含酚廢水的超聲—活性炭聯(lián)合處理

摘要：含酚廢水對環(huán)境具有較大危害，去除廢水中的酚含量對環(huán)境安全具有重要的意義�；钚蕴课�附和超聲降解技術都被應用于廢水處理中，本文首次將這2種技術聯(lián)合起來處理含酚廢水，并比較了活性炭吸附、超聲降解和超聲活性炭聯(lián)合技術3種方法的效果，表明超聲—活性炭聯(lián)合技術對苯酚的去除率高于單獨使用活性炭吸附或超聲降解，探討了溶液pH值、超聲時間、活性炭投加量等因素對聯(lián)合處理含酚廢水效果的影響，發(fā)現(xiàn)處理100ml的0.01mol/L的模擬含酚廢水，溶液pH值為5，超聲處理20mins，0.4g活性炭振蕩吸附20mins，可使苯酚去除率達到83.9%。聯(lián)合技術可以綜合2種技術的優(yōu)勢，在廢水處理中有著廣闊的應用前景。

1 引言

酚醛樹脂生產(chǎn)廠排放液中經(jīng)常含有微量酚、甲醛以及甲醇。含酚廢水是一種污染范圍廣、危險性大的工業(yè)廢水，這種廢水不經(jīng)處理排放，會對人類、魚類以及農(nóng)作物帶來嚴重危害。超聲是一種處理有機污染物廢水的新型技術，近10年來，超聲降解水體中有機污染物的研究十分活躍，但此技術存在著費用高、降解效率低等一些局限性�；钚蕴坑捎趦�(yōu)越的吸附性能在廢水處理中被廣泛應用，本文主要研究將活性炭和超聲技術聯(lián)合應用處理含酚廢水，以達到對廢水中酚含量的控制，實現(xiàn)環(huán)境安全。

2 試驗部分

2.1 儀器

KQ5200型超聲波清洗器（上海精密科學儀器有限公司），HY-2調(diào)速多用振蕩器（金壇市晶玻實驗儀器廠），MP200B電子天平（上海精密科學儀器有限公司）。

2.2 試劑

苯酚：分析純，浙江杭州雙林試劑廠；

活性炭：粉末。

3 結(jié)果與討論

3.1 不同處理方法的比較

對100mL的0.01molL的模擬含酚廢水，分別采用單獨添加0.3g活性炭進行20min振蕩處理，或單獨使用超聲處理30min，或先用超聲處理30min，再添加0.3g活性炭進行20min振蕩，僅用這一聯(lián)合技術進行處理，所得實驗數(shù)據(jù)見表1。

表1 3種方法的苯酚去除率比較

由表1可得，應用超聲—活性炭聯(lián)合技術處理含酚廢水的效果優(yōu)于單獨使用活性炭或單獨使用超聲。

3.2 pH值對聯(lián)合技術去除苯酚的影響

不同pH值對苯酚去除率的影響見圖1，超聲—活性炭聯(lián)合技術處理苯酚廢水，在酸性條件下處理效果比堿性條件理想。在pH=1時苯酚去除率高，然后隨著pH值的升高略有降低，在pH=3后又有回升，但在pH>6時對苯酚的處理效率驟減。但考慮酸性過強易對設備、容器造成腐蝕，縮短設備使用壽命，導致設備發(fā)生泄漏等事故，因此，不宜選用pH=1的條件，由圖可知在pH=5時，苯酚去除率依然較為理想，因此選擇pH=5為適宜的pH值。

3.3 超聲時間對聯(lián)合技術去除苯酚的影響

圖2是在不同超聲時間下所得的曲線，由圖可發(fā)現(xiàn)苯酚的去除率開始隨著超聲時間的增加而增加，并在20mins到25mins之間達到較大值，然后又隨著超聲時間的增加而降低。超聲時間低于20mins時，由于超聲對苯酚的處理時間短，超聲處理效果未能完全發(fā)揮，使得去除率隨著超聲的時間增加而增加。但超聲波在媒質(zhì)中傳播，其振動能量不斷被媒質(zhì)吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏�使自身溫度升高，聲能不間斷的吸收可引起媒質(zhì)的整體加熱。隨著超聲處理時間的增長導致實驗溫度升高，將影響活性炭的吸附平衡，使平衡向脫附方向移動，降低苯酚去除率，此時再增加超聲時間將不利于苯酚的去除。

3.4 活性炭用量對聯(lián)合技術去除苯酚的影響

改變活性炭的投加量，其結(jié)果見圖3，由圖可見隨著活性炭量的增多，苯酚去除率升高，并在活性炭量為0.4g時達到較大值，然后隨著活性炭量的繼續(xù)增多而降低。

4 結(jié)論

超聲—活性炭聯(lián)合技術處理100mL的0.01mol/L的模擬含酚廢水的較適宜條件：溶液pH值為5，超聲處理20mins后添加0.4g活性炭進行20mins的振蕩處理，可使苯酚去除率達到83.9%。

通過預實驗發(fā)現(xiàn)在應用聯(lián)合技術處理含酚廢水時，采用先活性炭吸附再超聲處理與先進行超聲處理再進行活性炭吸附這2種方法相比，前者處理含酚廢水的去除率明顯低于后者，其原因可能是采用先活性炭后超聲方法，使本來已經(jīng)被吸附在活性炭上的部分苯酚，又由于超聲的作用發(fā)生脫附，從另一個側(cè)面也反應出，超聲作用有利于活性炭的再生利用。