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.     

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.     

颗粒活性炭吸附工艺对水体中甲基叔丁基醚的去除

通过批式平衡实验考察了各种材质活性炭对MTBE的最大吸附容量以及吸附的影响因素.结果表明各活性炭的吸附能力依次为JHBG1>JHBG2>GCN8303F300>YK>Bamboo,其中2种国产竹炭JHBG1和JHBG2对低浓度污染的地下水处理时的理论耗炭量分别为0.14和0.18g/L;水体中天然有机物对MTBE有一定的竞争吸附,丹宁酸值较大的活性炭比较有利于地下水中MTBE的去除.采用连续流的微型快速穿透实验(MCRB)考察了活性炭的吸附容量利用率,结果证明活性炭吸附可以作为一种有效的地下水中MTBE的去除工艺,这为MTBE污染场地的异位修复提供一个实际可行的参考.     

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.     

Pahokee泥炭腐殖酸的相对分子量分布特征及其对菲的吸附影响

使用切面流超滤方法,将Pahokee泥炭中分离出的腐殖酸分为具有不同相对分子质量的8个级分(UF1:<1k;UF2:1～3k;UF3:3～5k;UF4:5～10k;UF5:10～30k;UF6:30～50k;UF7:50～100k:UF8:>300k),表明该泥炭中的腐殖酸主要分布于几个高相对分子量级分中(UF5,UF6和UF8),可占所提取的腐殖酸质量的835%.体积排阻色谱的流出曲线说明可以通过超滤手段将腐殖酸这种复杂的、非均匀性的大分子物质分成相对均一的、窄相对分子量分布的分子.而两种方法所测相对分子量的差异可能与两个操作系统间不同的操作条件有关.各超滤级分的腐殖酸对菲的吸附实验说明相对分子量是影响腐殖酸吸附的一个重要参数;随相对分子量的增加,腐殖酸对菲的吸附及其非线性特征均增强.     

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。     

原位载铁中孔活性炭吸附As和天然有机物效能

采用配煤、原位浸渍和两步活化法制备了4种原位载铁活性炭（FGL1/2/3/4）,并以空白炭C-GL为基础的表面铁浸渍后改性炭（Fe-GL-2/3/4）为对照,研究了原位载铁炭对水中As和腐植酸（HA）的同步吸附效能.结果表明,炭化料原位载铁促进了比表面积（S_BET）和中孔结构的发育.其中,原位载铁炭FCL4（载铁量6.51%）在45Å~480Å的范围内的中孔容积（V_mes）比C-GL增加了0.1146cm³/g;而后改性载铁则造成S_BET和V_mes的显著降低.原位载铁同时促进了表面碱度的增加,保证了中性条件下更好的As离子吸附能力;FCL4对As（Ⅲ）和As（V）的Langmuir最大吸附量（L-Q_max）分别达到2.566和2.825mg/g.原位载铁炭进一步发育的中孔结构促进了对HA（<10mg DOC/L）的吸附效能,FGL4对HA的Langmuir最大吸附量（Q_HA）达到46.25mg DOC/g.As-HA共存体系内FGL4对各组分的吸附容量有所降低,但As（Ⅲ）和As（V）的吸附容量仍达到2.325和2.675mg/g.     

超滤处理东江水不可逆膜污染物的识别和活性炭对其吸附去除

利用超滤实验以及6种粉末活性炭吸附东江水有机物的水质数据,通过三维荧光光谱-平行因子分析(EEMPARAFAC),考察东江水中造成不可逆膜污染的主要组分和活性炭吸附这些组分的效果;随后进行活性炭对不可逆膜污染组分吸附效果与对应活性炭孔结构参数的相关性分析,揭示活性炭的表面物理性质对不可逆膜污染物吸附的影响.EEMPARAFAC模型识别出东江水含有2个类腐殖质荧光组分C1和C3,以及1个类蛋白质(类色氨酸)荧光组分C2,其中C2为主要不可逆膜污染物.同时,所有活性炭对3种荧光组分均有较好的吸附效果,其中对主要膜污染物C2的去除率可达54.0%~74.6%.相关性分析发现,活性炭对主要膜污染荧光组分C2吸附效果受活性炭微孔表面积的影响,而活性炭对两种次要膜污染荧光组分C1和C3吸附效果受活性炭中大孔表面积和BET比表面积影响.实验结果可为活性炭-超滤工艺处理东江水的活性炭选型提供技术指导.     

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.     

污水处理厂尾水中有机氯化物的活性炭吸附深度处理

考虑到经氯消毒的城市污水处理厂尾水中可能存在的副产物,选择广东省东莞市两个典型污水处理厂尾水为研究对象,采用GC-MS分析其中的有机氯化物,并以某种粉末活性炭进行吸附深度处理及考察其效果.分析结果表明,尾水中存在二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯一溴甲烷、二溴一氯甲烷、二氯硝基甲烷等多种有机氯化物,其中,三氯甲烷和四氯化碳在所取样品中都存在且相对含量之和超过80%;吸附结果表明,所选择的活性炭样在1g·L-1投加量下,尾水中未检出有机氯化物.说明适宜的活性炭能够应用于污水处理厂尾水中多种有机氯化物的分离去除.