低成本吸附劑在染色廢水中的應用

陳玉玲，古麗加衣娜爾·巴合提，何晨曦，房浩亮，單國華,2

（1.新疆大學 紡織與服裝學院，新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆大學 特色紡織品與清潔染整技術重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830046）

水對人類的生存非常重要，隨著人們對自身健康和環(huán)境的關注，對于廢水的處理越來越關注。在這些廢水中，染色廢水由于含有大量的難降解、有毒性的染料，對人體和環(huán)境存在危害，對于染色廢水的處理具有很大的挑戰(zhàn)性。常見的染色廢水處理方法有吸附法、絮凝法、氧化法、電化學法、光催化法、膜處理法等。在這些方法中，吸附法因其設計簡單、操作簡便、吸附效果好等優(yōu)點，受到研究者的普遍關注。市售活性炭作為吸附劑，其具有優(yōu)異的染料吸附能力，但是其高成本限制了在染色廢水處理中的推廣應用。當前，開發(fā)低成本高效吸附劑是當前吸附劑法研究的一個熱點。一些低成本來源的活性炭、農(nóng)業(yè)工業(yè)廢棄物直接作為吸附劑逐漸引起研究人員的關注，如下主要介紹了近幾年這些低成本吸附劑在染色廢水處理應用中的主要研究進展，期望為開發(fā)低成本高效的染色廢水吸附劑提供思路。

1 廢料制備活性炭

市售活性炭一般是以木材或煤為原材料，經(jīng)過碳化制備具有多孔、大比表面積、多活性基特點的吸附材料，吸附效果優(yōu)異，但其制備成本較高，且原料不可再生。一些工農(nóng)業(yè)廢料具有來源豐富、價格低、可再生等特點，將工農(nóng)業(yè)廢料制備活性炭，實現(xiàn)其在染色廢水吸附處理中的應用，不但可以提高其應用價值，還可以提高其附加值，降低其處置成本。

1.1 秸稈廢料

秸稈是最為常見的農(nóng)業(yè)廢料，秸稈結構中具有多孔結構，是制備活性炭的理想替代原料[1]。王澤慶等研究了應用棉花秸稈制備活性炭吸附亞甲基藍染料，染料去除率達到90%以上[2]；莊妍等研究了應用蘆葦秸桿制備活性炭吸附活性艷紅染料；王艷等研究了應用芝麻桿制備活性炭吸附分散藍染料，染料去除率分別達到93%和85%[3-4]。從上面研究可以看出，秸稈制備活性炭對染料具有優(yōu)異的吸附性能，其具有作為活性炭來源的廣泛應用前景，我國是農(nóng)業(yè)大國，每年有可觀的各類秸稈產(chǎn)出，將其作為活性炭來源，可以提高其應用領域，增加秸稈農(nóng)業(yè)廢料的附加值。

1.2 干果水果皮廢料

干果水果皮也可作為低價活性炭來源。淡玄玄等研究了應用巴旦木殼制備活性炭吸附孔雀石綠染料；辛赫等應用薄皮核桃皮制備活性炭吸附亞甲基藍染料；杜峰濤等應用石榴皮制備活性炭[5-7]。干果水果皮一般是作為無用或低價的廢料進行處理，增加了處理成本，將這些干果水果皮制備成活性炭應用于染料廢水的吸附，也可提高這些廢料的附加值，降低處置成本。

1.3 其他廢料

除了上述秸稈以及干果水果皮廢料外，還有一些其他廢料也可用來制備活性炭吸附染料。吳娟娟等應用稻殼制備活性炭吸附甲基橙染料；張鵬會等應用銀杏葉制備活性炭吸附酸性紅染料，染料去除率均達到98%[8-9]。

從上述研究可以看出，由于活性炭具有優(yōu)異的染料吸附效果，對低成本活性炭碳基來源進行開發(fā)是活性炭研究的一個熱點，將廢料作為活性炭來源，不但提高廢料的應用價值，還可以提高其附加值，降低其處理成本。

2 廢料直接做吸附劑

廢料也可直接作為吸附劑進行染料廢水的吸附，包括農(nóng)業(yè)廢料、工業(yè)廢料以及家庭廢料等。

2.1 農(nóng)業(yè)廢料

農(nóng)業(yè)廢料主要是來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一些廢料，為了增加其附加值，也對其直接應用與染料廢水吸附展開了研究。楊麗娟研究了應用棉花殼吸附劑吸附孔雀石綠染料，染料去除率達到96%[10]；李紫薇等應用向日葵秸桿和棉花秸稈吸附孔雀石綠染料，染料去除率達到99%[11]?？梢钥闯?，這些農(nóng)業(yè)廢料是可以作為吸附劑應用在染料廢水處理中，也具有優(yōu)異的染料去除能力，可以提高這些廢料的附加值。

2.2 工業(yè)廢料

木材工業(yè)廢料是木材加工過程中產(chǎn)生的廢料，比如鋸末和樹皮，它們具有資源豐富、產(chǎn)量大、成本低的優(yōu)點。王彥民等研究了楓香木木屑對亞甲基藍染料的吸附，去除率達到99%[12]。

2.3 家庭廢料

家庭廢料主要是家庭生活過程中產(chǎn)生的一些廢料，將其直接丟棄，還需要增加其處置成本，將其作為吸附劑，可以提高這些廢料的附加值，降低處置成本。陳瑩等研究了柚子皮吸附亞甲基藍染料，染料去除率達到97%[13]；魏巍等研究了西瓜皮吸附羅丹明B 染料和孔雀石綠染料，染料去除率分別為67%和93%[14]。

3 結語

本研究主要介紹了一些應用在廢水吸附過程中的低成本吸附劑的來源，包括廢料制備活性炭（棉花廢料、干果水果廢料），廢料直接作為吸附劑（農(nóng)業(yè)廢料、家庭廢料、工業(yè)廢料），認為開發(fā)低成本的染料吸附劑具有廣闊的應用前景，從廢料中開發(fā)染料吸附劑，不但可以提高這些廢料的附加值，同時還可以降低這些廢料的處置成本，符合綠色環(huán)保的理念。