荧光技术应用于非均质有机物吸附性能的研究

文章利用荧光光谱技术对烟蒂溶出非均质有机物（DOM）的荧光组分进行了分析。以荧光强度为浓度表征指标，基于Freundlich和修正的Freundlich模型考察了该指标的可行性及4种活性炭对不同荧光组分的吸附性能。结果表明：烟蒂非均质DOM的主要荧光组分为类富里酸、类溶解性微生物代谢产物和类腐殖酸；荧光技术可用于该非均质有机物吸附性能的研究，且其吸附过程为不均匀吸附；2种模型均可用于非均质DOM吸附性能的描述，但后者更佳；由于吸附剂与吸附质间的双向选择，随着活性炭投加量的增加，类腐殖酸荧光峰最先消失，其次为类富里酸，而类溶解性微生物代谢产物则最后被去除；4种活性炭对不同荧光组分的吸附能力存在较大的差异，活性炭AK-703较易吸附类溶解性微生物代谢产物而不易吸附类腐殖酸，4种活性炭均不易吸附类富里酸。     

不同粒径粉末活性炭对水中天然有机物吸附性能的比较研究

以吸附去除微污染水中天然有机物(natural organic matter,NOM)为目标,考察了粉末活性炭(PAC)在10~100μm内的粒径变化对其吸附性能的影响,并探讨了PAC粒径变化对不同相对分子质量NOM组分的分级吸附特性.3种不同粒径的PAC由市售PAC经过研磨筛分获得,按照中值粒径(d50)从小到大依次为:PAC-1(19μm)、PAC-2(46μm)和PAC-3(76μm).吸附实验结果表明,无论对模拟水样还是实际微污染水体中的NOM,随着PAC粒径的减小,PAC对NOM的吸附容量和吸附速率都显著提高.小粒径PAC吸附速率的增加一方面是由于粒径减小导致的有效吸附位点的增加,另一方面粒径减小也使得吸附质分子到达活性炭表面吸附位点的距离减小;而吸附容量的增加主要是由于粒径较小的PAC具有更大的外层比表面积和中孔孔容,有效减弱了相对分子质量大的NOM对活性炭的孔阻塞效应.此外,PAC粒径减小能显著增强其对天然水体中相对分子质量大于2 000的有机物组分的吸附,而对相对分子质量小于800的有机物组分的吸附影响相对较小.     

PAC对再生水中典型有机物吸附动力学和热力学研究

通过粉末活性炭(PAC)吸附再生水中3类典型有机物(腐殖酸、多糖和蛋白质)进行等温线吸附、动力学吸附及吸附前后其粒径变化试验,研究PAC吸附不同有机物的热力学和动力学特性。结果表明,吸附等温线中Freundlich方程拟合结果最好,吸附过程为单分子层吸附,PAC对腐殖酸的吸附效果最好,对多糖的吸附效果最差;热力学研究发现,PAC对3类有机物的吸附过程为自发放热过程。吸附动力学研究发现,PAC吸附3种有机物的最佳接触时间均为12 h;准二级动力学方程更适合描述PAC的吸附过程,其对有机物的吸附由液膜扩散和颗粒内扩散联合作用;PAC吸附腐殖酸的扩散速率最快,吸附量也最大。PAC吸附有机物后的粒径均不同程度地增大,吸附多糖时增加最多,吸附腐殖酸时增加最小。     

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。     

活性炭静态吸附马铃薯淀粉废水的试验研究

本试验采用颗粒活性炭吸附处理低浓度马铃薯淀粉废水,研究吸附时间、活性炭粒径及废水的pH对活性炭吸附处理效果的影响。试验结果表明:Langmuir和Freundlich吸附等温式均能较好地拟合颗粒活性炭对马铃薯淀粉废水的吸附处理过程;活性炭粒径越大其最大吸附速率和吸附量越小;活性炭在酸性条件下比在碱性条件下具有更高的最大吸附速率和吸附量。     

