新型水处理活性炭选型技术

活性炭依其原料不同、生产工艺不同,而有不同的吸附性能.使用简易的活性炭选型方法,可以减少应用测试时的备选炭型,从而大大降低活性炭水处理技术的运行成本.以碘值、甲基蓝值、苯酚值和丹宁酸值4种吸附容量性能指标为依据的活性炭选型技术,可以有效地预测活性炭对于水中各种大小不同污染物的去除能力.BET测试结果证明了这4项指标数据对于活性炭孔径分布预测的准确性.2,4-二氯苯酚和腐殖酸等目标化合物的吸附容量实验结果也都验证了这4项指标的预测功用,说明这种简便的活性炭选型技术有着广泛的应用价值.     

简易水处理活性炭的选择和应用方法

首先介绍活性炭性能测试与水处理活性炭选炭、吸附技术选择、工艺应用的关系,其次报导两个活性炭选用方面的改进方法。通过重新定义、整合、完善现有活性炭性能指标,建立了以酚值、碘值、亚甲基蓝、丹宁酸值为吸附性能指标的选炭方法。这四种指标化合物的分子量与直径覆盖了大多数有机污染物的范围,用此法可减少活性炭应用测试的炭型。在活性炭精选和吸附工艺应用研究中,用微型炭柱进行穿透实验可弥补缩小式传统型、小型炭柱的不足。相对于国外现用微型柱的实验方法,文中介绍的微型柱快速穿透（MCRB）方法的设备要求较低,操作简单,可以在国内大多数实验室中进行;遇过对多种污染物质的实验结果,建立了MCRB方法的可信性和适用性。这两种新方法完善了活性炭水处理研究的实验体系,可降低其应用于水与污水处理的成本,有利于中国的环境保护。     

活性炭去除水中余氯的研究

通过对5种不同活性炭的去除余氯量实验、余氯穿透实验以及化学反应产物Cl-的质量平衡数据,探讨了活性炭去除余氯的性能和机制.活性炭去除余氯是吸附与化学反应共同作用的结果.活性炭与水中余氯接触后的初期,去除余氯以吸附作用为主;达到吸附平衡后,余氯浓度继续下降则是由于化学反应的作用.接触时间越长、余氯初始浓度越高、pH较低,活性炭去除余氯量越大.由Cl-的生成量可以确定化学反应去除余氯量是余氯总去除量的一部分;接触时间越长,活性炭剂量越大,化学反应去除余氯量占余氯总去除量的比例越高.使用粒径<180目活性炭进行余氯去除实验,吸附容量在1～2h即达到饱和.活性炭对余氯吸附量(2h的余氯去除量)的大小与其苯酚值排行相同.苯酚值及碘值较高的煤质炭与余氯有较强的化学反应,果壳炭其次,而椰壳炭的化学性相对稳定.     

玉米芯掺杂对污泥基活性炭性能的影响

针对以城市污水厂剩余污泥为原料制备的污泥基活性炭微孔性差、比表面积低的缺陷,将一定比例玉米芯掺杂到污泥中以期改善活性炭性质。通过对活性炭的比表面积、孔结构、碘值、表面官能团测定以及表面电镜分析,探讨了不同比例玉米芯掺杂对活性炭物理化学性质的影响,并以苯酚和硝基苯为目标物,对比考察所制活性炭对有机物的吸附性能。实验结果表明,随着玉米芯掺杂比例的提高,活性炭微孔体积及比表面积明显增大,但活性炭表面官能团种类及数量变化不明显。所制活性炭表面都以酸性基团为主。结果显示苯酚和硝基苯吸附值与活性炭表面酸性基团含量关系密切,因此,玉米芯的掺杂对苯酚和硝基苯的吸附没有明显的促进作用。     

不同预处理方法对活性炭纤维结构和吸附性能的影响

以商品活性炭纤维为原材料,采用水洗和HNO3、H_3PO_4和HF酸洗方法对其进行预处理。利用扫描电镜、比表面积测定仪及傅立叶红外光谱仪对其表面形貌和结构进行表征,并通过测定灰分含量、碘值和苯酚值考察其吸附性能。结果表明:预处理后活性炭纤维的形状和尺寸变得相对规整,表面酸性官能团数量增加,吸收谱峰变得尖锐,比表面积和总孔容增大。HF水浴去灰分效果最佳可达84.8%;H_3PO_4活化炭化的碘和苯酚吸附值最高,分别为1 925 mg/g和226 mg/g;而HNO3活化会造成表面刻蚀,碘和苯酚吸附值最低。确定H_3PO_4活化炭化为本实验最佳预处理方法。     

