吸附脱色是采用活性炭、
有机膨润土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合,废水通过由其颗粒状物质组成的滤床,使废水中色度等污染物质吸附于多孔物质表面而去除。
活性炭吸附
活性炭作为一种优良吸附材料,是制革废水的最好吸附材料。活性炭对制革废水所含色度吸附率高,可以有效去除废水中所含的
活性染料体、碱性染料体、
偶氮染料体,甚至可以吸附某些重金属离子。由于活性炭微孔多、大中孔不足、亲水性强,限制了大分子及疏水性染料体的内扩散,只适用于废水中分子量不超过400的水溶性染料体脱色,对大分子或疏水性染料体的脱色效果较差,更不能吸附悬浮固体(SS)及不溶性染料体。活性炭虽然去除色度和COD的效果优良,但价格较贵,加之再生困难,因此一般只应用于浓度较低的制革
废水处理或深度处理。
其它物质吸附
除活性炭外,膨润土、麦饭石、粉煤灰等对制革废水也有较好的吸附作用。
(1)膨润土吸附:膨润土是以蒙脱石为主要成分的黏土,其颗粒表面存在正、负电荷,在制革废水处理中强化了吸附作用。试验中膨润土的脱色率可达90%以上,COD去除率高达86%,并具有操作简单,周期适中,易再生和投资少等特点。
(2)麦饭石吸附麦饭石对水溶性染料体具有良好的脱色效果和COD去除效果,特别是对耐酸染料体吸附作用较强。我国麦饭石资源丰富,开辟麦饭石吸附脱色技术,前景广阔。
(3)粉煤灰吸附:粉煤灰作脱色的吸附材料,对
活性染料脱色率在60%左右。但投资和运行费用明显低于活性炭,因此,在经济上较为合理。
膨润土的吸附机理
膨润土作为吸附剂处理印染废水的吸附机理与其独特的矿物组成以及晶体结构密切相关。针对膨润土吸附的机理研究很多,在综合前人的研究成果的基础上,主要对表面吸附作用、离子交换作用、分散悬浮性做一些简要介绍。
1、表面吸附作用
表面吸附是一种物理吸附,没有选择性,通过分子间力产生吸附,能力大小主要取决于吸附剂比表面积、孔容通道的大小,吸附热较小,在环境温度很低的情况下也能实现。作为一种无机矿物吸附剂,膨润土具有其他吸附剂共有的比表面积大和孔道能力发达等特点。同时,由于膨润土独特的
硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体的结构,使得膨润土拥有很强的膨胀性,当溶剂进入膨润土层间,晶粒由于较弱的层间作用力容易发生膨胀、分离等现象形成了更薄的晶片,拥有了更大的吸附比表面积和孔容通道,很多对膨润土的改性就是利用这个原理。
2、离子交换作用
膨润土晶体内部存在Al3+、Mg2+等阳离子互相间的置换,当被其他低价阳离子置换时,使晶体本身增加了负电荷,由层间吸附的阳离子补偿,从而形成一个大的负离子,由于电性中和作用,因而具有吸附某些阳离子的能力,吸附的阳离子可以和溶液中的阳离子发生交换作用。
膨润土的离子交换能力的大小主要受可变电荷表面的电量的多少、离子的半径决定。
3、分散悬浮性
分散悬浮性在膨润土作为吸附剂时起到辅助的功能。由于膨润土的矿物颗粒细小,有时粒径甚至达到纳米级别,晶胞常带有负电荷,彼此之间相互排斥,使得膨润土可以长久地漂浮、悬浮在溶液中,部分可以形成胶体状态,可以更好地发挥吸附的效果。
在这些机理之外,研究工作者对膨润土进行改性,赋予了其他的吸附能力。
当然,物理吸附和化学吸附不是孤立进行的,往往是相伴发生,在废水处理中,基本上每一个吸附过程都是几种吸附机理共同作用的结果。可能在某一个时间下,受某一种特定的吸附环境、吸附质等因素,某一种吸附机理发挥主要功效。