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...     

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.     

高效生物活性炭吸附工艺去除水体中甲基叔丁基醚的初步研究

通过对来自美国加州拉玛达(La Mirada)市污染点的原始菌源炭进行甲基叔丁基醚(MTBE)降解菌生物强化,试图建立具有更有效MTBE降解效果的生物活性炭(BAC)功能,尝试利用新形成的菌源炭覆盖新鲜椰壳活性炭(GAC)而达到新BAC功能的快速有效启动,并考察不同空床停留时间(EBCT)、GAC吸附饱和状态对BAC功能启动的影响。同时,对具有成熟BAC功能的炭柱中的混合菌落进行基于16SrDNA的聚合酶链反应(PCR)—变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析,以确定混合菌落中的主要功能菌种属。结果表明,针对模拟的低MTBE浓度进水,新鲜GAC和菌源炭A添加体积分数分别为40%和60%的NAS柱出水MTBE质量浓度最终稳定低于0.005mg/L,平均去除率接近99%,出水MTBE完全达到美国环境保护署(EPA)的饮用水建议阈值(<20μg/L),建立了成熟的BAC功能;成熟的菌源炭可在30d左右通过覆盖法迅速实现新BAC功能的启动;EBCT的延长有利于新BAC功能的启动和维持,接种初期应尽量采用较长EBCT以保证取得足够和稳定的生物量;MTBE吸附饱和前后的GAC在启动新BAC功能时存在差异,鉴于吸附饱和GAC在接种初期会因MTBE解吸而造成出水MTBE浓度较高,建议采用新鲜活性炭覆盖需接种炭柱;BAC功能成熟炭柱中包括的5种主要菌种里有4种为未培养微生物,1种为未分类菌种,其理化性质和具体属性尚不明确。     

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.     

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。     

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.     

化学改性活性炭对水中阿特拉津的吸附去除

以5 mol/L HNO3,40%NaOH及5%H2O2对活性炭进行化学改性,采用序批式实验研究了活性炭改性前后对阿特拉津(AT)的吸附平衡特性,并以Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行了拟合。结合活性炭改性前后孔结构和表面化学的变化特征,探讨了不同改性方法对AT吸附去除的影响效应。结果表明:活性炭经5 mol/L HNO3改性后对AT的吸附性能显著降低;而5%H2O2和40%NaOH改性炭对AT的吸附能力较原炭明显增强,且40%NaOH改性炭的吸附能力大于5%H2O2改性炭。原炭及改性炭对AT的吸附等温线均符合Langmuir模型。HNO3改性炭对AT吸附的降低主要是由于表面酸性基团的增加引起的;H2O2改性炭对AT吸附能力的提高主要是由于比表面积的增大引起的;而NaOH改性炭对AT吸附能力的提高是由比表面积增大和表面碱性基团增加共同作用的结果。几种改性炭和原炭对AT去除率的大小顺序依次为:NaOH改性炭>H2O2改性炭>原炭>HNO3改性炭。     

强化活性炭处理工艺去除焦化厂生化出水中的氰化物

以某焦化厂生化出水为研究对象,考寨了金属负载活性炭(简称负载炭)和Fenton氧化预处理等强化活性炭工艺对总氰化物(TCN)的去除效果.在TCN批式实验中,对负载炭的金属离子种类和固定方式进行了考察,同时研究了接触时间、DO对游离氰(KCN配水)、络合氰(K3Fe(CN)6配水)及焦化厂生化出水中TCN的去除效果.结果表明,负载金属离子可以有效提高活性炭对TCN的去除量,KI固定后的载铜活性炭对TCN的去除更有效.吸附作用在活性炭去除TCN过程中起着主要作用,同时TCN在活性炭表面也发生缓慢的催化氧化反应.在穿透实验中,采用了小型炭柱穿透和微型快速穿透实验方法,得到的TCN穿透曲线基本相同.含不同比例原煤炭和负载炭的小型炭柱处理经Fenton氧化预处理的焦化厂生化出水时,在18 d的启动阶段后形成生物活性炭柱,其出水能长期达到<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)规定的要求.载铜话性炭可以提高活性炭工艺对TCN的去除能力,确保处理全程(57 d)出水的TCN达标.     

