廢棄密度板變廢為寶成為生產(chǎn)活性炭的原料

活性炭(AC)具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積和優(yōu)良的吸附性能，已廣泛應(yīng)用于分離、精制、催化劑、試劑回收及其他領(lǐng)域。目前，AC的制備主要有物理活化法、化學(xué)活化法等。化學(xué)活化法生產(chǎn)木質(zhì)AC主要有磷酸活化法和氯化鋅活化法。其他的方法仍處于研究之中，如KOH活化法和K2CO，活化法等。磷酸活化法具有環(huán)境污染程度輕和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今AC工業(yè)的主要生產(chǎn)工藝之一。

我國是世界上密度板生產(chǎn)大國。在密度板生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄密度板及木粉一般用作鍋爐燃料（但熱值低）或重新打碎拌膠壓板，壓制的板稱再生板，再生板強(qiáng)度較低，且甲醛含量很標(biāo)。將廢棄密度板用作生產(chǎn)AC的原料，可使廢棄密度板得到更合理、更高效的利用，因此，如何優(yōu)化化學(xué)活化法的各種操作參數(shù)生產(chǎn)過渡孔發(fā)達(dá)的高性能AC產(chǎn)品，是一個(gè)有待解決的實(shí)際問題。

本工作以廢棄密度板為原材料，采用正交實(shí)驗(yàn)研究了廢棄密度板磷酸活化法制備AC的工藝，探討了各操作參數(shù)對AC性能的影響，為廢棄密度板的利用開辟了一條新途徑。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1材料、試劑和儀器

廢棄密度板:取自某纖維板制品有限公司。磷酸：工業(yè)級。其他試劑均為分析純。實(shí)際水樣取自南京林業(yè)大學(xué)紫湖溪，COD為155.38mg/L、p（NH3-N）為0.94mg/L、色度160倍、濁度60.80NTU、p（懸浮物）為43.00mg/L。

PCspectro多參數(shù)自動(dòng)測定儀：德國Aqualytic公司；實(shí)驗(yàn)室PCcompact色度單參數(shù)自動(dòng)測定儀：德國Aqualytic公司；2100N型濁度自動(dòng)測定儀：美國HACH公司；波美氏重表：河北省武強(qiáng)縣儀表廠。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 AC的制備

將廢棄密度板木屑與不同濃度的磷酸以一定的質(zhì)量比（浸漬比）混合，浸漬12h后，送入馬弗爐，在一定溫度下活化，活化過程中每隔15min取出攪拌一次，活化2h后取出冷卻，用鹽酸和自來水洗滌、干燥、稱重、粉碎得到粉狀A(yù)C待用。

1.2.2 AC處理廢水

稱取3gAC，置于250mL錐形瓶中，加入150mL實(shí)際水樣，在20℃條件下處理24h，過濾后測定各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)。

1.3 分析方法

碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值、焦糖脫色率(A法)按照GB/T12496-1999《木質(zhì)活性炭試驗(yàn)方法》測定；COD采用重鉻酸鉀法測定；p（NH3-N）采用多參數(shù)自動(dòng)測定儀配合原廠藥劑以比色法進(jìn)行測定；色度采用單參數(shù)自動(dòng)測定儀以比色法進(jìn)行測定；濁度采用濁度自動(dòng)測定儀以比色法進(jìn)行測定；采用波美氏重表測定磷酸波美度，換算成磷酸質(zhì)量濃度。

2結(jié)果與討論

2.1 AC制備工藝的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

采用正交實(shí)驗(yàn)法，選用Lg(34)正交設(shè)計(jì)表，考察了磷酸質(zhì)量濃度、活化溫度和浸漬比對AC得率、碘吸附值和亞甲基藍(lán)吸附值的影響，正交實(shí)驗(yàn)因素水平見表1，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。表1正交實(shí)驗(yàn)因素水平

由表2可見，AC各項(xiàng)性能指標(biāo)影響因素的大小順序?yàn)椋簩τ贏C得率，磷酸質(zhì)量濃度>浸漬比>活化溫度，較佳工藝為：A2C1B1；對于碘吸附值，活化溫度>浸漬比>磷酸質(zhì)量濃度，較佳工藝為：B1C3A3；對于亞甲基藍(lán)吸附值，磷酸質(zhì)量濃度>活化溫度>浸漬比，較佳工藝為：A382Cl。以上的分析結(jié)果是單獨(dú)考察一個(gè)指標(biāo)時(shí)的較佳工藝，分析各因素較佳水平順序，可以得到在本實(shí)驗(yàn)條件下的較佳工藝：A3BIC3，即磷酸質(zhì)量濃度為813.43g/L，活化溫度為500℃，浸漬比為2.1：1。

2.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證正交實(shí)驗(yàn)得出的較佳工藝A3B1C3，進(jìn)一步優(yōu)化工藝條件，采用質(zhì)量濃度為813.43g/L的磷酸為活化劑，活化溫度為500℃，以不同浸漬比再進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3。由表3可見：隨浸漬比增加，亞甲基藍(lán)吸附值增加；當(dāng)浸漬比為4.5：1時(shí)，AC得率為40.67%、碘吸附值為934.56mg/g、亞甲基藍(lán)吸附值為172.5mg/g、焦糖脫色率達(dá)100%。

2.3 AC處理實(shí)際水樣的結(jié)果

用本工作制備的AC對實(shí)際水樣進(jìn)行處理，效果見表4。從表4可見：采用由廢棄密度板制備的AC處理實(shí)際水樣后，COD去除率為84.50%，NH3-N去除率61.70%，色度去除率為86.88%，濁度去除率為82.80%．懸浮物去除率為80.98%，處理效果顯著。

3結(jié)論

a)采用廢棄密度板，以磷酸為活化劑制備AC，通過正交實(shí)驗(yàn)得出制備AC的較佳工藝條件：磷酸質(zhì)量濃度為813.43g/L，浸漬比為4.5：1，活化溫度為500℃，浸漬時(shí)間為12h，活化時(shí)間2h。在此條件下AC得率為40.67%，碘吸附值為934.56mg/g，亞甲基藍(lán)吸附值為172.5mg/g，焦糖脫色率為100%。

b)以本工作制備的AC處理實(shí)際水樣，效果顯著，采用3gAC處理150mL廢水，COD去除率為84.50%，NH3-N去除率為61.70%，色度去除率為86.88%，濁度去除率為82.80%，懸浮物去除率為80.98%。