２ 結(jié)果與討論
２．１ 滸苔對(duì)ＭＢ的吸附條件優(yōu)化
２．１．１?。穑戎祵?duì)脫色率的影響
一般認(rèn)為，ｐＨ值既能影響吸附劑的表面結(jié)合位點(diǎn)，又能影響染料分子表面的電離－聚集過程，因此本研究將其作為首要的優(yōu)化因素。由圖２可見，在設(shè)定的ｐＨ值范圍內(nèi)，當(dāng)廢水ｐＨ值由２升至４時(shí)，滸苔對(duì)廢水的脫色率顯著提高；ｐＨ值為４～１１時(shí)，脫色率保持在較高水平（８２．３２％以上），且波動(dòng)幅度不大。Ｃｅｎｇｉｚ［５］利用總狀蕨藻（Ｃａｕｌｅｒｐａ?。颍幔悖澹恚铮螅帷。觯幔颍悖欤椋睿洌颍幔悖澹幔┪轿剑停碌难芯恐幸驳玫筋愃平Y(jié)果：隨著ｐＨ值由３增至７，脫色率隨之增加，繼續(xù)增大ｐＨ值，脫色率保持穩(wěn)定。這可能與藻粉表面性質(zhì)因ｐＨ值而改變有關(guān)。在低ｐＨ值時(shí)，藻粉表面因質(zhì)子化而帶正電荷，與ＭＢ陽(yáng)離子產(chǎn)生排斥作用，使吸附量較低。在ｐＨ值較高時(shí)，藻類細(xì)胞壁表面帶負(fù)電荷，對(duì)帶正電荷的ＭＢ靜電引力增大［７］。由于模擬廢水初始ｐＨ值（４．７）處于最優(yōu)吸附的ｐＨ值區(qū)間（４～１１），故以下研究中模擬廢水的初始ｐＨ值均采用４．７。
２．１．２ 溫度對(duì)脫色率的影響
在上述優(yōu)化的ｐＨ值條件下，考察溫度對(duì)染料吸附影響，結(jié)果見圖３。溫度為１０℃時(shí)，脫色率最高（９０．３６％）。隨著溫度升高，脫色率略微降低，說明滸苔對(duì)ＭＢ的吸附反應(yīng)為放熱過程。Ａｒａｖｉｎｄｈａｎ等［８］研究溫度對(duì)蕨藻（Ｃ．ｓｃａｌｐｅｌｌｉｆｏｒｍｉｓ）吸附堿性黃的影響時(shí)也得到相似結(jié)果：溫度由２０℃升至６０℃，吸附容量略微降低。由于本研究中ＭＢ的去除率在溫度１０～５０℃變化較小，因此后續(xù)研究中的廢水溫度均選用３０℃。
２．１．３ 振蕩頻率對(duì)脫色率的影響
振蕩速率對(duì)脫色率的影響見圖４。隨著振蕩速率逐步提高，脫色率由靜止吸附的６７．７３％增大到１００ｒ／ｍｉｎ時(shí)的８２．１６％；繼續(xù)增大振蕩速率，脫色率不再有顯著增加。這是因?yàn)?，振蕩速率較低時(shí)，滸苔干粉堆積在一起，分散不均勻，使固液界面減少，影響滸苔對(duì)ＭＢ分子的吸附［９］；當(dāng)振蕩強(qiáng)度增加，液體和顆粒之間的相對(duì)速度變大，使顆粒表面固定液膜的厚度變薄，加快了擴(kuò)散速度［１０］，提高了滸苔顆粒對(duì)ＭＢ分子的吸附量。當(dāng)然，振蕩速率增大，將使能耗上升，從吸附效果和節(jié)省能耗兩方面考慮，確定適宜的振蕩速率為１００ｒ／ｍｉｎ。
２．１．４ 吸附時(shí)間對(duì)脫色率的影響
吸附時(shí)間過短，反應(yīng)不完全，不利于吸附達(dá)到平衡；吸附時(shí)間過長(zhǎng)，則會(huì)降低增加能耗，因此有必要合理選擇吸附時(shí)間。圖５顯示，滸苔對(duì)廢水的脫色率在反應(yīng)開始的３０ｍｉｎ內(nèi)急劇上升，而后逐漸減緩，９０ｍｉｎ后吸附基本達(dá)到平衡，穩(wěn)定在８４％左右。因此，選擇吸附時(shí)間為９０ｍｉｎ。
２．１．５?。停鲁跏紳舛葘?duì)脫色率的影響
染料初始濃度對(duì)脫色率的影響見圖６。當(dāng)初始濃度為１００ｍｇ·Ｌ－１時(shí)，滸苔對(duì)廢水的脫色率為７９．５１％，隨著初始濃度升高，脫色率急劇降低，初始濃度５００和１０００ｍｇ·Ｌ－１時(shí)的脫色率分別降為２８．１９％和１９．１４％。這種趨勢(shì)在前人的研究中也經(jīng)常出現(xiàn)。Ｋａｐｄａｎ等［１１］用云芝（Ｃ．ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ）作為吸附劑，當(dāng)染料濃度由１００～５００ｍｇ·Ｌ－１增至７００～１２００ｍｇ·Ｌ－１時(shí)，脫色率由１００％降至８０％。Ｖｉｊａｙａｒａｇｈａｖａｎ［１２］、Ｐａｄｍｅｓｈ［１３］等的研究也得到類似結(jié)果。這是因?yàn)?，?dāng)體系中存在低濃度染料分子時(shí)，藻粉表面的活性吸附位點(diǎn)相對(duì)較多，故能去除溶液中大部分染料；當(dāng)染料濃度增加時(shí)，單位質(zhì)量的藻粉所接觸的染料分子數(shù)增多，有限的吸附位點(diǎn)不能完全結(jié)合廢水中的染料分子，表現(xiàn)為去除率的降低。從本研究結(jié)果看，適宜的染料初始濃度為１００ｍｇ·Ｌ－１。
２．１．６ 藻粉粒徑對(duì)脫色率的影響
