活性炭对水中微量酰胺咪嗪吸附规律

选择3种商品活性炭(煤质炭MAC、杏壳炭XAC、椰壳炭YAC),从其对水中微量药物酰胺咪嗪(carbamaz-epine,CBZ)的吸附平衡、吸附等温式、吸附动力学和热力学等方面详细考察了不同种类活性炭对CBZ的吸附去除规律。实验结果表明,3种活性炭与CBZ接触反应10 h后均达到吸附平衡,对CBZ的平衡吸附量在8.3 mg/g左右;比较了Lang-muir和Freundlich两种吸附等温式,发现Langmuir方程更适合描述3种活性炭对CBZ的吸附过程;计算表明3种活性炭的吸附过程均符合拟二级动力学方程,Weber-Morris方程的模拟结果则说明膜扩散和内扩散共同限制了3种活性炭对CBZ的吸附速率;3种活性炭的Ea值分别为29.87 kJ/mol(MAC)、36.02 kJ/mol(XAC)和38.86 kJ/mol(YAC),表明3种活性炭吸附CBZ时同时发生了物理吸附和化学吸附作用,且以化学吸附为主;20～40℃时3种活性炭的△G均为负值,说明3种活性炭对CBZ的吸附反应可以自发进行;MAC、XAC、YAC的△H值分别为-3.10、-3.05和-3.02 kJ/mol,负值表明吸附过程放热,上述△H值较小则说明温度对CBZ的吸附影响不大;3种活性炭吸附CBZ过程的△S值为0.94 J/(mol.K)(MAC)、2.24 J/(mol.K)(XAC)和2.97 J/(mol.K)(YAC),说明吸附过程熵值增加,在外界条件不改变的情况下该吸附过程不可逆,同时可以看出在3种活性炭中,CBZ分子更倾向于吸附在YAC上。     

高岭土与腐殖酸对混凝过程中药物去除效能的影响

以对乙酰氨基酚(ACE)、卡马西平(CBZ)、萘普生(NAP)、雌二醇(E2)和双氯芬酸(DCF)5种药物为目标物,采用静态实验,分别投加高岭土和腐殖酸来模拟水源水中的悬浮颗粒和天然有机物,考察了混凝过程中高岭土和腐殖酸投加量对5种目标药物去除效能的影响。结果发现,在未投加高岭土与腐殖酸的去离子水体系中进行硫酸铝混凝实验时,ACE与CBZ 2种药物的最大的去除率都不超过10%,5种药物中疏水性最高的DCF去除效果最好,最高去除率达到了33%;高岭土加入后对ACE与CBZ的去除效率无明显影响,但对NAP、E2与DCF的去除则有显著的促进作用,最大去除率分别达到31.53%、36.46%和52.4%;而在不投加混凝剂时,单独高岭土对5种药物的最大吸附去除率仅有20%左右。腐殖酸与高岭土同时加入后,对E2的混凝去除效果有较明显的抑制作用,但NAP与DCF去除效率却得到了一定程度的增加,最大去除率分别达到了63.5%和66.6%。可见,当水中含有悬浮颗粒物及腐殖酸的情况下,混凝工艺对酸性药物(如NAP及DCF)有较好的去除效果。     

去除饮用水中三卤甲烷和腐殖酸的活性炭选型方法

三卤甲烷(THMs)是水中天然有机物在氯化消毒过程中产生的对人体有致癌作用的挥发性有机物,腐殖酸是生成消毒副产物的主要前驱物.活性炭吸附是去除THMs和腐殖酸最常用的方法.不同炭型的活性炭对THMs和腐殖酸的吸附容量并不相同.以饮用水中最常见的THMs(即三氯甲烷)和腐殖酸为吸附对象,进行煤、椰壳和果壳3种不同材质活性炭的吸附容量实验.实验结果验证了苯酚值预测各类活性炭对小分子THMs吸附性能以及丹宁酸值预测各类活性炭对大分子腐殖酸吸附性能的有效性.具有丰富微孔和表面氧化程度较低的上海椰壳炭YK-2和上海果壳专用炭对三氯甲烷的吸附容量比上海原煤破碎高,大孔丰富的上海果壳专用炭和上海原煤破碎对腐殖酸的吸附性能高.将实验结果与美国环保局RREL(Risk Reduction Engineering Laboratory)水污染物处理数据库中相关信息对比发现,相比国外常用活性炭,国产活性炭对三氯甲烷的吸附性能与之相当或略高,具有更好的性价比,应用前景广阔.     

