花生壳粉去除印染废水中活性染料的研究

杨莉　赵晖

摘要：用花生壳粉作为生物吸附剂对活性黄、活性蓝及活性红3种染料进行吸附处理，分别考察了溶液pH、吸附剂粒径、吸附时间等因素对染料吸附效果的影响。结果表明，在吸附剂浓度为6.7 g/L、吸附剂粒径80～120目、染液pH 2～3、染料浓度100 mg/L的条件下，花生壳粉对3种活性染料的吸附效果较好；吸附时间为15 min时，花生壳粉对活性黄和活性紅的吸附脱色率分别为86.6%和91.2%；吸附时间为45 min时，花生壳粉对活性蓝的吸附脱色率为89.0%。

关键词：花生壳粉；吸附剂；活性染料；印染废水

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）09-2035-03

大多数染料废水性质稳定，不易被生物降解，属于难处理的工业废水，因而常用吸附法处理染料废水[1-3]。传统的吸附剂主要是活性炭，尽管活性炭对直接染料、酸性染料、活性染料、阳离子染料等水溶性燃料具有良好的吸附性能，但由于活性炭价格昂贵且不易再生使得印染废水处理成本较高。因此，寻找经济高效、可重复使用的材料作为吸附剂用于染料废水处理是印染废水处理研究的重点。而农作物废弃物作为一种吸附材料，其在废水处理领域所具有的独特优点已引起人们的广泛关注[4]。

农作物废弃物作为一种吸附材料，主要是因为其含有丰富的纤维素。纤维素是由许多D-（+）-葡萄糖通过β-1，4苷键连接起来的一种纤维状、多毛细管的线性高分子聚合物，具有多孔性和比表面积大的特点，分子内含有大量亲水性羟基，具有一定的吸附性。纤维素作为自然界中储量最大的天然高分子材料，具有价廉易得、易被微生物降解、不会给环境带来二次污染等特点，对其开发利用是科技工作者一直关注的热点。而且农作物废弃物可作为吸附材料的种类非常丰富，比如稻草的秸秆、稻壳、小麦的秸秆、废棉絮、甘蓝皮、椰壳纤维等[5-12]。

花生壳是花生加工的下脚料，大部分当作燃料或废渣弃去，造成自然资源的极大浪费，直接影响了花生的综合利用价值。近年来，国内外对花生壳的研究利用已有报道，主要是在热能、食品、化工，医药等领域[13]，对其在废水处理方面的应用研究较少。因此，本研究通过分析花生壳粉作为吸附剂去除印染废水中活性染料的可行性，为花生壳在废水处理方面的实际应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 吸附剂的制备

试验所用花生壳购自市场，用蒸馏水洗净后，于80 ℃烘箱中恒温烘干，通过粉碎机粉碎，然后再用蒸馏水清洗，以去除悬浮细小的物质和可溶性物质，清洗后置于80 ℃烘箱中恒温烘干，过筛，经标准筛筛分后得到20～40目、40～60目、60～80目、80～120目的花生壳粉，放入干燥器中备用。

1.2 所用仪器及试剂

仪器：UV-2001型紫外分光光度计，尤尼柯仪器有限公司，DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥烘箱购自上海一恒科学仪器有限公司，800型微型植物粉碎机购自大德药机公司，HJ-6型六联搅拌器购自上海比郎仪器有限公司，BP2215型电子天平购自湘仪天平仪器厂。

试剂：盐酸为分析纯，武汉市江北化学试剂厂生产；氢氧化钠为分析纯，上海海工学团实验二厂生产；活性黄M-3RE、活性蓝M-2GE、活性红3BS均为化学纯，天津染化四厂生产。所用水均为实验室自制蒸馏水。

1.3 染料溶液的制备

分别称取活性黄M-3RE、活性蓝M-2GE、活性红3BS染料各0.200 0 g，用蒸馏水溶解后移入2 000 mL的容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，配制成浓度为100 mg/L的染液备用。

1.4 吸附试验

1.5 脱色率计算方法

2 结果与分析

2.1 染液pH对吸附效果的影响

2.2 吸附剂粒径对吸附效果的影响

在吸附时间30 min、搅拌转速80 r/min、染液pH 2～3的条件下，分别设置吸附剂花生壳粉粒径为20～40目、40～60目、60～80目、80～120目，考察吸附剂粒径对染料去除效果的影响，结果如图2所示。随着花生壳粉粒径的减小，对染料的吸附脱色效果越来越好，当粒径为80～120目时，花生壳粉对各染料的吸附脱色率达到最大，对活性黄、活性蓝和活性红的吸附脱色率分别为87.0%、68.9%和56.2%。因此后续试验选取粒径为80～120目的花生壳粉。

2.3 吸附时间对吸附效果的影响

3 结论

用花生壳粉作为吸附剂来吸附水溶液中的活性染料的研究表明，花生壳粉对活性黄M-3RE、活性蓝M-2GE、活性红3BS染料均有较好的吸附效果。在优化的吸附条件下，即吸附剂浓度为6.7 g/L、吸附剂粒径80～120目、染料溶液初始pH 2～3、染料浓度100 mg/L时，花生壳粉对3种染料的吸附效果较好，其中活性黄和活性红的吸附时间选择15 min为宜，此时二者的吸附脱色率分别为86.6%和91.2%；活性蓝的吸附时间选择45min为宜，此时活性蓝的吸附脱色率为89.0%。

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