活性炭对天然水体中甲基对硫磷和三氯乙烯的吸附特性研究

采用序批式试验研究了3种粉末活性炭(PAC)对天然水体中甲基对硫磷(MP)和三氯乙烯(TCE)的吸附平衡特性,利用均相表面扩散模型(HSDM)对不同投炭量下的吸附动力学进行拟合与预测,并探讨了天然有机物(NOM)对MP、TCE在PAC上的竞争吸附效应.研究结果表明,天然水体条件下,3种PAC对MP和TCE的吸附符合Langmuir模型和Freundlich模型;MP比TCE更易于被PAC吸附;3种PAC对MP、TCE的吸附能力由大到小依次为YK炭、SL炭和JC炭;HSDM模型可以很好地对吸附动力学进行拟合,并能够有效地预测不同投炭量时的吸附动力学;天然水体中的NOM会与MP和TCE在PAC上发生竞争吸附,NOM对MP的竞争吸附作用相对TCE更为显著.     

活性炭吸附水中金属离子和有机物吸附模式和机理的研究

活性炭被用于处理水中多种痕量重金属离子和微量有机物。但在一定的条件下活性炭对一些污染物的吸附去除率很低,为了更好的理解和预测活性炭对水中微污染物的吸附行为,本文对活性炭吸附模式和机理方面的研究进行了综述。活性炭比表面积大,微孔结构丰富,其表面含有丰富的含氧官能团（羧基,酚羟基、羰基、内酯基）活性炭对污染物质的吸附受吸附剂的性质、吸附质的性质和溶液性质等因素的影响。对于金属离子Langmuir和Freundlich模式是活性炭吸附重金属离子的经典经验模式,但表面络合模式能更好的描述变化条件下的吸附现象。活性炭吸附金属离子的主要作用是静电作用和离子交换作用。对于有机物稀溶液条件下的吸附多符舍Freundlich模式。给一受电子作用、扩散作用、静电作用是主要的作用机制。pH对金属离子和有机物的吸附有重要的影响,腐植酸对金属离子有吸附竞争作用。     

臭氧预氧化对芘在天然有机物中分配行为的影响

以疏水性有机物——芘为代表,考察了臭氧预氧化处理对高稳定性有机污染物在天然有机物(NOM)中分配行为的影响.结果表明,芘在不同性质NOM中分配系数(K_oc)的大小与NOM中芳香结构和疏水基团含量有关,芘在液相、吸附相NOM中的分配行为受NOM自身特性、吸附性能及吸附剂表面有机碳覆盖率(f_oc)大小的影响.臭氧预氧化能够破坏NOM中的芳香结构和疏水结构,削弱NOM与芘之间的相互作用,降低芘的Koc,臭氧预氧化对吸附相NOM疏水结构的破坏是造成芘在吸附相NOM中分配能力降低的主要原因.     

天然有机物在氧化铝表面的吸附机理研究

考察了天然有机物(NOM)的2种分离组份(憎水部分HyO,亲水部分HyI)和一种商用腐殖酸(CHA)在氧化铝表面的吸附-解吸行为规律,从芳香性、分子量、极性的角度探讨了NOM自身特性对吸附性能的影响,并通过改变溶液性质(pH值、离子强度、二价阳离子Ca2 ),进一步论证了NOM在金属氧化物表面的吸附机理.结果表明,芳香性高、弱极性的有机物吸附性能较强;降低溶液的pH值,有助于增加吸附剂的吸附容量;离子强度和Ca2 对吸附行为的影响,与NOM自身和内部组分的性质有关.NOM吸附于金属氧化物表面的机理,可以归结为配位体交换、静电作用、憎水作用、阳离子架桥等多个因素共同作用的结果.采用原子力显微成像技术,进一步从微观角度证实了憎水作用和阳离子架桥作用的存在.     

焦化废水原水中有机污染物的活性炭吸附过程解析

以焦化废水原水作为研究对象,采用粉末活性炭作为吸附剂,考察活性炭投加量、温度、pH及反应时间对废水中主要有机污染物去除的影响规律,结合UV-Vis吸收光谱及GC/MS对吸附过程中有机物组分的变化进行定性和半定量分析.结果表明,在最佳反应条件即活性炭投加量6g·L-1,温度30, pH=9,反应时间20min的情况下处理废水有机物去除率大于70%,原水中检测出的56种有机物中的45种被去除,如长链烷烃、多环芳香族及氮杂环化合物等的浓度降至检测限以下,剩余的11种有机物中苯胺、苯酚、吲哚、乙酸-2-甲基苯酯的去除率分别达到63.5%、42.6%、88.1%、28.1%,甲苯酚(邻、间)和二甲苯酚(5种)去除率在70%和85%以上.结果分析表明,多组分有机污染物共存体系的焦化废水活性炭吸附过程中,多环芳香族和氮杂环等弱极性且-ΔG°较大的大分子有机物优先被吸附且吸附容量大,构成了快速吸附过程;而苯胺、苯酚等强极性且-ΔG0较小的小分子单苯环有机物则表现为弱吸附过程.     

