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1、木質(zhì)素吸附劑處理染料廢水的研究林鵬鵬謝婷潘紅玉柴彬易乃康(西南交通大學(xué)地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,四川成都611756)摘要:本實(shí)驗(yàn)針對(duì)木質(zhì)素吸附劑處理染料廢水的研究,首先用亞甲基藍(lán)溶液模擬染料廢水,然后分別從亞甲基藍(lán)溶液的濃度、反應(yīng)時(shí)間、PH值、溫度、木質(zhì)素用量這五個(gè)方面采取單一變量法進(jìn)行分析,最后運(yùn)用S52紫外分光光度計(jì)求出亞甲基藍(lán)溶液吸附前的吸光度以及被吸附后的吸光度,以此求出在不同條件下的木質(zhì)素吸附劑對(duì)染料廢水的色度去除率,從而來(lái)研究相應(yīng)的吸附效果。關(guān)鍵詞:木質(zhì)素吸附染料廢水1、引言染料廢水中含有的苯環(huán)基、偶氮基等基團(tuán),因此其具
2、有水色度深、有機(jī)污染物含量高、組分復(fù)雜、水質(zhì)變化和生物毒性大難生物降解等特點(diǎn),并且染料廢水抗光解、抗氧化性強(qiáng),含有多種具有生物毒性或?qū)е隆叭隆保ㄖ掳?、致畸、致突變)性能的有機(jī)物,因此用常規(guī)的方法很難進(jìn)行處理。隨著每年以廢物形式排入環(huán)境的燃料越來(lái)越多,對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)及其邊界環(huán)境產(chǎn)生了巨大的沖擊,其毒害事件日益暴露,給環(huán)境帶來(lái)了巨大的損害,因此對(duì)于染料廢水的處理越來(lái)越受關(guān)注。2、理論概述2.1染料廢水目前我國(guó)的燃料廢水主要是由印染廢水產(chǎn)生的,在印染的預(yù)處理、染色、印花和整理這四個(gè)過(guò)程中都會(huì)排出廢水。如預(yù)處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、
3、漂白、絲光等工序)排出退漿廢水、煮練廢水、漂白廢水、絲光廢水,染色階段排出染色廢水,印花階段排出印花廢水和皂洗廢水,整理廢水工序則排出整理廢水,而印染廢水是以上各種廢水的混合廢水,或除漂白廢水以外的綜合廢水。2.2亞甲基藍(lán)溶液亞甲基藍(lán)是金紅色閃金光或閃古銅色光的粉狀物,溶于水,稍溶于酒精則呈藍(lán)色;遇濃硫酸呈黃色綠色,稀釋后呈藍(lán)色。10水溶液中加入氫氧化鈉溶液后呈紫色或出現(xiàn)暗紫色沉淀。其主要用于麻、蠶絲織物、紙張的染色和竹、木的著色,還可用于制造墨水和色淀及生物、細(xì)菌組織的染色等方面。因此我們用亞甲基藍(lán)溶液模擬燃料廢水。2.3木質(zhì)素木
4、質(zhì)素在纖維素之間相當(dāng)于粘結(jié)劑,與纖維素、半纖維素等成分一起構(gòu)成植物的主要結(jié)構(gòu)。據(jù)估計(jì)全世界每年約可產(chǎn)生1500億噸木質(zhì)素,其中制漿造紙工業(yè)蒸煮廢液中產(chǎn)生的工業(yè)木質(zhì)素有3000萬(wàn)噸,是極具有潛力的一種資源。該資源若得不到充分利用,變成了造紙工業(yè)中的主要污染源之一,則不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,而且也造成資源的重大浪費(fèi)。因此,如何有效地利用好木質(zhì)素這種可再生資源,提高其附加值,并解決環(huán)境污染問(wèn)題已成為科研工作者研究的出發(fā)點(diǎn)。木質(zhì)素的分子結(jié)構(gòu)中存在芳香基、酚羥基、醇羥基、羰基、甲氧基、羧基、共軛雙鍵等活性基團(tuán),能吸附染料廢水中的有色物質(zhì),但木
