[发明专利]一种利用钙元素和硫元素含量评价和选择粉末活性炭吸附偶氮类染料性能的方法

说明书

一种利用钙元素和硫元素含量评价和选择粉末活性炭吸附偶氮类染料性能的方法，属水处理技术领域。本发明构建以钙元素和硫元素含量为特征指标的评价方法，综合考虑碘值、亚甲蓝值及比表面积等常规指标，优化用于偶氮类染料吸附去除的PAC评价及优选方法。粉末活性炭用超纯水洗净、煮沸并烘干后，测定其钙元素和硫元素含量，同时测定碘值、亚甲蓝值、比表面积及对应的吸附容量，确定五种指标与粉末活性炭的偶氮类染料吸附容量的相关系数分布特征，最终根据指标相关性，匹配吸附偶氮类染料PAC的指标。本发明针对偶氮类染料有机物特性，采用PAC中钙元素、硫元素含量作为评价PAC的关键指标，解决目前针对偶氮类染料的PAC评价和优选指标不精准、不全面的问题。

技术领域

本发明属水处理技术领域，尤其涉及一种水处理用粉末活性炭吸附性能评价方法，具体为一种利用钙元素和硫元素含量评价和选择粉末活性炭吸附偶氮类染料性能的方法。

背景技术

粉末活性炭(PAC)来源广泛、机械强度高、具有良好的理化性质和吸附性能，在工业废水处理等领域发挥着重要作用。活性炭的种类众多、制备过程各不相同，PAC原材料主要有煤质、木质、果壳、纤维等，根据活化方式可分为化学法活化、物理法活化和物理化学法活化等。不同材质及工艺制备出的PAC理化性质差异较大，针对不同性质污染物的吸附性能差异也较大。因此采用精准的、具有代表性的指标来选择和评价PAC吸附性能，有利于更加高效地开展评价和选炭工作。

目前通常采用碘值、亚甲基蓝值、比表面积等参数作为选择和评价PAC的指标。在PAC广泛应用的染料废水处理过程中，由于污染物性质差异较大，根据上述常规指标选择的PAC并不具有代表性。偶氮染料广泛用于多种天然和合成纤维的染色和印花，能分解产生20多种致癌芳香胺，研究表明大分子偶氮染料平衡吸附量与PAC的比表面积、平均孔径、亚甲蓝值和碘值等指标均无关。通过碘值、亚甲蓝值等常规指标分析PAC的偶氮类染料吸附性能，存在指标相关性差、分析不全面的问题。由于偶氮类染料中污染物的种类和特性各不相同，如何针对污染物特性进行PAC特征指标匹配，优选用于偶氮类染料高效吸附的PAC，是提高PAC指纹识别特征污染物、提高去除效率的关键所在。

偶氮类染料分子可与PAC中SO^3-和Ca²⁺等元素相互作用，存在明显的离子交换形式的化学吸附作用，因此PAC中钙元素和硫元素影响其吸附偶氮类染料的性能，PAC中钙元素和硫元素含量与PAC吸附偶氮类染料吸附容量存在高度相关性。目前评价和优选PAC的特征指标中较少考虑PAC所含元素，也未针对特征污染物偶氮类染料建立相匹配的评价方法。

本发明构建以钙元素和硫元素含量为特征指标的评价方法，同时综合考虑碘值、亚甲蓝值及比表面积等PAC常规评价和优选指标，优化用于偶氮类染料吸附去除的PAC评价及优选方法，解决目前针对偶氮类染料吸附去除的PAC优选及评价指标不精准、不具代表性的问题。可根据不同水质特点下各指标对应相关系数来优化评价和选择PAC的具体指标，以便适用于不同水质特点的偶氮类染料废水的PAC优选。

发明内容

本发明针对当前使用PAC吸附处理偶氮类染料中评价和选择指标不精准、不具代表性的问题，提供了一种用于偶氮类染料吸附去除的粉末活性炭优选方法，采用钙元素及硫元素含量作为特征指标，能够更为精确评价备选粉末活性炭吸附偶氮类染料性能，优选用于吸附去除偶氮类染料的PAC。

本发明所采用的方案如下：

一种利用钙元素和硫元素含量评价和选择粉末活性炭吸附偶氮类染料性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将多批次粉末活性炭用超纯水洗净并煮沸，在105℃下烘干至恒重后，测定粉末活性炭中钙元素和硫元素含量，作为表征活性炭吸附性能的特征指标，同时测定碘值、亚甲蓝值、比表面积等，作为表征活性炭吸附性能的常规指标，并测定粉末活性炭的偶氮类染料吸附容量；