陳秀梅，邱燕，胡曉玲

(南通市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 南通 226006 )

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改性活性炭在高色度廢水六價(jià)鉻測定中的應(yīng)用

陳秀梅，邱燕，胡曉玲

(南通市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 南通 226006 )

通過研究雙氧水改性活性炭對(duì)染料的吸附能力可知，pH值為8.5～10.5時(shí)，改性活性炭可很好地去除色度且不影響六價(jià)鉻的測定。在測定六價(jià)鉻時(shí)，活性炭用量與廢水色度之間呈指數(shù)正相關(guān)，其工作曲線可用標(biāo)準(zhǔn)曲線代替并滿足質(zhì)控要求。

六價(jià)鉻；印染廢水；分光光度法；改性活性炭；脫色處理

環(huán)境監(jiān)測中六價(jià)鉻的測定是采用《水質(zhì) 六價(jià)鉻的測定 二苯碳酰二肼分光光度法》(GB/T 7467-1987)。然而印染廢水色度較大，尤其是當(dāng)廢水呈紫色時(shí)，則無法用分光光度法測定，需要進(jìn)行前處理，去除色度。此法采用氫氧化鋅懸濁液脫色，雖然有一定的效果，但用時(shí)較多且易產(chǎn)生誤差。

活性炭比表面積大，吸附能力強(qiáng)且經(jīng)濟(jì)易得，是最佳吸附材料之一[1]。活性炭去除色度的研究多集中于水處理[2]，針對(duì)印染廢水中六價(jià)鉻測定的脫色前處理過程尚無系統(tǒng)的研究。有研究表明，雙氧水改性活性炭能提高其對(duì)染料的吸附能力，特別是紫色染料[2]。因此，集中探討雙氧水改性活性炭去除色度的能力、活性炭用量與印染廢水色度的關(guān)系以及對(duì)高色度廢水前處理的實(shí)驗(yàn)條件。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

儀器：T6型可見光分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；多頭磁力加熱攪拌器：常州國華電器有限公司；PHB-4 便攜式pH計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司。

試劑：硫酸，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；磷酸，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；二苯碳酰二肼，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；顯色劑：稱取二苯碳酰二肼0.2 g，溶于50 mL丙酮中，加水稀釋至100 mL，搖勻，冰箱中保存；六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)：500 mg/L，國家環(huán)境保護(hù)總局標(biāo)準(zhǔn)；雙氧水：優(yōu)級(jí)純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；活性炭粉末:分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；氫氧化鈉(顆粒狀)：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；印染廢水系南通地區(qū)印染企業(yè)廢水。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 改性活性炭的制備

取活性炭10 g于反應(yīng)器中，加雙氧水50 mL，100 ℃恒溫水浴處理一段時(shí)間后樣品經(jīng)純水洗滌過濾，于烘箱中120 ℃干燥5 h，得改性活性炭。

1.2.2 活性炭脫色

取50 mL某色度印染廢水，加入定量活性炭，25 ℃下于磁力攪拌器上攪拌吸附若干時(shí)間，過濾。

1.2.3 六價(jià)鉻的測定

取適量濾液，稀釋至50 mL，加入(1+1)硫酸溶液和(1+1)磷酸溶液各0.5 mL；搖勻后加入2 mL顯色劑，搖勻；5～10 min后，用30 mm比色皿于540 nm波長處測定。

2 結(jié)果討論

2.1 活性炭改性前后吸附染料的效果

取0.10 g活性炭加入色度為100、200、300、400、500的50 mL印染廢水中，吸附時(shí)間為1 h，結(jié)果見圖1。取用相同量、吸附時(shí)間相同的情況下，活性炭改性后吸附能力明顯提高，尤其是當(dāng)色度較高時(shí)，有明顯差異。

圖1 活性炭改性前后對(duì)色度去除的效率

2.2 改性活性炭用量

取不同量改性活性炭加到不同色度的50 mL印染廢水中，達(dá)到吸附平衡停止試驗(yàn)，過濾，用倍數(shù)法[3]測定濾液色度，結(jié)果見表1。

表1 不同活性炭用量對(duì)廢水吸附平衡后的色度

當(dāng)廢水取用量及其他實(shí)驗(yàn)條件相同時(shí)，活性炭用量與印染廢水色度C0具有正相關(guān)性，通過ln(C×C0)和ln(吸附量/活性炭用量)的線性關(guān)系(圖2)可知，其中C為吸附后的色度，當(dāng)吸附完全時(shí)，吸附量以印染廢水原色度表示，印染廢水色度C0與活性炭用量mAC的關(guān)系為：lnmAC=0.615 lnC0+ lnV-2.2591，式中V——廢水體積，L。

