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吉建斌

 
 
 

日志

 
 

活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用(下)  

2017-12-04 07:10:57|  分类: 活性炭产业 |  标签: |举报 |字号 订阅

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3.2 表征活性炭吸附性能指标的选择问题

    根据资料(11),碘值表征孔径为10<d<14?,亚甲蓝值为15<d<28?,活性炭的细孔两者大体上代表了活性炭95%表面面积。岳舜琳等(12)指出在评价活性炭的吸附性能时,需要考虑其粒度对有机物去除的影响,验证了活性炭的粒度与吸附水中有机物的负相关关系;在评价活性炭吸附水中有机物的相关性时,要用碘值及亚甲蓝值之和。丁桓如等(13)研究发现,活性炭的比表面积、碘值、亚甲基蓝吸附值等一般吸附性能指标与活性炭对天然水中有机物的吸附能力之间相关性能不好,在选择去除天然水中有机物的活性炭时不能用这些指标,提出采用测量活性炭对水中四种典型有机物(腐殖酸、富里酸、木质素、丹宁)的吸附容量和吸附速度方法,反映活性炭对天然水中有机物吸附性能的好坏,用于筛选吸附天然水中有机物的水处理用活性炭。因此需根据处理对象的有机物形态,来选择适当的吸附性能指标,对活性炭进行筛选,以免造成浪费。

3.3 活性炭的表面化学改性问题

3.3.1 针对提高对有机污染物吸附性能的改性

    活性炭属于非极性吸附材料,由于它的疏水性,使它能在水溶液中有效地吸附各种非极性有机物质,但在水溶液中吸附具有一定极性的污染物就有困难。活性炭表面官能团使活性炭与吸附质分子发生化学作用,显示出活性炭的选择吸附性,使活性炭表面呈现很高的活性,因此可以对活性炭表面进行改性。范延臻等(17)研究发现,通过硝酸氧化可以增加活性炭表面酸性基团的含量,致使活性炭表面的亲水性增强,而去除水中的有机污染物为目的的活性炭表面改性的研究方向应为:减少表面内酯基及羧基等含氧官能团的含量,增加活性炭表面的疏水性。Su Wei等(18)用HF或NH3?H2O处理活性炭会增强其对氢吸附的性能。

3.3.2 针对污水中重金属吸附的改性

    刘守新等(19)研究表明,HNO3液相氧化处理可使活性炭表面生成带正电含氧酸性官能团,然后利用NaOH使活性炭表面酸性官能团H+部分被Na+取代,使活性炭表面酸性降低,得到表面较多的含氧酸性官能团和适宜的表面pH值的活性炭,其吸附Cr6+的性能大大提高。Chen Paul J等(20)使用柠檬酸对活性炭进行改性,研究结果表明,当吸附达到平衡时,用柠檬酸进行改性的活性炭比未改性的活性炭吸附水中铜离子效率高140%,大幅提高了活性炭对水中铜离子的吸附效果。

3.4 活性炭失效与再生问题

    刘辉等(21)采用生物活性炭(BAC)对微污染原水进行了处理,试验表明,采用碘值与亚甲蓝值作为麦门冬柱运行的控制指标是欠妥的,应该根据活性炭在这一工艺中所起的作用来确定失效指标,可将对CODMn、UV254的去除率作为判断活性炭运行是否失效的两个重要指标。活性炭的再生技术既能节约成本又能避免废弃活性炭对环境造成污染,同时活性炭解吸后能获得有价值的吸附质,具有一定的经济效益。Ewa Okoniewska等(22)研究表明,用KMnO4溶液再生吸附Mn(II)达到饱和的活性炭时,当KMnO4溶液浓度为6.4%,浸渍时间为1h时,去除水中Mn(II)的效果,较其他浸渍浓度再生的活性炭去除效果好。目前颗粒活性炭的再生技术较好,有关粉末活性炭再生分离的技术较少报道。

4、结语

    活性炭是一种吸附性能良好的吸附剂,具有稳定的物理化学性能、机械强度高、使用失效后易再生等特点,在水处理应用中需注意:(1)不同材质的活性炭孔径分布不同,要根据处理对象的相对分子量选择不同材质的活性炭。(2)活性炭一般吸附性能的大小不一定与吸附效果一致,在选择活性炭时,要考虑选择能表示吸附效果的指标。(3)针对去除特定的污染物,可以通过对活性炭表面化学性质进行改性的方法,提高对污染物的去除效率。(4)活性炭再生后吸附性能会下降,需针对不同的吸附质,选择合适的再生方法,提高再生后的吸附性能

参考文献

活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客 
活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客 
活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客 
活性炭的吸附机理及其在水处理方面的应用(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

 

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