工業(yè)含鎘廢水的排放是我國當(dāng)前鎘廢水的主要來源，且其對于水資源的污染十分嚴(yán)重。我國對于工業(yè)廢水中鎘廢水的高排放質(zhì)量濃度設(shè)定為0.1mg/L-1，目前卻很難有企業(yè)達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，也就造成了鎘廢水處理問題的日益嚴(yán)重化。在鎘廢水的處理中，主要有化學(xué)法、物理法和微生物法3種。其中，利用脫灰煤基活性炭吸附法處理含鎘廢水屬于物理法中的一種，具有環(huán)保性，且安全可靠。

1、實驗設(shè)計

在活性炭吸附處理含鎘廢水中，可以根據(jù)溶液內(nèi)離子吸附前后的濃度差計算出活性炭的吸附效果，以此作為理論依據(jù)，處理含鎘廢水。

1.1 材料與儀器

本次實驗中，選取活性炭E1，進(jìn)行樣品過篩，得到30目(613mm)活性炭。再對活性炭進(jìn)行氧化，得到脫灰煤基活性炭。再準(zhǔn)備1000mg/L溶液備用，作為含鎘廢水備用。

原子吸收光譜儀，原子吸收分光光度計，鎘空心陰極燈，紫光分光光度計，電熱恒溫水浴鍋，天平，pH計，干燥箱，滴管，容量瓶，移液管1支，抽濾瓶，漏斗，溫度計，電路，燒杯和濾紙若干。

1.2 實驗方法

1)鎘離子測定：將準(zhǔn)備好的溶液用原子吸收的方式，在波長為220.0nm的狀態(tài)系測試其吸光度，并由相關(guān)曲線求出其濃度。

2)活性炭吸附容量測定：取100mL鎘溶液和pH計到燒杯中，取一定量的活性炭，將溫度設(shè)置到吸附溫度后，抽濾，測定濾出液體的pH值和鎘離子濃度，并計算出活性炭吸附容量。

3)吸附速度測定：取一定量的活性炭，放置到鎘溶液中，測定鎘溶液中活性炭的濃度，采用時間對比的方式畫出吸附速度曲線。

1.3 活性炭吸附測定

1)表面酸度測量：取0.5g活性炭+20mLNaOH放于燒瓶中，于80℃之下加熱6h，再與未用過的NaOH進(jìn)行對比。

2)再生測量：取0.2g活性炭，借助不同的再生劑對其進(jìn)行再生，待一定的時間后進(jìn)行洗滌烘干，再進(jìn)行第2次吸附。保證外部環(huán)境一定的情況下，觀察對比第1次、第2次的吸附效果，并以此計算吸附量和再生率。

2、實驗數(shù)據(jù)處理

2.1 吸附量計算

式中：Q0代表了溶液大吸附量；Ce代表了活性炭處理后剩余的濃度；q代表了活性炭的吸附量；K代表常數(shù)。

2.2 吸附速度計算

吸附速度是溶質(zhì)擴(kuò)散到炭表面的速度，從而占領(lǐng)炭表面空隙的時間。在溶液的吸附速度計算中，通過對吸附濃度、時間等數(shù)據(jù)的掌握，可以計算出吸附速度，見公式(2)。

3、脫灰煤基活性炭吸附處理含鎘廢水

3.1 活性炭吸附效果

標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如圖1所示。3.2 各因素對吸附能力的影響

3.2.1 吸附時間對活性炭吸附能力的影響

活性炭在吸附鎘離子時，常常會收到孔結(jié)構(gòu)、碳量等影響，從而影響吸附時間。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，活性炭在吸附鎘離子時，剛開始比較快，隨著時間的延長，吸附量變化不大，其吸附平均時間以3d佳，如表1所示。

3.2.2 活性炭用量對吸附能力的影響

相同的溶液，隨著活性炭的增加，其濃度降低，且鎘離子也減少。在活性炭吸附鎘離子中，可以通過適當(dāng)增加活性炭的用量，保證污水處理。在本次實驗中，選取0.2g活性炭。結(jié)果見表2。

3.2.3 pH對吸附能力的影響

在活性炭的吸附中，其主要原理是物理吸附。但也有因為活性炭表面氧化物的原選擇化學(xué)吸附的。吸附量與pH值關(guān)系見圖2。

據(jù)相關(guān)資料報道，活性炭在吸附鎘離子時，其合適的pH值為5。在本次實驗中，當(dāng)pH