圖2 活性炭用量與廢水色度的關(guān)系

2.3 pH值的影響

印染廢水色度、改性活性炭用量及其他實(shí)驗(yàn)條件相同，選取pH值為7.0～8.0、8.5～9.5、9.5～10.5、11.0～12.0進(jìn)行試驗(yàn)[4-6]，活性炭定量為0.20 g，吸附結(jié)果見表2。由表2可見，在pH值<8.0時(shí)，活性炭對(duì)六價(jià)鉻是有吸附的；當(dāng)pH值>8.5時(shí)，活性炭對(duì)六價(jià)鉻幾乎不吸附；當(dāng)pH值>11.0時(shí)，活性炭脫色效果下降。因此，在采用活性炭進(jìn)行前處理時(shí)，pH值應(yīng)該調(diào)至8.5～11.0。

表2 不同pH值對(duì)六價(jià)鉻測定的影響

2.4 工作曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線

將0.20 g改性活性炭，加到適量1.00 mg/L鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液中，攪拌10 min，過濾，取用0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL濾液，進(jìn)行工作曲線的繪制，同時(shí)取相同體積的鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。在0.02～0.20 mg/L范圍內(nèi)線性良好(r=0.999 1～0.999 7)，工作曲線斜率與標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率結(jié)果見表3。對(duì)其進(jìn)行t檢驗(yàn)，當(dāng)α=0.05時(shí)，t=0.36

表3 工作曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率

2.5 方法的精密度和檢出限

分別對(duì)7份空白、7份樣品按上述試驗(yàn)方法加入改性活性炭，過濾，進(jìn)行六價(jià)鉻測定，見表4。用3.14×S0.99(6)計(jì)算得到檢出限為0.003 mg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=7)為4.4%。

表4 樣品分析結(jié)果

2.6 樣品分析結(jié)果

采集不同色度的印染廢水(平行樣6份)，按照色度和廢水取用量加入適量改性活性炭脫色，然后測定六價(jià)鉻，并在樣品中加入六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收率的測定，水樣分析結(jié)果見表5。

表5 樣品分析結(jié)果

3 結(jié)語

改性活性炭對(duì)高色度廢水中六價(jià)鉻測定結(jié)果表明，雙氧水改性活性炭吸附能力好，pH值為8.5～11.0的條件下，改性活性炭能很好的去除色度，同時(shí)不影響六價(jià)鉻的測定?；钚蕴坑昧颗c廢水色度之間呈指數(shù)正相關(guān)。在測定六價(jià)鉻時(shí)，改性活性炭處理廢水的工作曲線可以用標(biāo)準(zhǔn)曲線來代替，且精密度和準(zhǔn)確度都符合質(zhì)控要求。

[1] 周峰.活性炭對(duì)印染廢水中堿性紫的吸附作用[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006,26(3):304-306.

[2] 張艷霞,季曉彤,張朝紅,等.過氧化氫溶液改性活性炭催化微波照射降解結(jié)晶紫的研究[J].染料與染色,2011,48(4):47-51.

[3] 國家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測分析方法[M].4版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002:91-92.

[4] 湯克勇,張見立,等.pH對(duì)活性炭吸附染料能力的影響[J].中國皮革,2007,36(1):7-10.

[5] 王艷麗，周陽.活性炭吸附-毛細(xì)管柱氣相色譜法測定大氣中吡啶[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2012，4(3)：21-23.

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[8] 王松桂.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].2版.北京:科學(xué)出版社,2006:206-280.

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Application of Modified Active Carbon for Determination of Chromium VI in Color-rich Industrial Effluent

CHEN Xiu-mei, QIU Yan, HU Xiao-ling

(NantongEnvironmentalMonitoringCenter,Nantong,Jiangsu226006,China)

According to the investigation on the adsorbability of H2O2modified active carbon, the results show that in the alkaline condition (pH between 8.5 and 10.5), decolorization using the modified active carbon is effective and does not influence the measurement of chromium VI. The amount of active carbon needed for decolorization is exponential to the color intensity of the effluent, whose working curve can be replaced by standard calibration and meet the requirement of quality control.

Chromium VI; Dye industrial effluent; Spectrophotometry; Modified active carbon; Decolorization

2014-12-09；

2014-12-18

陳秀梅(1982—)，女，工程師，碩士，主要從事環(huán)境分析工作。

O657.32

B

1674-6732(2015)02-0032-03