低成本吸附剂在染色废水中的应用

陈玉玲，古丽加衣娜尔·巴合提，何晨曦，房浩亮，单国华,2

（1.新疆大学 纺织与服装学院，新疆 乌鲁木齐 830046；2.新疆大学 特色纺织品与清洁染整技术重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830046）

水对人类的生存非常重要，随着人们对自身健康和环境的关注，对于废水的处理越来越关注。在这些废水中，染色废水由于含有大量的难降解、有毒性的染料，对人体和环境存在危害，对于染色废水的处理具有很大的挑战性。常见的染色废水处理方法有吸附法、絮凝法、氧化法、电化学法、光催化法、膜处理法等。在这些方法中，吸附法因其设计简单、操作简便、吸附效果好等优点，受到研究者的普遍关注。市售活性炭作为吸附剂，其具有优异的染料吸附能力，但是其高成本限制了在染色废水处理中的推广应用。当前，开发低成本高效吸附剂是当前吸附剂法研究的一个热点。一些低成本来源的活性炭、农业工业废弃物直接作为吸附剂逐渐引起研究人员的关注，如下主要介绍了近几年这些低成本吸附剂在染色废水处理应用中的主要研究进展，期望为开发低成本高效的染色废水吸附剂提供思路。

1 废料制备活性炭

市售活性炭一般是以木材或煤为原材料，经过碳化制备具有多孔、大比表面积、多活性基特点的吸附材料，吸附效果优异，但其制备成本较高，且原料不可再生。一些工农业废料具有来源丰富、价格低、可再生等特点，将工农业废料制备活性炭，实现其在染色废水吸附处理中的应用，不但可以提高其应用价值，还可以提高其附加值，降低其处置成本。

1.1 秸秆废料

秸秆是最为常见的农业废料，秸秆结构中具有多孔结构，是制备活性炭的理想替代原料[1]。王泽庆等研究了应用棉花秸秆制备活性炭吸附亚甲基蓝染料，染料去除率达到90%以上[2]；庄妍等研究了应用芦苇秸杆制备活性炭吸附活性艳红染料；王艳等研究了应用芝麻杆制备活性炭吸附分散蓝染料，染料去除率分别达到93%和85%[3-4]。从上面研究可以看出，秸秆制备活性炭对染料具有优异的吸附性能，其具有作为活性炭来源的广泛应用前景，我国是农业大国，每年有可观的各类秸秆产出，将其作为活性炭来源，可以提高其应用领域，增加秸秆农业废料的附加值。

1.2 干果水果皮废料

干果水果皮也可作为低价活性炭来源。淡玄玄等研究了应用巴旦木壳制备活性炭吸附孔雀石绿染料；辛赫等应用薄皮核桃皮制备活性炭吸附亚甲基蓝染料；杜峰涛等应用石榴皮制备活性炭[5-7]。干果水果皮一般是作为无用或低价的废料进行处理，增加了处理成本，将这些干果水果皮制备成活性炭应用于染料废水的吸附，也可提高这些废料的附加值，降低处置成本。

1.3 其他废料

除了上述秸秆以及干果水果皮废料外，还有一些其他废料也可用来制备活性炭吸附染料。吴娟娟等应用稻壳制备活性炭吸附甲基橙染料；张鹏会等应用银杏叶制备活性炭吸附酸性红染料，染料去除率均达到98%[8-9]。

从上述研究可以看出，由于活性炭具有优异的染料吸附效果，对低成本活性炭碳基来源进行开发是活性炭研究的一个热点，将废料作为活性炭来源，不但提高废料的应用价值，还可以提高其附加值，降低其处理成本。

2 废料直接做吸附剂

废料也可直接作为吸附剂进行染料废水的吸附，包括农业废料、工业废料以及家庭废料等。

2.1 农业废料

农业废料主要是来源于农业生产过程中产生的一些废料，为了增加其附加值，也对其直接应用与染料废水吸附展开了研究。杨丽娟研究了应用棉花壳吸附剂吸附孔雀石绿染料，染料去除率达到96%[10]；李紫薇等应用向日葵秸杆和棉花秸秆吸附孔雀石绿染料，染料去除率达到99%[11]。可以看出，这些农业废料是可以作为吸附剂应用在染料废水处理中，也具有优异的染料去除能力，可以提高这些废料的附加值。

2.2 工业废料

木材工业废料是木材加工过程中产生的废料，比如锯末和树皮，它们具有资源丰富、产量大、成本低的优点。王彦民等研究了枫香木木屑对亚甲基蓝染料的吸附，去除率达到99%[12]。

2.3 家庭废料

家庭废料主要是家庭生活过程中产生的一些废料，将其直接丢弃，还需要增加其处置成本，将其作为吸附剂，可以提高这些废料的附加值，降低处置成本。陈莹等研究了柚子皮吸附亚甲基蓝染料，染料去除率达到97%[13]；魏巍等研究了西瓜皮吸附罗丹明B 染料和孔雀石绿染料，染料去除率分别为67%和93%[14]。

3 结语

本研究主要介绍了一些应用在废水吸附过程中的低成本吸附剂的来源，包括废料制备活性炭（棉花废料、干果水果废料），废料直接作为吸附剂（农业废料、家庭废料、工业废料），认为开发低成本的染料吸附剂具有广阔的应用前景，从废料中开发染料吸附剂，不但可以提高这些废料的附加值，同时还可以降低这些废料的处置成本，符合绿色环保的理念。