1、概述
印染廢水是當(dāng)今污染源之一，降低廢水中有機(jī)物含量和色度已成為當(dāng)今工業(yè)廢水治理的一個(gè)特點(diǎn)，印染廢水具有色度大、有機(jī)物含量高、成分復(fù)雜、水質(zhì)變化大、毒性大等特點(diǎn)，目前該種廢水的處理方法主要有物理處理法、化學(xué)處理法以及生物處理法。
吸附法是利用多孔性吸附劑與廢水混合，或讓廢水通過由吸附劑組成的濾床，使有機(jī)分子吸附在其表面或被過濾出去�；钚蕴俊⑻烊坏V物、殼聚糖、樹脂等是目前常用的主要吸附劑。
殼聚糖制備原料為甲殼素，甲殼素的N-脫乙酰度高于55%的產(chǎn)物稱為殼聚糖。本文圍繞殼聚糖吸附印染廢水進(jìn)行研究。以高嶺土模擬懸浮顆粒物，以土壤作為高嶺土的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。
2、實(shí)驗(yàn)
2．1 藥品與儀器
實(shí)驗(yàn)藥品：普拉紅B(分析純)，冰醋酸(99．4%)(分析純)， NaOH(分析純)。殼聚糖脫乙酰度80%～95%，高嶺土。
實(shí)驗(yàn)儀器見表1。
2．2 殼聚糖絮凝體的制備
殼聚糖結(jié)構(gòu)中存在氨基，在酸性條件下將其質(zhì)子化從而使殼聚糖溶解。再不斷加入堿，攪拌均勻，得到殼聚糖絮凝體，對(duì)染料進(jìn)行吸附。具體步驟如下：稱取0．2g殼聚糖于100mL燒杯中，加入20mL蒸餾水，0．6mL乙酸使其完全溶解;再不斷加入NaOH(20%)并攪拌均勻，直至pH計(jì)顯示中性。
2．3 模擬染料廢水的吸附性能的研究
量取50mL，1g/L普拉紅B染料溶液于制備的絮凝體中進(jìn)行攪拌，每隔15min吸取上清液略多于2mL進(jìn)行離心，取離心后的上清液2mL于50mL的比色管中，加入蒸餾水至刻度線，測(cè)吸光度。記錄數(shù)值直至吸光度不再發(fā)生變化，即吸附達(dá)到平衡，停止計(jì)時(shí)。
3、結(jié)果與討論
3．1 吸附動(dòng)力學(xué)研究
以1g/L的普拉紅B染料為模擬染料做吸附動(dòng)力學(xué)模擬。本實(shí)驗(yàn)為了研究其機(jī)理，分別使用擬一級(jí)、擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)式對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。
擬合參數(shù)見表2，擬合結(jié)果見圖1，圖2。
從結(jié)果可知，動(dòng)力學(xué)方程為：
其中，k1，k2為準(zhǔn)一級(jí)和準(zhǔn)二級(jí)吸附反應(yīng)速率常數(shù)，無量綱，單位分別為h－1和g/(mg•h);qe為吸附達(dá)到平衡時(shí)的吸附量，mg/g;qt為t時(shí)刻的吸附量，mg/g;t為反應(yīng)時(shí)間，h。
由表2中殼聚糖與再生得到的殼聚糖的吸附動(dòng)力學(xué)曲線的擬合參數(shù)可知，擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算所得的吸附容量和實(shí)驗(yàn)數(shù)值更加接近，且方程的相關(guān)系數(shù)Ｒ2值大于0．97。這說明擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以更準(zhǔn)確地描述殼聚糖以及再生得到的殼聚糖對(duì)普拉紅B的吸附過程，吸附符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。
3．2 吸附熱力學(xué)研究
本實(shí)驗(yàn)還進(jìn)行了由吸附平衡數(shù)據(jù)繪制出殼聚糖的等溫線。具體做法是用朗格繆爾反應(yīng)式和弗里德里希反應(yīng)式對(duì)其吸附等溫線擬合。
表3是具體的擬合參數(shù)。圖3和圖4為具體的擬合結(jié)果。
吸附熱力學(xué)方程的表達(dá)式分別為：
其中，qe為吸附達(dá)到平衡時(shí)的吸附量，mg/g;qm為理論飽和吸附量，mg/g;Ce為溶液在吸附平衡時(shí)的濃度，mg/L;KL為朗格繆爾常數(shù)，L/mg。
其中，qe為吸附達(dá)到平衡時(shí)的吸附量，mg/g;qm為理論飽和吸附量，mg/g;Ce為溶液在吸附平衡時(shí)的濃度，mg/L;KF為弗里德里希常數(shù)，無量綱(與吸附強(qiáng)度相關(guān));n為弗里德里希指數(shù)(與吸附強(qiáng)度相關(guān))。
殼聚糖對(duì)普拉紅B的吸附均符合Freundich吸附等溫方程。計(jì)算可得的飽和吸附容量為264．8mg/g。
4、結(jié)語
在常溫下，pH=7．0，殼聚糖含量為0．2g，殼聚糖以及再生得到的殼聚糖對(duì)普拉紅B的吸附過程可用二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程來描述，殼聚糖對(duì)普拉紅B的吸附符合弗里德里希反應(yīng)等溫吸附模型，飽和吸附容量為264．8mg/g。（來源：唐山市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院環(huán)境工程所）
