本課題從成本及操作方面考慮,，選用活性炭、木炭?jī)煞N吸附劑原料并對(duì)其進(jìn)行改性處理,，旨在使汾陽(yáng)某焦化廢水中的NH3-N、色度在特定條件下去除率優(yōu),。

　　1,、試驗(yàn)與分析方法

　　1.1 改性溶液配制

　　用分析天平稱取10g氯化鈉，氯化鋅,，氯化鐵,，聚合氯化鋁配置質(zhì)量濃度10%的改性溶液。取20g氫氧化鈉分析純于燒杯中,，去離子水溶解,，冷卻至室溫后，轉(zhuǎn)于1000mL容量中定容,，制得0.5mol/L氫氧化鈉,。

　　1.2 吸附劑的改性

　　從爐窯廠收集木炭以及在市場(chǎng)稱取活性炭，用自來(lái)水浸洗3次,，去除表面浮灰,，再用去離子水清洗3～4遍，轉(zhuǎn)至烘箱調(diào)溫至378.15K烘干12h,，置于調(diào)速至150r/min球磨機(jī)中粉碎數(shù)小時(shí),，用80目篩子過(guò)濾，制成粉末,。

　　用分析天平稱木炭,、活性炭各20g，并用經(jīng)校驗(yàn)的100mL量筒取已配置好的10%NaCl,、10%ZnCl2,、10%FeCl3、10%PAC,、NaOH分別逐一加入標(biāo)有標(biāo)號(hào)250mL錐形瓶?jī)?nèi),，用保鮮膜封口水浴振蕩，工作時(shí)間內(nèi),，溫度保持在30K,，轉(zhuǎn)速每分鐘120轉(zhuǎn)，振蕩,、靜置各12h,。然后用抽濾裝置進(jìn)行固液分離，注意當(dāng)改性藥品為氫氧化鈉時(shí),，需將濾餅稀釋至中性,，用藥匙將濾餅取出放置相應(yīng)器皿中,，于干燥箱干燥數(shù)小時(shí)，再于研缽中研磨即可,。將改性的木炭置于樣品袋中,，放在干燥器中保存。

　　1.3 試驗(yàn)方法

　　(1)用量筒量取70mL焦化廢水于100mL錐形瓶,，分別稱取0.56g不同改性藥品改性的木炭,、活性炭置于其中，放在水浴恒溫振蕩器中振蕩12h,，并且每間隔1h從中取出觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,，之后靜置12h，后用砂芯過(guò)濾裝置對(duì)經(jīng)吸附處理的焦化廢水過(guò)濾,，取得濾液即為去除部分氨氮的焦化廢水,。

　　(2)分別同一吸附材料改性的木炭，其質(zhì)量分別為0.2g,、0.4g,、0.6g、0.8g,、1.0g,，并對(duì)錐形瓶中100mL的焦化廢水進(jìn)行處理，以下步驟同(1),。

　　(3)分別稱取0.28g,、0.42g、0.56g,、0.7g質(zhì)量氯化鋅,，氯化改性后的木炭、活性炭吸附劑,，用量筒量取70mL水樣在錐形瓶中進(jìn)行吸附，以下步驟同(1),。

　　1.4 分析方法

　　氨氮測(cè)定采用納氏試劑光度法,。

　　2、試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　某焦化廠生化出水水質(zhì)：COD820mg/L,，氨氮220mg/L,，色度675，pH8.8,。

　　2.1 不同改性吸附劑對(duì)焦化廢水中氨氮去除的影響

　　改性藥品分別為NaCl,、ZnCl2、FeCl3,、PAC,、NaOH時(shí)對(duì)吸附劑木炭的改性均優(yōu)于對(duì)活性炭的改性,，較明顯的是經(jīng)氯化鈉，氯化鋅改性的木炭,，其對(duì)氨氮的去除效率分別為60.03%,、59.30%，而經(jīng)氯化鈉,，氯化鋅改性后的活性炭對(duì)氨氮去除效率僅達(dá)13.01%,、8.49%。

　　在原焦化廢水NH3-N濃度為220mg/L左右時(shí),，NaCl負(fù)載木炭后,，該吸附劑對(duì)NH3-N吸附量為16.64mg/g。NaCl改性的活性炭吸附量為3.61mg/g,。其余吸附材料ZnCl2,、FeCl3、PAC,、NaOH改性木炭后對(duì)氨氮的吸附量分別為16.44mg/g,、4.07mg/g、4.93mg/g,、3.75mg/g,、1.97mg/g，而吸附材料ZnCl2,、FeCl3,、PAC、NaOH改性活性炭后對(duì)氨氮的去除量分別為吸附量分別為2.35mg/g,、3.77mg/g,、4.06mg/g、4.05mg/g,。