电增强活性炭滤芯吸附去除水中微污染物

选取了10种市售活性炭滤芯并测试其相关理化性质,筛选出比表面积高、导电性好的滤芯用于电增强吸附二氯乙酸(DCAA)、左氧氟沙星(LVFX)和环丙沙星(CIP) 3种典型饮用水中的微污染物。3种污染物的电增强吸附符合二级动力学模型,电增强活性炭滤芯吸附DCAA、LVFX和CIP的最佳初始吸附速率v₀分别达到12.4 mg·(g·h)⁻¹ (2 V)、45.3 mg·(g·h)⁻¹ (−2 V)和93.1 mg·(g·h)⁻¹ (−2 V),相比不加电情况下提高了1.2~1.7倍;3种污染物的电增强吸附等温线符合Langmuir模型,电辅助下DCAA、LVFX和CIP的最大吸附容量q_m可达到26.3 mg·g⁻¹ (2 V)、207.9 mg·g⁻¹ (−2 V)和106.1 mg·g⁻¹ (−2 V),相比于不加电时提升了1.2~3.2倍。在流动态吸附实验中,活性炭滤芯在电增强吸附下的出水的DCAA质量浓度比不加电时更低,出水水质更佳。电增强吸附下的处理水量达到1 300床体积,比不加电条件下提升了2.2倍。以上研究结果表明活性炭滤芯的电增强吸附在饮用水深度处理中有着较好的应用前景。     

颗粒活性炭对水中典型医药类物质的吸附特性

通过静态与动态吸附实验考察了颗粒活性炭对水中4种典型医药类物质降固醇酸（CA）、卡马西平（CBZ）、萘普生（NAP）和双氯芬酸（DCF）的吸附特性。首先在比较木质炭（MAC）和椰壳炭（YAC）对药物吸附效果和表征测试基础上,优选YAC为实验活性炭。静态实验研究发现,当YAC投加量133 mg·L-1,温度25℃和转速150 r·min-1时,CA、CBZ、NAP和DCF的平衡吸附量分别为2.48、3.0、2.74和2.52 mg·g-1,YAC对4种药物的吸附强弱为：CBZ >NAP >DCF >CA;4种药物的吸附均符合假二级吸附动力学模型和Friendlich等温吸附模型,吸附速率受化学吸附、颗粒内扩散、表面吸附和液膜扩散等颗粒外扩散过程的控制;YAC对药物的吸附能力与其pKa、lgKow和水溶液中的存在状态等有关。通过YAC对超纯水溶液、污水厂过滤前后二级出水中4种目标物的去除率比较,发现污水中的离子强度是降低目标物去除率的主要因素,它减弱了目标物与活性炭的静电作用力,而溶解性有机物由于竞争椰壳炭上的吸附点位在一定程度上也降低了其去除率。YAC固定床动态吸附穿透实验表明,YAC对CBZ的吸附性能最强、CA最弱,动态与静态实验结果是一致的。     

地下水浅埋区某加油站特征污染物空间分布

加油站渗漏污染地下水已经是一个世界性的问题。由于浅埋区加油站储罐与地下水密切接触,更加剧储罐的腐蚀。为揭示加油站渗漏的典型污染物石油烃（TPH）、苯系物（BTEX）、萘和甲基叔丁基醚（MTBE）在该水文地质条件下的迁移变化,在浅埋区某加油站开展了平、枯、丰水期的地下水监测工作。在水平分布上,TPH、BTEX、萘基本相似,均在加油岛附近形成高浓度区,而MTBE则更易随地下水流动而迁移,呈现出不同的污染晕。在垂直分布上,地下水的水位变动是污染物浓度分布的主要影响因素。     

CeO_x/AC催化剂NH_3选择性催化还原NO

以用不同浓度的HNO3预处理后的椰壳活性炭为载体,负载铈制备SCR催化剂。利用比表面积分析仪（BET）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和催化剂活性实验,探讨了不同变量如金属离子的分布、焙烧温度和载体属性对催化活性的影响。结果表明,HNO3处理后,经500℃焙烧金属铈负载量为7%的催化剂表现出优良的催化性能。在90℃时,NO转化率在90%以上,随温度升高,达到接近100%的NO转化率。     

