农林废弃物资源丰富、廉价,且含有大量木质素、半纤维素和纤维素,它主要包括稻壳、玉米秸秆、花生壳、甘蔗渣、橘子皮、木屑等,在水处理中应用前景广阔。将农林废弃物直接用于吸附印染废水:一方面是由于其物理结构上孔隙度较高,比表面积较大,可以与印染废水中的染料分子发生物理吸附;另一方面,某些农林废弃物中含有较多的活性物质,如羧基、羟基、氨基等,这些物质的存在有利于染料分子的吸附。但由于活性组分含量较低,一般采用化学改性的方法,通过酯化、醚化和接枝共聚使其具备更高的吸附能力。农林废弃物用于水处理,既能降低废水处理成本,又能实现农林废弃物的资源化,为农林废弃物的综合利用提供了新途径。本文对用农林废弃物处理印染废水进行了综述。
1 农林废弃物对印染废水的处理
1.1 玉米芯处理印染废水
以玉米芯为原料制备的活性炭吸附剂对次甲基蓝、碱性品红、甲基橙三种染料废水的吸附性能。结果表明,吸附剂量为1g,吸附时间在5 h 左右,温度在25 ~90 ℃之间变化时,次甲基蓝的脱色率由96.4 %增加到99.2 %,碱性品红的脱色率由97.8 %增加到99.6 %,甲基橙的脱色率由99.1 %增加到99.9 %。
1.2 木屑处理印染废水
经环氧氯丙烷交联的木屑对品红及孔雀石绿在不同条件下的吸附性能。通过单因素实验,确定改性木屑对品红的最优吸附条件为:吸附温度40 ℃,pH 值6.0,吸附时间3 h ,色度去除率可达97.5 %;对孔雀石绿的最优吸附条件为:吸附温度40 ℃, pH 值6.1,吸附时间3 h ,色度去除率可达99.2 %。在温度、时间、pH 值三个因素中,对染料废水吸收率影响最大的因素是pH值。在最佳吸附条件下,改性木屑对染料废水的吸附容量较高,吸附率可达99.2 %。
1.3 花生壳处理印染废水
硫酸活化花生壳制取活性炭的最佳工艺条件及其处理印染废水技术的效果。结果表明,炭化时间为150 min,炭化温度为800 ℃,硫酸的稀释比为1:1,固液比为1:2,活化时间为90 min,活化温度为60 ℃时,制得的活性炭吸附性能优良。用其吸附处理印染废水,在活性炭吸附剂用量为15 g/ L,吸附时间为120 min,振荡速率为160 r/min,pH 值为5,温度为25℃的条件下,脱色率达96.7。
1.4 稻壳处理印染废水
柠檬酸热化学酯化法改性稻草去除水中亚甲基蓝。实验比较了天然和改性稻草去除溶液中阳离子染料的能力。研究了pH 值、吸附剂量、染料浓度、离子强度、吸附时间对亚甲基蓝吸附效果的影响。在pH 值为2.0 ~ 10.0 范围内,天然稻草去除亚甲基蓝的能力随pH 值的增加而增加,而改性稻草在pH 值≥3.0时,对染料的去除率达到最大。染料吸附等温线符合Langmuir 模式,由Langmuir 方程可得天然及改性稻草吸附亚甲基蓝的能力分别为80.0 mg/g 和270.3 mg/g。
1.5 其他农林废弃物处理印染废水
用桔子皮作为生物吸附剂去除水中亚甲基蓝。在pH 为10 的条件下,对亚甲基蓝的最大吸附量为370.3 mg/g 左右,他们认为桔子皮有很大的应用前景。用ZnCl2溶液活化法制备核桃壳质活性炭处理印染废水。结果表明:活性炭用量为0.02 g/ mL,40 ℃吸附80 min,色度去除率达100 %,处理效果均明显优于市售活性炭。
2 小结
农林废弃物产量巨大,具有可再生性,是一种重要的生物资源。将农林废弃物用于处理印染废水,不仅能降低废水对环境的污染,而且能够充分利用可再生资源,达到以废治废循环经济的处理模式,还为农林废弃物的综合利用提供了新途径。但同时也存在着不少问题:(1)农林废弃物处理废水的研究还处于实验阶段,主要停留在影响因素的探讨上;(2)农林废弃物的种类繁多,收集分类难以实现工业化;(3)农林废弃物大多并不能直接应用,须经加工改性,而不同种类的改性要求条件又不同,因此也难以实现工业化。纵观以上的研究结果与存在问题,应加快农林废弃物用于废水处理的理论研究,尽量克服应用中存在的问题,早日将农林废弃物应用于废水处理,实现工业化生产。