活性炭负载I-TiO_2对气体中甲苯的吸附

利用溶胶凝胶-浸渍烧结法制备了碘掺杂二氧化钛修饰的活性炭复合吸附剂。利用XRD、SEM、BET、Boehm滴定、亚甲蓝吸附值等手段研究了活性炭负载前后表面结构与性质。利用动态吸附实验研究了活性炭负载I-TiO_2复合材料(IT/AC)和再生IT/AC对气体中甲苯的吸附。考察了活性炭粒径、气体的流速、吸附床层高度和气体中甲苯的浓度对活性炭吸附性能的影响及甲苯在活性炭固定床上的吸附动力学。结果表明:由于介孔I-TiO_2和活性炭的协同作用,负载适量I-TiO_2对活性炭结构和吸附性能影响较小。活性炭的粒径越小、复合材料的吸附穿透点和饱和吸附量越大;气体的流速和甲苯的初始浓度越大,复合材料的吸附穿透点越小但饱和吸附量越大。YOON-NELSON模型可以预测复合材料吸附甲苯的动力学过程。     

颗粒活性炭吸附去除水中三氯乙烯的研究

通过吸附容量实验及微型快速穿透(MCRB)实验,考察了7种活性炭对水样中三氯乙烯(TCE)的去除效果.结果表明,表征活性炭对小分子化合物吸附容量的苯酚值可以预测各种活性炭对TCE的吸附容量;国内常用炭型对TCE的吸附性能与国际常用炭型相当.性价比更高;不同TCE初始浓度及低浓度甲醇对TCE吸附容量没有明显的影响,而自来水中天然有机物(NOM)的竞争吸附作用会降低活性炭对TCE的吸附容量;MCRB实验数据提供了较为准确的TCE平衡吸附容量.验证了各种活性炭对TCE的相对吸附容量,并显示使用2个串联活性炭炭床可以提高吸附容量利用率,节省处理费用,确保出水达标.     

响应面法优化甘蔗渣-污泥复合活性炭的制备工艺

为了提高污泥活性炭的吸附性能以提升其实际应用价值,提出在污泥中掺杂甘蔗渣制备复合活性炭,并采用Plackett-Burman联用响应面法对影响复合活性炭碘值的条件进行筛选优化。通过Plackett-Burman实验筛选出热解温度、热解时间和甘蔗渣与污泥干重比为主要影响因素,对这3个因素进行Box-Behnken实验,经响应面优化得到影响碘值的二次响应曲面模型,模型显示热解温度与热解时间、热解温度与干重比的交互作用显著,并确定了最佳制备条件:热解温度550℃、热解时间30 min和干重比50%,此时复合活性炭碘值为814 mg/g,优于未优化条件下制备的复合活性炭。通过比表面积、孔结构和碘值的测定以及元素和扫描电镜分析得出,甘蔗渣的掺杂提高了复合活性炭的比表面积、微孔体积、碘值及含碳量。研究结果表明,甘蔗渣掺杂和制备条件优化是提高污泥活性炭吸附性能的有效手段。     

稻壳基活性炭制备及其对重金属吸附研究

活性炭吸附法是重金属废水处理的重要方法.利用廉价的稻壳,选择氢氧化钠和磷酸作活化剂制备活性炭,测定了稻壳基活性炭的比表面积、亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值和等电点.利用制备的稻壳基活性炭吸附溶液中的Cd、Cu、Zn,研究了不同稻壳基活性炭对Cd、Cu,Zn的吸附差异,并利用X射线衍射仪分析了稻壳基活性炭中微晶体结...     

腐殖酸、细颗粒泥沙对粉末活性炭吸附苯酚特性影响的研究

通过一系列实验,探讨了粉末活性炭吸附水中苯酚时,腐殖酸(HA)浓度和细颗粒泥沙用量对苯酚吸附量和去除率的影响.实验结果表明:在中性条件下,随着HA浓度的增加,粉末活性炭对苯酚的吸附量减少;在不同质量细颗粒泥沙的影响下,苯酚的去除率基本不变;在未加HA时,粉末活性炭对苯酚的吸附行为用Langmuir吸附等温式拟合效果最好,对苯酚的最大吸附量为150.60 mg/g,而在有HA存在时,粉末活性炭对苯酚的吸附行为用Freundlich吸附等温式拟合效果最好,对苯酚的最大吸附量为28.49 mg/g.