生物活性炭吸附工艺去除地下水中甲基叔丁基醚的可行性研究

甲基叔丁基醚(MTBE)是一种常见的汽油添加剂,但汽油油箱和地下储油罐的泄漏.造成了汽油及添加剂对地下水的污染.实验分析了生物活性炭吸附工艺去除地下水中MTBE的可行性,结果表明:(1)处理高MTBE进水(模拟新污染的地下水)实验时,对椰壳活性炭(简称椰壳炭)柱,煤质活性炭(简称煤质炭)柱采用菌液循环接种法接种来自美国...     

印染废水生化出水中各类有机物在小型活性炭床吸附过程中的去除效果

采用连续流活性炭炭床处理印染废水生化出水,通过XAD-8/XAD-4吸附树脂将印染废水生化出水中的溶解性有机物分为4类:疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质和亲水物质,采用超滤膜法测定水样的分子量分布,对印染废水生化出水中不同种类以及不同分子量大小的有机物在煤质炭、椰壳炭2种活性炭动态实验处理过程中的去除特性进行研究。实验结果表明,2种活性炭对该水样中的有机物均有明显的去除效果,其中以煤质炭的处理效果较优。煤质炭吸附疏水性和亲水性有机物均有明显的处理效果,对非酸疏水物质和弱疏水有机物的吸附效果较差。煤质炭对分子量<10 k的小分子有机物的吸附效果对实验结果的贡献较大。     

改性陶粒对水中卡马西平去除的动态吸附实验及模型

用CTMAB(十六烷三甲基溴化铵)对陶粒进行改性,以卡马西平(CBZ)为目标污染物,研究了吸附去除饮用水中CBZ的性能并探讨了其应用的可行性。通过滤料吸附去除CBZ的动态实验,发现改性陶粒的去除效果优于陶粒。进水CBZ浓度为2μg·L~(-1)时,改性陶粒对CBZ的去除率最高为50%,陶粒最高的去除率为40%。研究了滤料再生对吸附性能的影响,发现陶粒和改性陶粒对CBZ的去除均随再生次数的增加而降低,改性陶粒的去除效果仍优于陶粒,改性陶粒的使用期限更长久。讨论了修正前后的Thomas模型,推导得到能更准确描述穿透曲线的Thomas模型取值范围。滤料穿透曲线用原始Thomas模型能很好地计算的速率常数kTh和平衡吸附量q0。利用原始Thomas模型也能较为准确地预测滤柱的穿透时间。     

颗粒活性炭深度处理抗生素废水

通过静态吸附实验,比较了13种不同材质、粒径的颗粒活性炭(granular activated carbon,GAC)对抗生素废水生化出水的吸附效果,选择KC16活性炭作为处理该废水的活性炭。KC16活性炭的进一步静态实验结果表明,当KC16活性炭投加量为30 g/L,吸附时间为6 h时,处理效果较好,TOC、COD、UV254、色度的去除率分别达到了86.99%、88.43%、89.69%和94.08%,并且污染物质(COD、TOC)的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附动力学符合准二级吸附动力学模型(R2>0.99)。动态吸附结果表明,在滤速为1.0 m/h,柱高为1 200 mm时,出水可以达到GB21903-2008《发酵类工业废水污染物排放标准》,处理每吨抗生素废水的活性炭用量为2.45 kg。     

铁铜改性稻壳炭对双氯芬酸钠吸附性能

以稻壳为原料制备铁铜改性生物炭(FCBC300),采用扫描电子显微镜、元素组成分析仪、X-射线衍射光谱仪、傅里叶红外光谱仪对其进行了系列基础理化性质表征,通过批量吸附实验研究了FCBC300在不同pH和干扰离子及有机物腐殖酸(HA)等条件下对双氯芬酸钠(DCF)的去除效果和吸附机制。结果表明,改性后稻壳炭表面负载Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃和CuO,芳香性增强、亲水性降低,对DCF的吸附性能大幅度提升。pH=5～9条件下,改性稻壳炭对DCF的吸附量约是未改性稻壳炭的20倍,吸附机制以静电作用为主;PO₄^3-的存在对吸附几乎无影响,SO₄^2-、Cl^-和HCO₃^-对DCF的去除虽有轻微抑制作用,但去除率下降幅度均低于5%,HA存在则明显抑制吸附能力;FCBC300对DCF的吸附过程,更符合准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,预测最大吸附量为4...     

