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    表面化學改性活性炭在水處理中的應用

    2015-02-11 來源:[www.ikakoentjoro.com]

        (1)去除水中的有機物。經H2和N2改性后的活性炭對水溶液中p-甲酚、硝基苯和p-硝基苯酚等有機物的吸附,較未處理過的活性炭吸附量大。
        采用岳陽市自來水公司一廠的水樣進行實驗發現,氯化消毒后的高色度水中,其三氯甲烷(THMs)的含量高達107μg/dm3。若將活性炭表面化學改性并對常規水處理后的高色度水進行吸附處理,則可發現:改性后的活性炭對THMs的吸附力大大提高,而且當水體的pH= pHPZC(零電荷點)時,活性炭對THMs的吸附量最大,此時水樣中THMs的含量僅為44μg/dm3。
        在苯胺的柱式分離與測定的實驗中發現,經過殼聚糖(CTS)處理后的活性炭有著比活性炭更強的吸附苯胺的能力。隨著改性活性炭的CTS質量分數的增加,苯胺的去除率逐漸提高,當CTS的質量分數為0.7%時,苯胺的去除率可達99.3%。
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        (2)去除水中的重金屬離子。表面化學改性活性炭對于廢水中的無機重金屬離子,具有一定的選擇吸附能力。如對Ag+、Cd2+、CrO42-等離子的吸附去除率均達到85%以上,對其他如銻、鉍、錫、汞、鈷、鉛、鎳、鐵等金屬離子也具有良好的吸附能力。
        有實驗表明:經硝酸深度氧化的活性炭,可顯著增加對Pb2+的吸附量,不過對水中的Ca2+、Mg2+吸附影響不大。
        分別用HN03、H2 S04以及HN03加乙酸銅溶液對活性炭進行表面化學改性處理,發現活性炭表面官能團數量發生了顯著改變,特別是羧基增加較多;改性后的活性炭對Cr3+的吸附性能有所提高。
        將市售粉狀活性炭用16%硝酸進行氧化,再用0.1mol/L的氫氧化鈉進行改性處理,發現改性后的活性炭較改性前對Cu2+離子的吸附能力提高了60%以上。
        (3)去除水中的陰離子。利用強氧化劑對活性炭進行改性,可改變活性炭表面官能團的性質,使原來具有催化還原能力的官能團改性為具有氧化能力的官能團,從而抑制了活性炭處理水中亞硝酸鹽的形成,使出水中亞硝酸鹽的濃度從經未改性活性炭處理后的2.Omg/L,降低為經改性活性炭處理后的0.Olmg/L。
        用Mg(NO3)2和Ba(NO3)2處理活性炭后,活性炭的表面含氧和含氮量增加,可有效地去除SO32-,即將SO32-進一步催化氧化成SO42-。與未改性前相比,改性后的活性炭去除效果大大提高。
        在去除水硬度的裝置后面加改性活性炭單元,可有效地消除水中過多的碳酸鹽,避免其轉化為H2CO3,造成CO2排入大氣而引起溫室效應。研究發現,以7mol/L的硝酸溶液加0.4mol/L的醋酸銅溶液對活性炭進行表面改性處理后,其吸附CO32-效果最好。
        (4)去除其他物質。將化學改性活性炭應用于亞甲基藍染料廢水時,當改性活性炭的投加量為2%,吸附lh后,其對活性艷紅X- 3B染料廢水色度的脫除率達99.7%。
        活性炭本身對氨等堿性物質以及硫化氫、甲硫醚、醛類等的吸附保持能力差,而加入堿性藥劑改性后,其除臭能力將大大提高。
        常規的處理方法不能有效地去除河水中的殺蟲劑等物質,而經一定濃度NaOH等化學藥劑改性后的活性炭,則對這些物質有較好的去除效果。在河水中投入lOmg/L的改性活性炭,可以將引起臭味的土臭素(geosmin)和2-甲基異茨酸(MIB)從66mg/L降到2mg/L。
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