活性炭物化性质对吸附天然水体中有机污染物的影响

研究了天然水体条件下2种合成有机污染物(SOC)甲基对硫磷(MP)和三氯乙烯(TCE)以及天然有机物(NOM)在5种粉末活性炭(PAC)上的吸附特性.在对活性炭的物化特性进行全面表征的基础上,利用相关分析方法揭示了PAC的物理和化学性质对天然水体中SOC类小分子有机污染物吸附的影响;并利用高效体积排阻色谱法(HPSEC...     

活性炭吸附石化二级出水有机物去除特性研究

采用活性炭对某石化二级出水进行吸附研究,考察了静态和动态试验下,活性炭对石化废水二级出水COD的去除效果,并讨论了吸附前后水中有机物的组分和相对分子质量的变化.结果表明:静态试验中,活性炭对石化废水二级出水的COD的饱和吸附量为1.1 mg·g-1,吸附速率为0.7 mg·min-1;通过动态试验得到了吸附的最佳条件,即HRT=1 h,水力负荷为0.76 m3·m-2·h-1,此时COD的去除率可达49.9%,出水COD低于50 mg·L-1.相对分子质量分级和树脂分级分析结果表明,活性炭对石化废水二级出水中相对分子质量小于5000的小分子有机物有较好的吸附效果,该组分被活性炭吸附的COD所占比例为59.72%,活性炭吸附作用对水中不同相对分子质量有机物分布影响不大;活性炭对石化废水中有机物组分的去除效果排序依次为:疏水碱性物质(HOB)疏水酸性物质(HOA)亲水中性物质(HIS)疏水中性物质(HON),对HOB和HOA的去除率可达到79%和61%,对HIS和HON的去除效果不佳.     

活性炭吸附法去除废水中重金属的研究进展

总结了活性炭吸附法去除废水中重金属的机理和规律进行了,其吸附机理有离子交换、络合、化学吸附等,吸附平衡模式除了有Langmuir模式和Freundlich模式之外,还有表面络合模式;分析了pH、溶液的离子强度和初始浓度对单组分溶液吸附去除率的影响;论述了多个金属离子共存时活性炭对金属离子的吸附影响以及金属离子与有机物共存时活性炭对金属离子的吸附影响;最后展望了活性炭在重金属废水处理中的应用前景,提出了一些建议。     

焦化废水生物处理尾水中残余有机污染物的活性炭吸附及其机理

采用粉末活性炭静态吸附焦化废水生物处理尾水中的TOC成分,考察pH值、活性炭用量等因素对吸附效果的影响.从分子结构、动力学和热力学数据等方面来判断其吸附类型和吸附速率的控制步骤,并从理论上解析活性炭对尾水中残余有机污染物的吸附过程.对选定的活性炭,pH值升高对吸附有负效应;在TOC浓度为40.0-60.0 mg·L-1的水样中投加1.000 mg·L-1活性炭,吸附容量可达(37.2±7.8)mg·g-1;长链烃、苯系物、卤代物等非极性有机物和酚类等酸性有机物在pH＜8.0时吸附效果较好,胺类等碱性有机物在碱性条件下易于被吸附;TOC的吸附动力学符合拟二级动力学模型,液膜扩散和颗粒内扩散分别是吸附初期和吸附后期的主要速率控制步骤,吸附活化能Ea=38.75kJ·mol-1;吸附等温线符合linear方程,说明吸附过程主要是有机污染物在活性炭与水溶液中的分配过程;热力学参数△G0、△H0为负值,表明该吸附是一个自发的放热过程,焦化废水生物处理尾水中残留的长链烃、卤代物、多环芳烃等难降解有机物可以通过吸附法分离去除,酚羟基、羧基等极性基团含量少的活性炭或其它非极性有机吸附剂适合于处理该类废水.     

