染料廢水具有組成成分復雜、難生物降解、色度高、有機物濃度高、水質和水量變化大等特點，屬于難治理的廢水之一。

去除廢水中染料的基本方法有化學法、生物法和物理法。其中物理法中的吸附法具有吸附劑來源廣泛、吸附效率高、種類多、方法簡單易行、環保，且能夠選擇性地富集某些化合物等優勢。

目前，用于處理染料廢水的吸附劑主要有活性炭、樹脂、天然礦物和各種廢棄物等。其中活性炭的表面和內部有許多孔，具有去除能力高，比表面積大，能選擇性地去除染料的特點，應用較為廣泛。

活性炭吸附法具有成本低、成效快、污染小等優點，適用于小規模企業的染料廢水處理。但是，由于吸附法只是將染料吸附在吸附劑上，不能破壞染料分子結構，故其適合染料廢水的前期處理。吸附法可結合化學混凝法、氧化法、電化學方法等其他方法綜合辦法來處理染料廢水，效果更佳。

在活性炭吸附染料廢水的系統中，影響吸附行為的因素眾多，包括投加量、粒徑、比表面積、孔隙結構等活性炭方面的因素，也有染料濃度等染料廢水方面的因素，還有時間、溫度、pH值等外界環境方面的因素。目前,對于影響吸附因素的研究還停留在定性分析層面，若能實現定量表征上述因素對吸附行為的影響程度，找出影響吸附的主要因素，就能方便快捷地選擇吸附劑，達到較佳吸附效果并提高活性炭的利用率。

針對活性染料廢水處理，波濤活性炭廠家研究了活性炭的材質、物理形態及用量對CODcr降解率的影響，以及活性炭用量、吸附溫度和時間，及pH值對染料脫色率的影響，優化其處理工藝條件，經實驗所得結論如下：

一、活性炭對CODcr去除率的影響

1、活性炭材質對CODcr去除率的影響

在染料廢水中，分別加入相同目數、相同質量的椰殼類、果殼類和木材類顆粒活性炭，在常溫條件下，測定不同吸附時間時的CODcr去除率，結果如圖1所示。

由圖1可知：椰殼類顆粒活性炭和果殼類顆粒活性炭對染料廢水CODcr的去除率顯著高于木材類顆粒活性炭。其中，椰殼類的CODcr去除率較高。這可能是因為椰殼類的表面空隙較多且疏松，木材類表面的空隙結構緊密，果殼類表面空隙略多于木材類，但空洞較淺，吸附較少。

2、活性炭物理形態對CODcr去除率的影響

采用椰殼類柱狀活性炭，尺寸為2mm×4mm；顆粒狀活性炭為自制，即將柱狀活性炭用離心碾磨機粉碎，再用篩子篩選出不同粒徑的顆粒狀活性炭。分別在染料廢水中投人顆粒狀活性炭和柱狀活性炭各20g，在常溫條件下吸附，測定不同吸附時間的CODcr去除率，結果如圖2所示。

由圖2可知，顆粒狀活性炭對CODcr的去除率約為柱狀活性炭的1.2倍。顆粒狀活性炭孔徑較小且多，吸附CODcr的容量較大；柱狀活性炭的空隙數量有限且接觸面積相對較小，所以顆粒狀活性炭比柱狀活性炭的CODcr去除率高。

3、粒徑對CODcr去除率的影響

采用10g顆粒狀活性炭，粒徑分別為0.3mm、0.09mm、0.074mm的在常溫條件下吸附，測定不同吸附時間的CODcr去除率，結果如圖3所示。

由圖3可知：活性炭粒徑為0.09mm時，染液的CODcr去除率較高，為95%~98%；粒徑為0.3mm時，CODcr去除率較低，80%~85%；0.074mm粒徑的活性炭，CODcr去除率87%~91%。由此可見，活性炭粒徑并非越小越好，粒徑適中的活性炭對廢水CODcr去除率更高。

4、活性炭質量對CODcr去除率的影響

在染料廢水中，分別加入不同質量的顆粒狀活性炭，在常溫條件下吸附，測定不同吸附時間的CODcr去除率，結果如圖4所示。

如圖4所示：隨著活性炭投加量的增加，染料廢水的CODcr去除率逐漸升高。3g時，飽和吸附時的CODcr去除率為47%左右，6g時，飽和吸附時的CODcr去除率為70%左右；12g時，飽和吸附時的CODcr去除率為85%左右；15g時，飽和吸附時的CODcr去除率為95%左右。隨著活性炭投入量的增多，CODcr去除率也隨之上升，而吸附時間也在增加。活性炭的用量越多，CODcr去除率越高。

二、活性炭對染料廢水脫色率影響

1、活性炭質量對脫色率的影響

取質量濃度為250mg/L，pH=6.65的染料廢水100mL。將不同質量的顆粒狀活性炭分別投入染料廢水中，在常溫條件下吸附60min后，測定脫色率，結果如圖5所示。

由圖5可知：隨著活性炭質量的增加，染料廢水的脫色率呈現先加大后減小的趨勢。當活性炭質量少于1.0g時，染料脫色率明顯增加，大于1.0g以后，隨著活性炭質量的增加，脫色率明顯減小。其原因可能是隨著活性炭質量的增加，產生堆積效應，使活性炭比表面積減小，從而影響對染料廢水中染料分子的吸附。

2、溫度對脫色率的影響

在不同的溫度下，于染料廢水中加入1g活性炭，吸附60min后，測定脫色率，結果如圖6所示。

由圖6可知：隨著吸附溫度的逐漸升高，脫色率不斷增加，但溫度高于70℃后脫色率有逐漸下降的趨勢。隨著溫度的升高，廢水中的染料可能會發生聚集，從而使活性炭吸附減小。

3、pH值對脫色率的影響

在70℃條件下，調節染料廢水的pH值，加入1g活性炭，吸附60min后，測定脫色率，結果如圖7所示。

由圖7可知：在不同的pH值條件下，活性炭對染料廢水脫色率的影響不大。這說明活性炭對染料廢水中染料的吸附是一個物理過程，對染料廢水pH值的變化不敏感。

4、吸附時間對脫色率的影響

在70℃條件下，于染料廢水中加入1g活性炭，測定不同吸附時間的脫色率，結果如圖8所示。

由圖8可知：脫色率在短時間內隨吸附時間的增加而顯著提高，隨后增加效果不顯著且還有適當降低。由多孔吸附的動力學模型可知：吸附開始階段，染料分子快速填充孔隙；之后由于擴散阻力的增加，吸附速度變慢。

三、結論

1、椰殼類顆粒活性炭對活性染料廢水CODcr的去除率效果較好較大；顆粒狀活性炭對活性染料廢水CODcr的去除率明顯高于柱狀活性炭。活性炭粒徑為0.09mm時，其對活性染料廢水CODcr去除率較佳，但活性炭的粒徑也并非越小越好，粒徑適中的活性炭對活性染料廢水CODcr去除率更好；其質量為15g時，CODcr的去除率較高。

2、溫度為70℃，吸附時間為20min時，活性炭質量在1.0g左右時，其對活性染料廢水的脫色率較高；pH值的變化對活性炭提高活性染料廢水脫色率效果不明顯。