對(duì)于一定質(zhì)量的吸附劑，吸附質(zhì)的外部擴(kuò)散速度與吸附劑的表面積大小成正比，因此吸附劑的粒徑大小常被作為影響吸附的一個(gè)因素［１４］。本研究采用４種不同粒徑大小的滸苔干粉進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)。
由圖７可見，較小粒徑（＜０．２５ｍｍ）的滸苔對(duì)廢水染料有較高的脫色率；隨著粒徑的增大，脫色率雖有所降低，但是仍保持在８５％以上，表明粒徑的變化對(duì)吸附效果沒有十分明顯的影響。為保證獲得最高的脫色率，以下研究中選用粒徑＜０．２５ｍｍ的滸苔干粉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
２．１．７ 滸苔投加量對(duì)脫色率的影響
藻粉投加量對(duì)脫色率的影響見圖８。當(dāng)投加量為０．０５ｇ·Ｌ－１時(shí)，脫色率僅為３９．１３％；隨著藻粉投加量增加，脫色率急劇升高，當(dāng)投加量為０．２５ｇ·Ｌ－１時(shí)，脫色率達(dá)到９５．７１％；繼續(xù)增加投加量，由于廢水中的ＭＢ分子已基本被吸附完全，脫色率不再有顯著上升。因此，適宜的藻粉投加量為０．２５ｇ·Ｌ－１。由于藻粉投加量的影響實(shí)驗(yàn)是在其他６個(gè)因子優(yōu)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此，在圖７中，藻粉投加量０．２５ｇ·Ｌ－１對(duì)應(yīng)的脫色率即為滸苔干粉對(duì)ＭＢ廢水的最佳脫色效果。
２．２ 吸附等溫線方程
在優(yōu)化的吸附條件下，保持溫度（２０℃、３０℃、４０℃）不變，依次向１００ｍｇ·Ｌ－１的ＭＢ溶液中加入不同量（０．０５０、０．０７５、０．１００、０．１２５、０．２５０、０．５００、１．０００、２．０００ｇ·Ｌ－１）的滸苔干粉，測(cè)得Ｃｅ和Ｑｅ對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。根據(jù)三種溫度下的吸附平衡數(shù)據(jù)（ｌｇｃｅ與ｌｇｑｅ；１／ｃｅ與１／ｑｅ），分別采用Ｌ型和Ｆ型吸附等溫線進(jìn)行擬合，由此計(jì)算得到的參數(shù)值列于表１?？梢?，各溫度下的Ｌ型等溫線的相關(guān)系數(shù)Ｒ值均高于Ｆ型等溫線，表明Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程適于描述滸苔對(duì)ＭＢ的吸附過程，即：這種吸附更傾向于單分子層吸附。各溫度下表征吸附質(zhì)與吸附劑表面作用強(qiáng)度的參數(shù)１／ｎ均在０．１～０．５，表明滸苔對(duì)ＭＢ的吸附容易發(fā)生。
由Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等溫線得出的飽和吸附容量Ｑｍａｘ為１０００ｍｇ·ｇ－１，大大高于文獻(xiàn)報(bào)道的其它吸附材料對(duì)ＭＢ的飽和吸附容量（表２），表明以青島市附近海域的滸苔作為印染廢水吸附劑具有十分廣闊的應(yīng)用前景。為盡早將其應(yīng)用于印染廢水的吸附處理，今后應(yīng)在以下幾方面進(jìn)一步研究：青島海域滸苔的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和活性基團(tuán)特點(diǎn)研究；滸苔快速干化及低成本制備吸附劑的技術(shù)；青島海域滸苔對(duì)混合染料廢水的吸附脫色性能研究；滸苔對(duì)染料的動(dòng)態(tài)吸附工藝條件優(yōu)化等。
３ 結(jié) 論
（１）滸苔對(duì)ＭＢ的適宜吸附條件為：廢水中染料初始濃度為１００ｍｇ／Ｌ，ｐＨ值為４～１１，溫度１０～５０℃，振蕩速率１００ｒ／ｍｉｎ，吸附時(shí)間９０ｍｉｎ，藻粉粒徑＜０．２５ｍｍ，藻粉投加量為０．２５ｇ·Ｌ－１。在該條件下，廢水中ＭＢ的去除率達(dá)到９５．７１％。
（２）滸苔對(duì)ＭＢ的吸附過程與Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等溫線有較好一致性，為單分子層吸附。
（３）滸苔對(duì)ＭＢ的飽和吸附容量遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)報(bào)道的其他吸附劑，溫度２０～４０℃時(shí)均達(dá)到１０００ｍｇ·ｇ－１，證明青島附近海域滸苔是一種很有潛力的印染廢水吸附劑。
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