活性炭吸附苯系物性能的研究进展

人类活动排放的挥发性有机物（VOCs）,尤其是苯系物（BTEX）,不仅影响空气质量,还会对人体健康产生不同程度的危害。室内苯系物具有浓度低、释放周期长及来源复杂等特点。由于活性炭（AC）优异的孔道结构和易调控的表面化学性质,采用活性炭吸附苯系物是封闭/半封闭空间空气污染控制的最有效策略之一。本文综述了封闭/半封闭空间苯系物的理化特征、活性炭的物理化学性质及其吸附苯系物的影响因素。这些因素主要包括活性炭物理结构、表面化学性质、苯系物分子结构和吸附条件。此外,还进一步探讨了活性炭再生技术,并展望了针对封闭/半封闭空间苯系物污染的活性炭吸附技术的改进策略。     

间歇活性污泥法处理硫氰酸钠废水

用 SBR(Sequencing Batch Reactor)技术处理 NaCNS 废水的小试。池有效容积9L,每周期曝气10h,沉淀、排水各1h共12h,处理效果显著。当进水 NaCNS 浓度5099.6mg/L;出水5.2mg/L;进水 COD_(cr)浓度3932.0mg/L;出水83.8mg/L;CODcr 污泥负荷为0.55kg/kgd;容积负荷6.2kg/m~3d;SVI 28～38。     

表面活性剂对苯系物在静水面挥发的影响

以苯、甲苯和乙苯为苯系物(BTEX)的目标化合物 ,研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和月桂醇聚氧乙烯(4)醚(Brij30)共存时,BTEX在静水面的挥发及机理 ,为复合污染的水体中表面活性剂对有机物挥发的影响提供理论依据 .结果表明 ,在所测浓度范围内 ,表面活性剂浓度大于临界胶束浓度 (CMC)且分别达到1000mg/L、2000mg/L和3000mg/L 时 ,乙苯、甲苯和苯的挥发速率分别开始变小 ,挥发半衰期值(t_1/2)变大 .胶束的形成 ,减小了BTEX在液膜和液相中的浓度比(α) ,使BTEX在静水面的挥发速率降低 .CTMAB和Brij30对苯系物在静水面挥发速率的抑制作用明显强于SDBS .相同表面活性剂对BTEX挥发速率的抑制作用与BTEX的辛醇 水分配系数 (Kow)和亨利系数(H)均呈正相关 .     

膜与臭氧化生物活性炭组合系统的运行效能

将膜与臭氧化-生物活性炭工艺组合,在臭氧化-生物活性炭O₃+BAC工艺前,先经MF过滤,去除能被O₃氧化的固体颗粒状有机物,减轻BAC的有机负荷,再对BAC出水进行UF过滤,能有效地防止由BAC表面脱落的微生物进入水中,有效地去除水中的有机污染物,去除率为60％－85％,COD_Mn值全部在1.2－17mg/L之间,平均为1.3mg/L能确保出水水质．     

活性炭吸附处理含乳化油矿井水试验研究

为考察活性炭吸附对乳化油的去除效果,分别采用煤质、木质和椰壳粉状活性炭进行对比试验研究。结果表明:矿井水原水油含量0.66 mg/L,采用煤质、木质及椰壳活性炭投加量60 mg/L、吸附30 min后,去除率分别为81.71%、63.13%和50.78%,煤质活性炭吸附效果优于木质和椰壳活性炭;试验得出的煤质活性炭弗伦德利希(Fruendlich)吸附等温式,吸附时间60 min,活性炭投加量46 mg/L时,出水含油量小于0.1 mg/L;活性炭投加量60 mg/L时,出水含油量小于0.05 mg/L,为实际工程应用提供设计工艺参数。     

短程硝化工艺出水水质及微生物区系分析

实验采用短程硝化工艺处理高氨氮废水,并用PCR-DGGE分析了系统中的微生物区系。结果表明,进水氨氮浓度在50～400mg/L之间梯度增加时,出水氨氮浓度在10mg/L以下;随着氨氮浓度的增加,亚硝态氮积累率逐渐升高,当氨氮浓度达到300mg/L时,积累率达到90%左右。DGGE分析结果表明,随着运行时间的延长,微生物区系多样性减少;氨氮负荷为50mg/L与400mg/L相比,相似性为0.24。     

UASB-SBR-Fenton法处理中烟废水试验研究

采用UASB-SBR-Fenton法处理中烟废水,最终出水可以达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》的二级排放标准,出水色度大大降低。结果表明:UASB反应器稳定运行时,进水COD质量浓度为8 500 mg/L,出水COD质量浓度为1 500 mg/L,去除率为82%;SBR反应器处理UASB的厌氧出水,进水COD质量浓度为1 500 mg/L,出水COD质量浓度为255 mg/L,去除率为83%;取1 LSBR好氧出水,将出水pH值调节至3,投加2.0 g FeSO4催化剂以及10 mL质量分数为30%的双氧水(H2O2),出水COD的质量浓度由255 mg/L变为143 mg/L,去除率为44%。     

