陳瑤 萬東錦
摘要:主要闡述了染料各吸附材料的優(yōu)缺點、物理化學(xué)性質(zhì),綜述了各種材料的吸附性能及目前國內(nèi)外對各種材料在廢水處理中的研究進展。并探討了在染料廢水脫色處理中需進一步研究的問題和發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:吸附材料;染料;吸附
中圈分類號:X703 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-9944(2019)16-0145-02
1引言
19世紀(jì),天然染料被用來涂抹皮膚或?qū)⒖椢锶旧?,自此染料廣泛用于世界各地的各種產(chǎn)品中。目前,工業(yè)、農(nóng)業(yè)和家庭活動產(chǎn)生的污染物有些會直接排放到環(huán)境中去,這些污染物通常進入附近河流、湖泊和海洋等,對生物體造成有害影響,會破壞人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、腎臟、腦和肝臟等,會致癌、致畸、致突變,產(chǎn)生“三致”效應(yīng)。目前已經(jīng)進行了很多的深入研究,但是由于染料廢水的復(fù)雜,使得處理難度很大,在治理上還是存在著許多的問題。
處理印染廢水的方法有膜處理、生物反應(yīng)器、離子交換和芬頓等,這些方法的去除效果好,但運行成本高、操作復(fù)雜。相比而言,吸附法的應(yīng)用范圍更廣,處理速度快,操作簡單。
2染料的性質(zhì)
染料一般按來源、應(yīng)用性能與化學(xué)結(jié)構(gòu)劃分。按來源分為天然染料和合成染料,天然染料通常從動物和礦物中提取,合成染料包括離子染料和非離子染料。染料按應(yīng)用性能分為直接染料、酸性染料、分散染料、活性染料、還原染料、陽離子染料、冰染染料、縮聚染料。此外還有氧化染料、硫化染料等。按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類包括偶氮,蒽醌,靛藍(lán),亞硝基,硝基。
3各種吸附材料對染料的吸附
吸附法主要是靠吸附劑將污染物去除,常見的吸附劑有活性炭、凝膠、樹脂等,這些吸附劑應(yīng)用歷史很長。
3.1活性炭
活性炭在廢水和廢氣的處理方面應(yīng)用很廣,其特點是材料低廉易得,可回收再生利用,沒有二次污染。穆德穎用KOH活化法,將橘皮制成活性炭用于吸附亞甲基藍(lán)溶液,在最優(yōu)條件下脫色率為100%,COD去除率能達到90%以上。石寒松采用Fenton試劑再生已經(jīng)吸附飽和的活性炭,并用再生后的活性炭吸附含有分散橙288#、分散紫93#、分散藍(lán)291:1三種分散型染料的原廢水,水樣的COD去除率最大為34%,此時活性炭再生率最高為78%。
3.2黏土類
膨潤土是一類粘土礦物,具有層狀結(jié)構(gòu),其主要成分為蒙脫石,屬于2:1型的三層晶體結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物。膨潤土及其改性產(chǎn)品因其獨特的晶體結(jié)構(gòu),對許多類型的有機物、金屬離子有很強的親和力,在水處理方面的應(yīng)用較為廣泛。胡康博,王毅力等研究了改性蒙脫土顆粒對直接耐曬黑G和直接大紅4BE吸附的吸附特性,吸附符合擬二級動力學(xué)模型,主要通過靜電引力/斥力和范德華力吸附染料分子。
3.3殼聚糖
殼聚糖是一種低成本且具有成本效益的材料,可從海產(chǎn)品加工業(yè)的廢棄物中獲得。由于氨基和羥基的存在,殼聚糖可以用作去除重金屬和染料等污染物的吸附劑,其可以作為活性位點。Lee等用殼聚糖/聚氨酯吸附酸紫48,吸附容量為30mg/g,符合擬二級動力學(xué)模型。Hameed等對殼聚糖/油棕吸附活性藍(lán)19進行了研究,吸附容量高達909.1mg/g。
3.4金屬有機骨架
金屬有機骨架(MOFs)是金屬離子與有機配體通過特定的方式形成的雜化新型多孔材料。張華,李祥鵬等將制備的MOF-5和EDA/MOF-5作為吸附材料對陰離子染料剛果紅進行吸附,EDA/MOF-5較于MOF-5對剛果紅的吸附量和脫色率分別提升了13.19mg/g和14%;當(dāng)剛果紅濃度為80mg/L時,EDA/MOF-5對其吸附量為78.36mg/g,脫色率為98%。
4結(jié)語
隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展,環(huán)境的污染問題也愈發(fā)嚴(yán)重,尋找一種環(huán)境友好型且廉價高效的材料迫在眉睫??偨Y(jié)不同的研究成果可以發(fā)現(xiàn),不同的材料對不同染料的吸附效果不同,通過對吸附機理的深入研究,用特定的材料吸附特定的污染物會更節(jié)省成本且更加高效。