王緒澤，王開花

（呼和浩特民族學院，內蒙古呼和浩特 010051）

我國是農業(yè)大國，每年會產生大量的農作物秸稈，但僅有少量農作物秸稈被制成飼料，大部分秸稈焚燒處理對大氣環(huán)境造成嚴重污染[1]。另外，我國印染廢水年排放量約為1.9×109t，占紡織廢水年排放量的80%[2]。印染廢水成分復雜，具有色度高、生化需氧量高、pH值高、難降解等特征[3]。目前，吸附法是處理低濃度印染廢水的常見方法，所用的吸附劑主要以活性炭為主，具有操作簡單、經濟實惠等特點，適合中小型印染廢水的處理[4]。從環(huán)境友好和廢棄物再利用角度出發(fā)，將農業(yè)秸稈廢棄物開發(fā)為生物吸附劑，能夠達到“以廢治廢”的目的，也能解決燃燒處理農作物秸稈而引起的大氣污染問題。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式多用真空泵，鄭州博科儀器設備有限公司；ME104電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；772N可見分光光度計，上海菁華科技儀器有限公司；DKZ振蕩器，上海一恒科技有限公司；PHS-3E pH計，上海佑科；101-3A型干燥箱，天津太斯特儀器有限公司。

HCl，北京化工廠；NaOH，天津市大茂化學試劑廠；C16H18ClN3S·H2O，天津市風船化學試劑科技有限公司；FeSO4，天津市盛奧化學試劑有限公司；H2O2，天津市化學試劑三廠，所采用的試劑均為分析純。

1.2 玉米秸稈改性

將玉米秸桿粉碎后用蒸餾水沖洗干凈，放入烘干箱烘干4 h。Fenton試劑由硫酸亞鐵為催化劑、雙氧水為氧化劑，兩種藥劑的配比為2∶5。將玉米秸稈用Fenton試劑浸泡處理，用蒸餾水沖洗、抽濾、烘干后置于干燥器中備用。

1.3 最佳吸附條件的確定

1.3.1 吸附劑投加量

分別 取 0.10 g、0.50 g、1.00 g、1.50 g、2.00 g、2.50 g改性玉米秸稈吸附劑，分別加入盛有100.0 mL亞甲基藍溶液（50.00 mg/L）的錐形瓶中，在室溫下反應120 min后離心分離，取上清液測量吸光度。

1.3.2 吸附時間

取5份100.0 mL的亞甲基藍溶液（50.00 mg/L）于錐形瓶中，每份加入最佳投加量的改性玉米秸稈，放入震蕩器震蕩，分別反應30 min、60 min、90 min、120 min、150 min后離心分離，取上清液測量吸光度。

1.3.3 體系pH值

取7份100.00 mL亞甲基藍溶液（50.00 mg/L）于錐形瓶中，用鹽酸或氫氧化鈉分別調節(jié)pH為3.00、5.00、7.00、9.00、11.00、12.00、13.00，然后分別投加改性玉米秸稈震蕩后離心分離，取上清液測量吸光度。

1.3.4 亞甲基藍初始濃度

取5份亞甲基藍溶液，每份100.0 mL，設置濃度 分 別 為 50.00 mg/L、100.00 mg/L、150.00 mg/L、200.00 mg/L、250.00 mg/L，加入最佳投加量的改性玉米秸稈、pH值調節(jié)為最佳值震蕩吸附，取上清液測量吸光度。

1.4 脫色率計算公式

根據公式（1）計算脫色率。

式（1）中，η為脫色率；C0為亞甲基藍溶液初始質量濃度；Ce為吸附后亞甲基藍質量濃度。

2 結果與分析

2.1 投加量對吸附效果的影響

不改變pH和時間的條件下，在6份100.0 mL起始濃度為50.00 mg/L亞甲基藍溶液震蕩60 min后考察投加量對吸附效果的影響結果如圖1所示。100 mL亞甲基藍模擬廢水中Fenton改性玉米秸稈投加量為2.5 g時，去除率達到最大值93.30%，投加量超過2.00 g時脫色率變化量趨于平緩但仍達到93%以上?？紤]到用料成本，選擇每100.0 mL的亞甲基藍溶液中投加2.00 g改性玉米秸稈為最佳投加量。

圖1 投加量對吸附效果的影響

2.2 反應時間對吸附效果的影響

在5個250 mL錐形瓶中分別加入100.0 mL亞甲基藍溶液和2.00 g改性玉米秸稈，脫色效果如圖2所示。在反應時間為150 min時去除率達到最大值93.05%，由于在120 min后脫色率變化量趨于平緩，考慮時間成本應選取最佳吸附時間為120 min。

圖2 時間對吸附效果的影響

2.3 pH對吸附效果的影響

由圖3可以看出，在pH為13.00時脫色率達到最大值97.86%，pH≥7.0時脫色率均達到93%以上，在堿性條件下改性秸稈對亞甲基藍染料廢水有較好的脫色效果。Fenton試劑中存在鐵離子會對吸光度造成影響，在堿性條件下Fe3+會產生沉淀，因沉淀絮凝作用會把一部分污染物共沉淀下來，因此上清液會更加清澈，吸光度更小，脫色率更高。

圖3 pH對吸附效果的影響

2.4 亞甲基藍濃度對吸附效果的影響

由圖4可知，在亞甲基藍濃度為50.00～200.00 mg/L時，脫色率變化不大，均可達到97.0%以上，在200.00 mg/L之后脫色率急速下降，所以改性玉米秸稈更適合于處理200.00 mg/L以下濃度的亞甲基藍印染廢水。

圖4 亞甲基藍濃度對脫色率的影響

3 結論

用Fenton試劑進行改性的玉米秸稈具有較好的吸附脫色性能。在亞甲基藍模擬印染廢水初始濃度為50.00～200.00 mg/L、pH=12.00時，每100.0 mL模擬廢水中加入2.00 g改性玉米秸稈去除率能達到97.00%以上。初始濃度200.00 mg/L以下的亞甲基藍模擬印染廢水，pH≥7.0時脫色率均達到93%以上，在堿性條件下改性玉米秸稈對亞甲基藍染料廢水有較好的脫色效果。而實際印染廢水都具有高色度、高堿性等特點，F(xiàn)enton改性玉米秸稈作為吸附劑，恰好在較高色度范圍和較強的堿性條件下，表現(xiàn)出很好的吸附脫色性能。玉米秸稈具有來源廣、回收成本低的優(yōu)點，用改性玉米秸稈處理印染廢水不僅能緩解秸稈焚燒造成的大氣污染，還能降低污水處理成本。因此，可以考慮開發(fā)利用玉米秸稈作為印染廢水的吸附劑，達到“以廢治廢”的目的。