5、質(zhì)素的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且分子結(jié)構(gòu)及其各元素的含量隨植物的品種和分離方法不同而不同,因而不同品種和不同方法分離的木質(zhì)素對(duì)染料廢水所表現(xiàn)出的吸附性能不一,我們所用的木質(zhì)素是秸稈經(jīng)爆破后分離提純得到的木質(zhì)素。3、木質(zhì)素吸附劑處理染料廢水的實(shí)驗(yàn)部分3.1儀器與試劑儀器:恒溫磁力攪拌器、離心機(jī)、S52紫外分光光度計(jì),F(xiàn)A2004N電子分析天平,燒杯,試管,溫度計(jì)。試劑:亞甲基藍(lán)溶液,木質(zhì)素基吸附劑3.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)于木質(zhì)素吸附染料廢水的研究,主要從五個(gè)變量進(jìn)行分析,分別是亞甲基藍(lán)溶液濃度、反應(yīng)時(shí)間、PH值、溫度、木質(zhì)素用量。在研究的過(guò)程中主要采取的
6、是單一變量法,然后根據(jù)亞甲基藍(lán)溶液吸附前的吸光度以及吸附后的吸光度求出其相應(yīng)的色度去除率。具體步驟如下所示:3.2.1以亞甲基藍(lán)溶液的濃度為單一變量的實(shí)驗(yàn)過(guò)程101)用幾個(gè)燒杯,分別編號(hào),然后配制12組不同濃度的亞甲基藍(lán)溶液2)用紫外分光光度計(jì)分別測(cè)出這12組亞甲基藍(lán)溶液的原始吸光度3)用電子分析天平稱(chēng)取12份0.1g的木質(zhì)素吸附劑4)將這12組亞甲基藍(lán)溶液和木質(zhì)素吸附劑的混合溶液在恒溫磁力攪拌器上都攪拌10min.5)將攪拌后的混合液在離心機(jī)中離心10min6)將離心后的混合液取出,靜置7)用紫外分光光度計(jì)測(cè)亞甲基藍(lán)溶液吸附后的吸
7、光度8)計(jì)算去除率,其計(jì)算公式是:9)畫(huà)標(biāo)準(zhǔn)曲線3.2.2以反應(yīng)時(shí)間為單一變量的實(shí)驗(yàn)過(guò)程1)用幾個(gè)燒杯,分別編號(hào),然后配制11組濃度都為20mg/L,50ml的亞甲基藍(lán)溶液2)用紫外分光光度計(jì)測(cè)亞甲基藍(lán)溶液的原始吸光度3)用電子分析天平稱(chēng)取11份質(zhì)量為0.1g的木質(zhì)素吸附劑4)將亞甲基藍(lán)溶液和木質(zhì)素吸附劑的混合溶液在恒溫磁力攪拌器上按實(shí)驗(yàn)給出的11組時(shí)間分別進(jìn)行攪拌5)將攪拌后的混合液在離心機(jī)中離心10min6)將離心后的混合液取出,靜置7)用紫外分光光度計(jì)測(cè)亞甲基藍(lán)溶液吸附后的吸光度8)計(jì)算去除率,其計(jì)算公式是:9)畫(huà)標(biāo)準(zhǔn)曲線3.
8、2.3以溶液的PH值為單一變量的實(shí)驗(yàn)過(guò)程1)用幾個(gè)燒杯,分別編號(hào),然后配制8組濃度都為20mg/L,50ml的亞甲基藍(lán)溶液2)在這個(gè)8組亞甲基藍(lán)溶液中通過(guò)加入酸或堿,調(diào)配成PH值不同的8組溶液3)用紫外分光光度計(jì)測(cè)亞甲基藍(lán)溶液的原始吸