電鍍廢水來源于電鍍生產(chǎn)過程中的鍍件清洗、鍍液過濾工序以及因操作或管理不善導(dǎo)致的“跑、冒、滴、漏”等。電鍍廢水主要含有鉻、銅、鎳、鋅、錫等金屬離子，其次是酸、堿類污染物，有些還含有氰化物、表面活性劑等。2008年實施的GB21900—2008《電鍍污染物排放標準》首次將CODCr納入考量指標，其規(guī)定CODCr排放限值為80mg/L。

目前電鍍廢水的物化處理方法主要是集中處理廢水中的各種重金屬，對去除CODCr考慮甚少，而且各種物化方法不同程度地存在工藝復(fù)雜、能耗大、成本高、占地面積大、運轉(zhuǎn)費用高、有二次污染等問題，需對現(xiàn)有處理方法進行調(diào)整。粉末活性炭活性污泥法(PACT法)是美國杜邦公司開發(fā)的一種強化生物處理方法，此法可充分發(fā)揮活性炭的優(yōu)良吸附能力及微生物氧化的協(xié)同增效作用，其抗毒能力和分解作用均較強。

據(jù)文獻報道，與SBR法相比，PACT法在處理印染廢水、有機廢水、化工廢水和含重金屬的工業(yè)廢水時具有明顯的優(yōu)勢，且處理效果良好，可用于處理電鍍廢水。筆者采用粉末活性炭對電鍍廢水中的CODCr進行靜態(tài)吸附研究，以期為PACT法處理電鍍廢水奠定一定的理論基礎(chǔ)。

1實驗部分

1.1材料與儀器

水樣：晉江東石鎮(zhèn)華懋電鍍集控區(qū)二次廢水，其水質(zhì)指標：顏色呈黃綠色，CODCr約為260~420mg/L，pH為6.5~8.0，Cu2+約為18.11~24.67mg/L，總鉻為0.08~0.16mg/L，Zn2+約8.57~14.11mg/L，Ni2+約8.43~13.78mg/L。

吸附劑：商用粉末活性炭(PAC)、顆?；钚蕴?GAC)，廣東汕頭西隴化工有限公司提供，使用前在105℃下預(yù)干燥2h。

儀器：DELTA-320型精密pH計，梅特勒-托利多公司;TAS-986原子吸收分光光度計，北京普析通用儀器有限公司;ZHWY-211B型恒溫培養(yǎng)振蕩器，廈門德科科技有限公司;DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司。

1.2實驗方法

稱取一定質(zhì)量的PAC置于500mL錐形瓶中，加入250mL電鍍廢水，在一定溫度和pH條件下，以150r/min的速度振蕩吸附一定時間，靜置、過濾，測定濾液的CODCr。

1.3分析方法

CODCr、Zn、Cu、Ni、Cr、pH均采用標準分析方法進行測定。

2結(jié)果與討論

2.1PAC與GAC的吸附效果比較

在反應(yīng)溫度為25℃、振蕩速度為150r/min、反應(yīng)時間為2h的實驗條件下，考察了PAC和GAC對電鍍廢水中CODCr的去除效果。根據(jù)文獻，選擇PAC投加量為15～220mg/L，結(jié)果如表1所示。由表1可以看出，PAC對電鍍廢水的CODCr去除效果高于GAC，這與PAC具有更大的比表面積相一致。

2.2PAC投加量對CODCr去除效果的影響

在25℃下投加一定量的PAC，振蕩吸附12h，過濾，測定濾液的CODCr，結(jié)果如圖1所示。

圖1PAC投加量對CODCr去除效果的影響

由圖1可知，PAC投加量對CODCr的去除效果影響較大，隨PAC投加量的增加CODCr去除率逐漸提高，當PAC超過0.8g/L時，CODCr去除率逐漸趨于平穩(wěn)。由此確定PAC最佳投加量為0.8g/L。

2.3吸附時間對CODCr去除效果的影響

在25℃下加入0.8g/LPAC，每隔1h取樣，過濾后測定其CODCr，考察吸附時間對CODCr去除率的影響，見圖2。

圖2吸附時間對CODCr去除效果的影響

由圖2可知，CODCr隨PAC吸附時間的延長呈下降趨勢，2h時吸附趨于平衡，隨后CODCr去除率穩(wěn)定在21%～25%。確定PAC最佳吸附時間為2h。

2.4pH對PAC吸附效果的影響

在吸附溫度為25℃、PAC投加量為0.8g/L的條件下，用1mol/L的H2SO4和NaOH調(diào)節(jié)廢水的pH至6.5～8.5(考慮到后續(xù)的生化處理，實驗考察了活性污泥微生物最適宜生長的pH范圍)，吸附2h后過濾，測定濾液CODCr，結(jié)果如圖3所示。

圖3pH對PAC吸附效果的影響

由圖3可知，在實驗考察的整個pH范圍內(nèi)，CODCr去除率呈先上升后下降的趨勢，pH=8時去除效果最佳。這可能是由于在此pH范圍內(nèi)，PAC表面發(fā)生了堿性離解，使得PAC帶正電，水中有機物的主要官能團如羧基、酚羥基等因失去質(zhì)子而帶負電，增強了吸附劑與吸附質(zhì)之間的黏附作用，從而提高了PAC對CODCr的去除效果。實驗確定吸附過程中最適宜的pH為8。

2.5溫度對PAC吸附效果的影響

調(diào)節(jié)廢水pH至8，在PAC投加量為0.8g/L、吸附時間為2h的條件下，考察溫度對PAC吸附效果的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4溫度對PAC吸附效果的影響

由圖4可知，隨著溫度的升高，PAC對CODCr的去除效果反而降低，溫度為10℃時的去除效果最好。這是因為吸附過程一般為放熱反應(yīng)，溫度升高不利于吸附反應(yīng)的進行。出于能耗與經(jīng)濟性方面的考慮，最終確定吸附溫度為25℃。

2.6吸附等溫線模型

向10個錐形瓶中分別加入250mL電鍍廢水，投加0～800mgPAC，在前述最優(yōu)吸附條件下進行試驗，測定吸附后水樣的CODCr，確定相應(yīng)的吸附等溫線。據(jù)文獻，采用CODCr或TOC表征溶于廢水中的有機物濃度，其吸附等溫線可用單組分吸附等溫式表示，但吸附等溫線可能呈曲線或折線。

整理數(shù)據(jù)進行Freundlich吸附等溫線擬合(見圖5)，得到實驗溫度下PAC對CODCr的吸附等溫式：

圖5Freundlich吸附等溫線擬合（25℃）

式中：Qe———平衡吸附量，mg/mg;

Ce——CODCr的吸附平衡質(zhì)量濃度，mg/L;

K及1/n——無量綱吸附常數(shù)。

一般吸附常數(shù)1/n>2時，就可認為吸附劑對CODCr的吸附性能較差。本實驗中PAC對CODCr的吸附常數(shù)1/n為8.93>2，故PAC對電鍍廢水中的CODCr吸附性能較差。

3結(jié)論

(1)去除電鍍廢水中的CODCr時，粉末活性炭的效果優(yōu)于顆?；钚蕴?，其CODCr去除率為14.3%。

(2)PAC的最佳吸附條件：溫度為25℃，pH=8，PAC投加量為0.8g/L，吸附時間為2h，在此條件下，CODCr的去除率在20%左右。

(3)Freundlich等溫擬合表明：PAC對電鍍廢水中的CODCr吸附效果較差。
 
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