中空膜生物反应器处理港口含油废水的中试研究

采用中试规模的中空膜生物床处理混凝沉淀后港口含油废水。进水COD浓度为245⁵44mg/L,当HRT=4h时,出水COD平均浓度为146.5mg/L,平均去除率为64.2%;当HRT=8h时,出水COD平均浓度为133.4mg/L,平均去除率为64.6%。采用活性炭对MBR出水进行深度处理,处理后出水的COD浓度均小于130mg/L,NH4+-N浓度为1.2544mg/L,当HRT=4h时,出水COD平均浓度为146.5mg/L,平均去除率为64.2%;当HRT=8h时,出水COD平均浓度为133.4mg/L,平均去除率为64.6%。采用活性炭对MBR出水进行深度处理,处理后出水的COD浓度均小于130mg/L,NH4+-N浓度为1.2⁴.1mg/L,石油类污染物浓度为0.44.1mg/L,石油类污染物浓度为0.4⁰.9mg/L。MBR稳定运行期间,膜组件的操作负压稳定在0.03MPa以下,远低于化学清洗时的操作负压控制标准0.05Mpa。     

不同人工湿地系统处理生活污水的比较研究

以华南1号杂交狼尾草、海芋、春砂仁、文殊兰、美人蕉、沿阶草、鸢尾和红草为湿地植物,以煤渣、麻石、陶粒为填料构成几种人工湿地系统,对生活污水进行处理研究。结果表明:当进水COD浓度小于345mg/L时,各系统出水COD浓度均小于60 mg/L(停留时间为6 h),达到GB 18918-2002的一级B标准;当进水TP浓度在4.44~8.17 mg/L之间,NH4+-N浓度在41.3 mg/L以下,TN浓度在66.1 mg/L以下时,各系统出水TP、氨氮、总氮浓度分别小于1,25,20 mg/L(停留时间为12h),均达到GB18918-2002的二级B标准。     

活性碳纤维处理有机化工废水的研究

以活性炭纤维处理高浓度有机化工废水,实验表明:活性炭纤维对COD(cr)=1.2×10~5mg/L有的机化工废水具有良好的吸附、分离性能,处理后出水COD_(cr)<1000mg/L,净化效率为98%以上;活性炭纤维失效后用过热蒸汽再生,可循环使用,再生废气用焚烧炉焚烧,不会造成二次污染.本文还对活性炭纤维的吸附机理进行了探讨     

固定床生物活性炭吸附天然有机物及其模型化研究

以日本长良川原水为研究对象,提高水处理出水水质为目标,研究了生物活性炭(BAC)小柱对原水中天然有机物(NOM)的去除效果。比较了不同NOM进水浓度时BAC小柱对其的去除率,研究了小柱层内及出水中NOM的相对分子量分布随着通水时间增加的变化情况,并利用结合了理想吸附溶液理论(IAST)的平推流表面扩散模型对出水中NOM的浓度进行模拟。结果表明,BAC小柱对不同浓度原水中NOM的去除率均高于相同试验条件下的粒状活性炭(GAC)小柱;BAC小柱对相对分子量分布为1000~5200g/mol内各分子量区间的有机物均可去除;平推流表面扩散模型对试验数据拟合结果较好。     

生物活性炭投加量对垃圾渗滤液处理效果的影响

试验对比了不同生物活性炭(biological activated carbon,BAC)投加量对垃圾渗滤液去除COD效果的影响.每升活性污泥中活性炭投加量为0、100、300 g的反应器处理垃圾渗滤液100个周期平均COD去除率分别为12.9%、19.6%、27.7%,表明BAC可以去除部分难降解有机物,并且COD去除率与投加量呈正相关关系.曝气8 h反应器中二氧化碳(CO2)产生量依次为109、193、306 mg,表明生物分解量也与投加量呈正相关关系.分析认为COD去除率与投加量的正相关关系是由于吸附与生物再生的共同作用导致,生物再生是BAC能够生物分解难降解有机物的根本原因.     

生物活性炭老化对滤池过滤阻力和处理效果的影响

利用饮用水厂运行10年的生物活性炭(BAC)装填滤柱,研究活性炭老化对滤柱过滤阻力和处理效果的影响.结果表明,活性炭老化会产生大量小粒径颗粒炭,沉积于活性炭池表层的小粒径颗粒炭产生的过滤阻力是滤柱总阻力的主要来源,其比阻约为底层炭的22倍.强化反冲洗仅可降低初始过滤阻力,移除表层细炭是降低活性炭滤池阻力的有效方法.强化反冲洗对滤柱过滤性能无显著影响.移除表层细炭后,老化活性炭滤柱对总有机碳的去除率由24.71%下降至7.04%,而后恢复至移除前的水平.移除表层炭后老化活性炭对UV₂₅₄和大于2μm颗粒数的去除率与对照组活性炭相似.降低活性炭滤池的反冲强度、延长过滤周期是延长老化活性炭寿命的有效方法.     

