浅谈粉煤灰活性炭处理含铜废水的性能

刘永娟

（西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054）

浅谈粉煤灰活性炭处理含铜废水的性能

刘永娟

（西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054）

粉煤灰活性炭是利用粉煤灰制取的吸附剂，在含铜废水处理上具有较好的性能。因此，基于这种认识，本文将纯活性炭、粉煤灰和粉煤灰活性炭当成是实验吸附剂展开了含铜废水处理实验，以便对粉煤灰活性炭的吸附性能展开分析。而实验结果表明，粉煤灰活性炭吸附性能优于粉煤灰，并且与纯活性炭相接近。

粉煤灰活性炭；含铜废水；吸附性能

在现实生活中，工业生产将产生大量的含铜废水。而这些废水具有较强的毒性，需要经过处理才能排放至环境中。使用吸附法进行含铜废水的处理将获得较好的处理效果，并且具有操作简便的特点。而粉煤灰活性炭具有良好的吸附性能，并且制取成本较低，可以有效降低吸附法的应用成本。

1　粉煤灰活性炭的性质分析

利用比表面积、孔容、孔径分别为4.94m2×g-1、0.025cm3×g-1、1.128nm的粉煤灰进行粉煤灰活性炭的制取，可以得到比表面积、孔容、孔径分别为29.50m2×g-1、0.032cm3×g-1、1.048nm的粉煤灰活性炭。所以，经过本法浮选制取的粉煤灰活性炭的比表面积可以达到粉煤灰的6倍左右。但是，与比表面积、孔容、孔径分别为51.84m2×g-1、0.045cm3×g-1、1.128nm的纯活性炭相比较，粉煤灰活性炭的比表面积仍然较小[1]。此外，相较于粉煤灰，粉煤灰活性炭的平均力度得到了大幅度提高，其平均粒度可以达到250μm，而原粉煤灰仅为10μm。

2　粉煤灰活性炭处理含铜废水的性能分析

2.1实验条件概述

分析粉煤灰活性炭处理含铜废水的性能时，可以用氨水、硝酸铜、甲酚红、柠檬酸铵、四氯化碳和乙醇等分析纯试剂作为主要试剂。在实验之前，可以将配置的25%的粉煤灰浆液放入浮选机内，然后通过加入煤油和2号油进行粉煤灰活性炭的制取。在对测试样品进行分析之前，则需要将样品放在150℃高真空下脱气6h，并且将测试温度控制在77.2K～22.3K之间，然后进行样品表面微形貌特征的观察。在此基础上，则可以使用二乙氨基二硫代甲酸钠萃取光度法开展Cu(II)的测定和吸附实验。

2.2实验结果与分析

2.2.1吸附时间对性能的影响

在室温条件下，配置浓度为30mg×L-1的pH6含Cu(II)废水，然后分别将0.01g的粉煤灰、粉煤灰活性炭和纯活性炭加入到含铜废水中。通过观察可以发现，粉煤灰活性炭的吸附容量和吸附速率比粉煤灰要高，与纯活性炭比较接近。从吸附时间上来看，在1h之内，三种吸附剂的吸附容量都随着时间增长而急剧上升。在1h之后，三种吸附剂的吸附容量都趋于稳定，并且逐渐达到平衡[2]。而采取准二阶动力方程进行吸附剂对含铜废水吸附能力的模拟可以发现，粉煤灰吸附液含Cu(II)浓度与反应时间相关系数为0.9992，而粉煤灰活性炭和纯活性炭的相关系数则为0.9997。

2.2.2铜浓度对性能的影响

通过配置浓度不同的含铜废水溶液，然后分别加入三种吸附剂，可以发现在10mg×L-1的Cu(II)浓度下，粉煤灰几乎已经达到吸附饱和。而在30mg×L-1的Cu(II)浓度下，粉煤灰活性炭和纯活性炭才快要达到吸附饱和。利用Langmuir模型对Cu(II)吸附平衡进行描述可以发现，粉煤灰活性炭最大吸附容量为粉煤灰的2.32倍，是纯活性炭的0.84倍，具体数值为33.32mg×g-1。

2.2.3吸附剂含量对性能的影响

在浓度为30mg×L-1的Cu(II)废水中，分别加入投加量不同的三种吸附剂。而在1h时间里，随着吸附剂用量的增加，纯活性炭对Cu(II)的去除率可以达到100%，粉煤灰活性炭去除率能够达到97%，粉煤灰去除率可以达到78.7%。在吸附剂添加量在0.5g的情况下，吸附剂对Cu(II)的去除率将趋于稳定，并且逐渐达到吸附饱和[3]。而针对浓度相同的含铜废水，粉煤灰的投加量约为粉煤灰活性炭的150%～400%。所以，粉煤灰活性炭吸附性能要高于粉煤灰，并且接近纯活性炭。

2.2.4pH值对性能的影响

在浓度为30mg×L-1的Cu(II)废水中，分别利用0.1moL×L-1盐酸溶液和氢氧化钠溶液进行废水pH值的调节，然后分别加入三种吸附剂。通过观察可以发现，随着pH值的增加，三种吸附剂的吸附容量最初都有所增加。在溶液pH值达到5时，吸附量达到最大，随后则随着pH值增加而迅速降低。相比较来看，粉煤灰受到pH值的影响较小，粉煤灰活性炭和纯活性炭的吸附性能则会受到较大影响。

3　结语

总而言之，经过浮选富集后，有粉煤灰制取得到的粉煤灰活性炭的吸附性能明显好于粉煤灰，并且与纯活性炭接近。在含金属废水治理方面，利用粉煤灰活性炭可以取得较好的金属吸附效果，并且耗费的成本较低。因此，相信随着相关技术的发展，粉煤灰活性炭将在含金属废水处理作业中得到更好的应用，从而为企业带来更多的经济效益和环保效益。

[1]黄晓丹，薛美香，李先学.活性炭/粉煤灰处理含铜废水的研究[J].应用化工，2015,06:995-999.

[2]吴彩斌,闵露艳,习海滨,等.粉煤灰活性炭吸附含Cr废水试验研究[J].有色金属科学与工程,2014,03:70-75.

[3]张家桦,施岩.吸附法处理重金属废水的研究进展[J].当代化工, 2014,06:991-993.

刘永娟（1978—),女,汉族，陕西凤翔人，硕士，工程师，主要研究方向：水气污染控制和监测。