烧结纤维承载活性炭复合材料在苯蒸气脱除中的应用

以8μm的镍纤维和煤基活性炭为原材料,通过抄制和烧结工艺制备了烧结纤维承载活性炭粉末复合材料。为了减轻床层总重量,将这种材料和通常的颗粒状活性炭进行联合装填形成复合层,并进行了苯蒸气的吸附穿透实验。利用Wheeler方程对床层的饱和吸附容量和吸附速率常数进行了测定。结果表明,在相同的测试条件下,联合装填层比单独的颗粒炭装填层具有更好的苯蒸气脱除性能;对两种床层而言,其各自的饱和吸附容量是一个不随比速而变化的常数,而随着气流比速的增加,两种床层的吸附速度都呈增加的趋势。     

活性碳纤维吸附甲苯废气吸附等温方程的研究

研究了固定床吸附器中粘胶基活性碳纤维（viscose rayon-based ACFs）吸附甲苯废气的特性，通过实验测定活性碳纤维吸附不同浓度甲苯废气的穿透曲线，作出等温吸附曲线。根据实验数据拟合出几个吸附平衡方程，并与实验结果进行比较。实验结果可为工业设备设计提供参考。     

活性碳纤维吸附甲苯废气吸附等温方程的研究

研究了固定床吸附器中粘胶基活性碳纤维(viscose rayon-based ACFs)吸附甲苯废气的特性,通过实验测定活性碳纤维吸附不同浓度甲苯废气的穿透曲线,作出等温吸附曲线,根据实验数据拟合出几个吸附平衡方程,并与实验结果进行比较.实验结果可为工业设备设计提供参考.     

泡沫活性炭的制备及其对丙酮的吸附性能研究

以中间相沥青和原煤为原料,在高温高压下发泡成型,经过高温炭化和水蒸气活化后制得了比表面积为672m2/g、中孔发达的泡沫状成型活性炭(MACFoam).该成型活性炭中含有大量的微米级孔道并具有良好的透气性,可以作为气流通道.由其所装填的吸附床层对丙酮的吸附行为与颗粒活性炭相似,可以使用Yoon-Nelson方程对实验穿...     

活性炭负载I-TiO2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-TiO2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-TiO2和活性炭的协同作用,负载适量I-TiO2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。     

改性活性炭吸附净化黄磷尾气中的PH3

通过钢瓶配气模拟和气相色谱GC-14C测定的方法,研究了改性活性炭吸附净化黄磷尾气中PH₃的相关问题。得到了吸附反应的最佳吸附温度、氧含量、气体流量、改性液浓度、活性炭粒径和焙烧温度。再生方法可行,可通过再生液回收磷酸。热重差热分析和孔径分布初步证明吸附质为磷和磷氧化物。     

污泥活性炭的表征及其对Cr（Ⅵ）的吸附特性

以城市污水处理厂污泥为原料,采用磷酸活化一微波热解法制备得到污泥活性炭,并将其用于吸附水溶液中的Cr（Ⅵ）。分别采用元素分析仪（VarioELcube）、比表面积孔径分布测定仪（ASAP2020）、扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FT—IR）等仪器对原污泥及污泥活性炭的表面组成和结构进行表征,探讨污泥活性炭的孔隙结构参数和表面化学性能。通过静态吸附实验,考察了溶液初始pH,接触时间,初始Cr（Ⅵ）浓度对污泥活性炭吸附Cr（Ⅵ）效果的影响,并探讨了污泥活性炭去除Cr（Ⅵ）的机理。实验结果表明,pH越低吸附效果越好,吸附平衡时间为100h。不同温度下吸附过程均符合Langmuir等温吸附模型,30℃时最大吸附容量为27．55mg／g;吸附动力学过程符合准二级速率方程（R2〉0．99）;污泥活性炭对Cr（Ⅵ）的去除是一个吸附-还原耦合的过程。