不同性质天然有机物对水中颗粒稳定性影响的机理研究

以不同来源天然有机物(NOM)及其各分离组份和模型颗粒Al(OH)₃为研究对象,考察了pH值、二价金属离子Ca²⁺以及NOM的特性等因素对Al(OH)₃颗粒稳定性的影响,并通过研究几种NOM吸附性能和吸附前后的特性变化,进一步探讨了NOM对颗粒稳定性的影响机理.结果表明,Al(OH)₃颗粒的等电点pH_iep出现在pH5～6之间,吸附态有机物是造成颗粒稳定性提高的主要原因,溶液中自由态Ca²⁺离子能够起到压缩双电层的作用,降低吸附态NOM之间的静电斥力,减小表面负电性,增加pH_iep;吸附络合态Ca²⁺离子对颗粒表面负电性影响较小,但能够强化NOM在颗粒表面的吸附.NOM作为聚合态阴离子,在颗粒表面的吸附行为不符合Langmuir吸附模型,最大吸附发生在pH 4左右,吸附作用能够去除几种NOM中分子量较大的部分,并减小其羧基官能团的相对含量,NOM中大分子量、芳香性高的成分是造成水中颗粒稳定性提高的主要原因.     

活性炭对海岛纤维开纤剥离废水中回收TA吸附效果的研究

采用活性炭吸附做为海岛纤维开纤剥离废水直接酸析前的预处理,净化废水,提高回收TA的品质。对工艺条件进行了系统研究。以酸值、光密度和灰分为考核指标,设计正交实验,得出因素影响水平为:活性炭投入量>吸附温度>吸附时间>振荡速度,分析各因素对回收TA性能的影响趋势,建立回归方程。同时建立活性炭对废水中COD,TA的吸附理论模型(Langinulr和Freundlich等温方程),结果表明Freundlich等温方程能较好反应此吸附过程。     

活性炭吸附处理黄磷化工渗滤液研究

研究了颗粒活性炭对黄磷化工渗滤液中有机物的吸附容量、吸附热力学和动力学。结果表明:颗粒活性炭对渗滤液中有机物的吸附容量几乎不受渗滤液pH值的影响,吸附45min后基本达到平衡。吸附等温线更符合修正的Freundlich模型,表明实验中的吸附主要是多分子层的吸附。拟二级动力学模型能更好的定量描述有机物在颗粒活性炭上的吸附过程,速率常数k2=0.12128g/(mg·min),平衡吸附量qe=5.78748mg/g。     

表面化学改性活性炭对有机物吸附的研究进展

综述了国内外学者对氧化改性和还原改性活性炭吸附有机物的研究进展。氧化改性和还原改性活性炭的比表面积、表面官能团和表面pHpzc都发生了变化,因此对液态和气态有机物的吸附发生变化。吸附机理主要是通过改变三种力的作用形式和大小,即扩散力、供-受电子机制和静电作用。氧化改性活性炭不利于吸附水溶液中的有机物,还原改性活性炭有利于吸附水溶液中的有机物,氧化改性和还原改性活性炭都有利于吸附气态中极性有机物。     

混凝-活性炭吸附对化工废水深度处理效果的研究

通过试验对比了活性炭吸附法、混凝-活性炭吸附法深度处理化工废水中有机物的去除效果。在对影响深度处理化工废水中有机物的去除率的各种要素如投加量、配比、吸附时间、pH值等条件进行试验后,得出了去除有机物的最佳试验条件。结果表明,对混凝-活性炭吸附法深度处理化工废水中的有机物而言,混凝可以有效去除浊度,去除率达93.9%以上,活性炭对有机物去除效果明显,其最佳投加量为35mg/L。     

磁化技术对活性炭吸附有机物影响的机理探讨

在有无磁场的条件下，做活性炭吸附有机物的对比实验，从苯、苯酚、氯苯，硝基苯和苯甲酸5种有机物的吸附等温线及其Langmuir吸附等温式的拟和情况可见，一定磁场条件下的预磁处理并不改变活性炭吸附这几种有机物的吸附类型，但会在磁处理而破坏水的结构，增大水的极性，增大水的极性，从而依物质的极性大小改变吸附容量的大小，增大增场的强度能加强苯和苯甲酸的磁处理效果。