生物活性炭纤维处理微污染源水

在生物活性炭的基础上,以活性炭纤维替代颗粒活性炭,研制了生物活性炭纤维(BACF)新型吸附材料,用于处理水中有机污染物。用扫描电镜观察了微生物在ACF上的固定情况,以水处理常用指标CODMn、UV254及,GC-MS图谱分析考察BACF对于微污染源水的处理效果。研究结果显示BACF技术作为一种新颖的水的深度处理工艺,结合了吸附与生物降解的双重效能,可以有效提高对源水的净化效果,提高出水水质,同时也可以扩大水源水的取水范围,是一项先进的水处理技术。     

Removal of anaerobic soluble microbial products in a biological activated carbon reactor

The soluble microbial products (SMP) in the biological treatment effluent are generally of great amount and are poorly biodegradable. Focusing on the biodegradation of anaerobic SMP, the biological activated carbon (BAC) was introduced into the anaerobic system. The experiments were conducted in two identical lab-scale up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors. The high strength organics were degraded in the first UASB reactor (UASB1) and the second UASB (UASB2, i.e., BAC) functioned as a polishing step to remove SMP produced in UASB1. The results showed that 90% of the SMP could be removed before granular activated carbon was saturated. After the saturation, the SMP removal decreased to 60% on the average. Analysis of granular activated carbon adsorption revealed that the main role of SMP removal in BAC reactor was biodegradation. A strain of SMP-degrading bacteria, which was found highly similar to Klebsiella sp., was isolated, enriched and inoculated back to the BAC reactor. When the influent chemical oxygen demand (COD) was 10,000 mg/L and the organic loading rate achieved 10 kg COD/(m 3 ·day), the effluent from the BAC reactor could meet the discharge standard without further treatment. Anaerobic BAC reactor inoculated with the isolated Klebsiella was proved to be an effective, cheap and easy technical treatment approach for the removal of SMP in the treatment of easily-degradable wastewater with COD lower than 10,000 mg/L.     

固定床活性炭吸附法治理炼厂表曝池恶臭污染的工艺

以中石化股份公司九江分公司炼油厂排水车间污水处理场表曝池逸散的恶臭污染气体为研究对象,采用固定床式活性炭吸附工艺对其治理。采用实验室研究筛选出的脱除硫化物(H2S、甲硫醇等)的IVP活性炭,并结合吸附挥发性有机物(VOC)类(苯、甲苯、二甲苯)的BPL活性炭进行现场中试研究,制定了对污染气体进行脱除恶臭的工艺路线。     

生物活性炭法处理ABS树脂生产废水

采用负载经驯化后微生物的活性炭与未负载微生物的空白活性炭处理ABS凝聚干燥工段废水,研究生物活性炭系统中存在的生物再生作用.结果表明,生物活性炭能够高效分解转化ABS废水中的有机腈类及芳香类污染物,其处理出水的COD、TOC及Org-N的去除率均达到80%以上,并且废水中的有机氮主要分解转化为NH3-N,其NH3-N转化率高达65%.生物活性炭表面繁殖了大量的长杆菌、钟形虫及少量的球菌,活性炭能够为微生物生长提供适宜的环境,并保护微生物避免受有毒难降解污染物的抑制作用,同时活性炭表面生长的微生物能够对活性炭进行生物再生,使其长期保持高效的吸附能力.     

活性炭滤池深度处理水中有机物

生物活性炭滤池能有效去除常规工艺出水中CODMn、UV254、三氯甲烷生成势和一溴二氯甲烷生成势,但在相同水力停留时间下,新鲜活性炭滤池对这些有机物去除效果更显著。生物活性炭滤池出水二溴一氯甲烷生成势升高,而新鲜活性炭滤池对二溴一氯甲烷生成势有时有一定的去除效果。     

生物活性炭降解2,4-二氯酚的特性

以普通活性污泥法和石英载体生物膜法为对照,研究生物活性炭对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的吸附特征和生物吸附动力学,探讨生物活性炭去除2,4-DCP的作用机制.结果表明:使用粉末活性炭吸附2,4-DCP可行且具有较强的抗冲击负荷能力,生物活性炭比活性污泥法、石英生物膜法的降解速率快,抗冲击负荷能力强,适合长期高浓度运行使用.且在生物活性炭系统中,除了活性炭吸附和生物降解作用外,活性炭对2,4-DCP还有氧化降解作用.     

Development of pretreatment protocol for DNA extraction from biofilm attached to biologic activated carbon (BAC) granules

The biologic activated carbon (BAC) process is widely used in drinking water treatments. A comprehensive molecular analysis of the microbial community structure provides very helpful data to improve the reactor performance. However, the bottleneck of deoxyribonucleic acid (DNA) extraction from BAC attached biofilm has to be solved since the conventional procedure was unsuccessful due to firm biomass attachment and adsorption capacity of the BAC granules. In this study, five pretreatments were compared, and adding skim milk followed by ultrasonic vibration was proven to be the optimal choice. This protocol was further tested using the vertical BAC samples from the full-scale biofilter of Pinghu Water Plant. The results showed the DNAyielded a range of 40 μg·g⁻¹ BAC (dry weight) to over 100 μg·g⁻¹ BAC (dry weight), which were consistent with the biomass distribution. All results suggested that the final protocol could produce qualified genomic DNA as a template from the BAC filter for downstream molecular biology researches.