应对南方某水厂土霉嗅味的活性炭技术

粉末活性炭(PAC)是应对季节性嗅味问题的主要处理技术,选择合适的活性炭、确定投加条件等因素对于水厂的高效运行等具有重要意义。针对南方某水厂存在的季节性嗅味问题,选择了国内9种常用PAC(包括3种煤质炭,3种木质炭,3种椰壳炭),对其吸附能力及处理成本进行比较,同时对该水厂在用PAC的处理效果、原有预氧化工艺(预加次氯酸钠及高锰酸钾)的影响等条件进行评价。结果表明:9种PAC中碘值为1 030mg·g~(-1)的椰壳炭吸附能力最强,对150 ng·L~(-1)的2-甲基异崁醇(2-MIB)吸附容量为6.2 ng·mg~(-1)。水厂的预氧化工艺会显著降低PAC对2-MIB、土臭素(GSM)的吸附效果(分别降低29.5%、31.6%)。综合处理效果和经济成本后,碘值为800 mg·g~(-1)的煤质炭对该水厂水源条件下的嗅味问题处理效果最优,在将2-MIB浓度由150 ng·L~(-1)处理至嗅阈值以下时,水的活性炭处理成本为0.3元·t~(-1)。     

膜基活性炭吸附轻烃的实验研究

吸附法油气回收技术中,吸附剂的填装方式对吸附分离效果有较大的影响。未成形粉末吸附剂具有较高的比表面积和发达的微孔结构,实验采用微孔滤膜包裹粉末活性炭(膜基活性炭),使粉末活性炭固定在吸附装置中,进行了膜基活性炭对轻烃(正己烷、正庚烷)的吸附实验,测定膜基活性炭和颗粒活性炭对轻烃的吸附性能。实验结果表明,相对于颗粒活性炭,轻烃通过膜基活性炭需要压降增加,但是其在膜基活性炭上的吸附量有明显的提高,也具有可实施性;膜基活性炭静态吸附等温线很好地符合Langmuir模型,且动态穿透曲线实验值与Logistic模型模拟值吻合良好。     

活性炭吸附对印染废水深度处理的研究

活性炭吸附处理可使印染废水生化出水符合直接排放或回用的标准.对不同活性炭进行性能指标测试,据此筛选出对大分子有机物吸附性能较好的3种不同材质的括性炭(混合炭、原煤炭和果壳炭),并进行吸附容量实验.同时,考察不同空床接触时间(EBCT)下的微型快速穿透(MCRB)实验.结果表明,果壳炭在3种备选炭中COD去除率和活性炭吸附容量利用率最高;1个大中型炭柱中的EBCT为20 min的果壳炭床至少可以连续使用8 d才需更换新炭,而后置炭床的串联会保证出水在8 d后继续达到<纺织染整工业污染物排放标准>(GB 4287-1992)中一级排放标准(COD<50 mg/L).     

电增强载铝活性炭纤维吸附氟离子性能

以载铝活性炭纤维毡为电极,在电场作用条件下对模拟含氟水进行静态吸附实验。结果表明,该载铝活性炭纤维毡正极化可以强化吸附除氟效果,吸附动力学数据很好地符合Lagergren二级速率方程,加电场时二级反应速率常数为4.50 g/(mg·h);其对高浓度含氟饮用水也有较高去除率,Freundlich吸附等温方程能很好地描述吸附平衡数据。加电场情况下,该载铝炭毡对氟离子的最大吸附量为16.584 mg/g,去除氟离子的最佳pH范围是5.5~8.9。共存阴离子Cl-、SO2-4和NO-3对炭毡吸附除氟没有抑制作用,但CO2-3的存在会导致除氟吸附量显著下降。     

ZH-02树脂对水中腐殖酸的吸附去除研究

通过几种吸附树脂ZH-00、ZH-01、ZH-02、ZH-03、颗粒活性炭(GAC)和Amberlite XAD-4对腐殖酸的静态吸附试验的筛选结果，发现大孔树脂ZH-02对腐殖酸具有较好的吸附效果。利用颗粒活性炭作为参照，探讨了ZH-02的动态吸附去除效果和脱附再生条件，发现常温下醇碱溶液效果较好。     

褐煤活性炭吸附处理焦化废水

研究褐煤活性炭吸附处理焦化废水的性能,为褐煤活性炭用于废水处理提供理论依据和技术指导。以河南某气化厂的焦化废水为吸附原水,进行褐煤活性炭对酚吸附性能的静态和动态实验。静态实验表明,褐煤活性炭对酚的吸附性能符合弗兰德里希（Freundlich）吸附方程式。在室温条件下,对于150 mL焦化废水,当活性炭的用量为10 g,吸附反应时间为1 h,酚的去除率可达92%以上。动态实验研究表明,当进水酚浓度为3 800 mg/L,吸附1.5 h,活性炭的吸附容量可达21.38 mg/g。水处理的实验研究表明,利用褐煤制备的活性炭,对焦化废水具有良好的处理效果。     