　　2.2 同種改性藥品下的吸附劑在濃度梯度下對(duì)氨氮吸附的影響

　　未改性的木炭以及經(jīng)聚合氯化鋁改性后的木炭對(duì)氨氮的處理效率較高,，均達(dá)50%以上，且在10g/L時(shí)效果較佳去除氨氮效率分別為62.49%,、60.81%,，吸收量分別為13.55mg/g、13.48mg/g,，而氯化鐵,、硫酸鐵分別改性后的木炭對(duì)氨氮去除效率一般，高時(shí)分別僅達(dá)15.98%,、13.70%,，吸收量分別為5.91mg/g、7.59mg/g,。

　　對(duì)同一改性藥品而言,，其濃度的改變,，對(duì)氨氮去除效率影響趨勢(shì)不大，整體差距不超5%,，硫酸鐵例外高去與低除率相差13%,。

　　2.3 不同時(shí)間下改性吸附劑對(duì)氨氮去除效率的影響

　　時(shí)間在一定程度上對(duì)對(duì)吸附效率有一定的影響。在2～3h之間,，吸附效率變化較大,，氨氮去除率分別由34.90%、22.83%升至60.49%,、61.14%,，相應(yīng)吸附量由12.06mg/g、7.89mg/g升至20.91mg/g,、21.13mg/g,，而3h之后吸附效率基本保持在60%以上。5h時(shí),，氯化鈉與氯化鋅對(duì)氨氮的去除效率各自為67.58%,、64.27%，吸附量分別為23.36mg/g,、22.22mg/g,。

　　2.4 不同溫度下較佳吸附劑對(duì)氨氮去除效率的影響

　　在60℃時(shí)，氨氮去除率較高,，原因主要是吸附為吸熱過(guò)程,，溫度升高有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，且改性藥品NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí),，改性的木炭去除氨氮的效果優(yōu)于5%NaCl改性的木炭,。

　　2.5 不同改性藥品改性的吸附劑的吸附色度性能

　　在改性藥品各異下對(duì)吸附劑活性炭改性，其色度的去除效率優(yōu)于木炭,，改性活性炭脫色效率均高達(dá)95%以上,，其中經(jīng)ZnCl2、FeCl3改性后脫色率分別為99.20%,、99.54%,，而未改性活性炭脫色為86.70%。未改性對(duì)色度去除效率也較高,，達(dá)到98.18%，反而對(duì)木炭改性后,，其脫色率均降低,。因此，脫色時(shí)優(yōu)先選用未改性木炭,。

　　2.6 不同藥品改性的吸附劑對(duì)焦化廢水中有機(jī)物的吸附性能

　　不同改性藥品改性活性炭對(duì)COD去除效果整體優(yōu)于木炭,，去除率全部在65%以上,，其中氯化鐵、氯化鋅改性活性炭好,，去除率均為73.91%,，吸附量為70.83mg/g。

　　未經(jīng)改性活性炭對(duì)COD處理較佳,，達(dá)72.17%,，去除量為553.33g/L，吸附量為69.17mg/g,，然而改性后的木炭COD去除率大都在45%左右,，但未改性木炭以及經(jīng)聚合氯化鋁改性后的木炭的去除COD效果佳，COD去除率分別為83.48%,、86.09%,，吸附量分別為70.83mg/g、82.5mg/g,。

　　2.7 未改性木炭在濃度梯度下對(duì)焦化廢水的綜合去除對(duì)比

　　未改性木炭對(duì)焦化廢水中氨氮,、COD以及色度的去除的整體效果而言較佳。其中氨氮去除率均達(dá)大于50%,，去除量為120mg/L左右,。COD去除率達(dá)80%左右去除量600mg/L。色度去除率隨未改性木炭濃度的增加先增大后減小,，在8g/L時(shí)佳,，達(dá)86.70%。而均隨著濃度的增加,，吸附劑對(duì)氨氮,、COD的吸附量表現(xiàn)為遞減趨勢(shì)，逐漸達(dá)平衡,。綜合經(jīng)濟(jì)成本考慮,，優(yōu)先選擇對(duì)氨氮及COD去除效率較高的，即6g/L,。

　　3,、結(jié)論

　　(1)木炭改性后對(duì)氨氮的處理效果優(yōu)于活性炭改性后的效果。

　　(2)去除氨氮時(shí),，對(duì)木炭改性較好的改性藥品為NaCl,、ZnCl2、PAC,。

　　(3)木炭在同種改性藥品下,，吸附劑濃度不同時(shí)，氨氮去除率較高時(shí)所對(duì)應(yīng)的吸附劑濃度為10g/L。

　　(4)木炭在吸附時(shí)間不同,，其余條件均相同時(shí),，氨氮去除率較高時(shí)對(duì)應(yīng)時(shí)間為5h。

　　(5)溫度為60℃,，氯化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,，氨氮去除效率高。

　　(6)改性的木炭脫色效率次于活性炭,，未經(jīng)改性的木炭脫色效率高于活性炭,。

　　綜上，無(wú)論是對(duì)氨氮的去除還是脫色效率而言,，相同條件下木炭的吸附量均優(yōu)于活性炭,，工藝成本遠(yuǎn)低于活性炭。