳。所以粉煤灰吸附剂投加量为6 mg。

随着吸附时间的增加，废水中苯酚的吸附效率逐渐增加，当吸附时间为60 min 时，废水中苯酚的含量基本趋于稳定，所以，碳粉吸附剂的最佳吸附时间为60 min。

3 实验结论

1）分析数据可知，各吸附剂对COD 的去除率按高低依次为NaY 分子筛（64.25%）＞新生MnO2（60.98%）＞粉煤灰（58.89%）＞碳粉（50.45%）。

2）新生MnO2的最佳投加量为130 mg,最佳吸附时间为100 min；碳粉的最佳投加量为130 mg,最佳吸附时间为90 min；NaY 分子筛的最佳投加量为500 mg,最佳吸附时间为70 min；粉煤灰的最佳投加量为6 mg,最佳吸附时间为60 min。

3）虽然粉煤灰的去除效果不如NaY 分子筛及新生MnO2，但是其最佳投加量最少，最佳吸附时间也是最快的，故粉煤灰的吸附性能在投加量及吸附时间这两个因素中是最佳的，且应用最为方便。