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本论文采用颗粒活性炭作吸附剂,对吸附模拟废水中的4-氯酚过程进行了研究。分别探讨了碱液洗脱再生和电化学法再生的影响因素及工艺条件。
分别采用紫外分光光度法和高效液相色谱法测定模拟废水中4-氯酚的含量。在波长为225nm、测定液的pH值小于11.2和硫酸钠浓度小于50.0mg·L-1时,紫外分光光度法可准确测定模拟废水中4-氯酚的含量。高效液相色谱法测定模拟废水中4-氯酚含量的条件为:C-18色谱柱,乙腈与0.2%磷酸水溶液为流动相,紫外检测器波长为225nm,4-氯酚的出峰保留时间为12.9min。用外标法定量,平均加标回收率在101.68%。高效液相色谱法可用于复杂体系中4-氯酚含量的测定。
对颗粒活性炭吸附模拟废水中4-氯酚的静态吸附研究结果表明,pH值在2.56-9.40之间时,对吸附无影响;当pH值在9.40-13.29之间时,吸附量随着pH值增大而减小。静态吸附平衡时间为6小时,静态吸附等温线符合Freundlich吸附等温方程,吸附焓变⊿H为-9.162kJ.mol-1,吸附自由能⊿G在25℃、30℃、35℃的值分别为-6.729kJ·mol-1、-6.688kJ.mol-1、-6.647kJ·mol-1。吸附过程的动力学行为可以用Lagergren二级动力学方程描述,吸附速率由液膜扩散和粒子内扩散控制两者共同影响,两者吸附活化能分别为23.39kJ·mol-1和21.11kJ·mo1-1。研究了模拟废水中4-氯酚的浓度、流速、温度和床层高度等因素对颗粒活性炭固定床吸附模拟废水中4-氯酚的影响,吸附能力随着流速增大而减小,进样浓度的增大而增大,吸附温度的升高而减小,层床高度增加而增大。
吸附后的活性炭的碱液静态洗脱再生条件为:用2%NaOH溶液作洗脱液,液固比140(mL:g)、洗脱时间2小时,分两次洗脱的总洗脱率为60.8%。碱液动态洗脱再生的条件为1%NaOH、流速为8mL·min-1时,两次洗脱再生率最好,分别为76.3%和70.0%。外加电场有助于4-氯酚的脱附,当槽电压为5v时,加入1.0%NaOH溶液,两次重复再生率为78.7%和75.3%。