粉末活性炭对水中农药的吸附性能研究

研究了粉末活性炭对2,4-滴、呋喃丹、甲萘威和莠去津的吸附过程和吸附规律以及投炭量和水质对粉末活性炭吸附性能的影响。结果表明,粉末活性炭能有效去除4种农药;吸附规律符合Freundlich吸附等温线和Langmuir吸附等温线;吸附时间为30 min时,去离子水中的去除率已达到80%以上;随着投炭量的增加,去除率提高,粉末活性炭的吸附容量降低;在不同水质条件下,粉末活性炭的吸附等温线可能不同,因此在应急处理中,首先应该确定该水质下的吸附等温线,然后求出投炭量。     

脱水污泥制备含炭吸附剂及其应用研究

采用热解炭化法、物理活化法、化学活化法制备污泥含炭吸附剂,通过静态吸附实验研究各种影响污泥含炭吸附剂吸附性能的因素.实验结果表明,采用化学活化法制得的污泥含炭吸附剂吸附性能最好,在以ZnCl2为活化剂、锯末添加剂投加量为脱水污泥质量的1%、ZnCl2为3 mol/L、活化温度为450 ℃、活化时间为1.5 h、固液质量比(干污泥与活化剂溶液的质量比)为1:4的最佳制备条件下,制得的污泥含炭吸附剂碘吸附值在520 mg/g以上,产物收率>60%,比表面积>230 m2/g,总孔容积为0.35 mL/g,其中微孔容积为0.08 mL/g,中孔容积为0.23 mL/g.利用其处理城市污水,其对COD、色度、TP的去除率好于选定的商品颗粒活性炭.     

ZH-02树脂对水中腐殖酸的吸附去除研究

通过几种吸附树脂ZH 0 0、ZH 0 1、ZH 0 2、ZH 0 3、颗粒活性炭 (GAC)和AmberliteXAD 4对腐殖酸的静态吸附试验的筛选结果 ,发现大孔树脂ZH 0 2对腐殖酸具有较好的吸附效果。利用颗粒活性炭作为参照 ,探讨了ZH 0 2的动态吸附去除效果和脱附再生条件 ,发现常温下醇碱溶液效果较好。     

ZnO改性聚丙烯腈基活性炭吸附水中Cr(Ⅵ)离子的效果

ZnO改性聚丙烯腈制成的活性炭(PAC)是吸附去除水中Cr(Ⅵ)的一种新型吸附剂。从接触时间、吸附剂用量、pH和Cr(Ⅵ)初始浓度等方面对该新型吸附剂吸附性能进行了研究。结果表明,该吸附剂不仅具有良好的吸附效果,而且能够重复使用2次。PAC-0.8(聚丙烯腈置于50 mL、0.8 mol·L~(-1)的Zn(NO3)2水溶液)对Cr(Ⅵ)的吸附效果优于PAC-0.4(聚丙烯腈置于50 mL、0.4 mol·L~(-1)的Zn(NO_3)_2水溶液);PAC-0.8和PAC-0.4对Cr(Ⅵ)的吸附效果优于改性前的聚丙烯腈基活性炭,吸附最适pH范围为2~3,Langmuir等温模型比Freundlich等温模型能更好地描述吸附剂的吸附行为。实验结果可以为ZnO改性聚丙烯腈制成活性炭对废水中Cr(Ⅵ)去除的应用提供科学依据。     

磁性活性炭处理含铜废水

利用自制磁性活性炭对水中Cu(Ⅱ)的去除进行静态吸附研究,考察了吸附时间、Cu(Ⅱ)初始浓度以及磁性活性炭投加量对铜离子去除率的影响。结果表明,磁性活性炭投加量为3 g/L时,对铜离子的去除率达92.6%;磁性活性炭对铜离子的吸附在最初的20 min是一个快速吸附,去除率达到总去除率的90%以上;随着Cu(Ⅱ)初始浓度的增大,Cu(Ⅱ)的去除率逐渐减小,磁性活性炭吸附铜离子可用Langmuir吸附等温式和Freundlich方程描述;利用磁铁对溶液中磁性活性炭进行回收,回收率达到87%。     

椰壳活性炭对水中N-DBP前体物的吸附

以椰壳活性炭为吸附剂进行了模拟水样中的N-DBP前体物——天冬氨酸的吸附去除实验,考察了吸附时间和溶液pH对吸附效果的影响,分析了吸附等温线、吸附动力学特征以及吸附热力学相关参数。实验结果表明,在不同的投加量下,椰壳活性炭对DON的吸附均在180 min时达到平衡;升高或降低水样的pH会使吸附量显著下降;椰壳活性炭对天冬氨酸的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir方程(R20.99);膜扩散及内扩散阶段为吸附的控制阶段;在303 K的温度下,椰壳活性炭对天冬氨酸的最大吸附量为8.33 mg/g。对热力学结果的分析表明,该吸附反应是放热反应,在常温常压下不能自发反应。