生物活性炭工艺的除锰效能及作用机制

利用动态小试试验研究了生物活性炭(BAC)对地表水的除锰效能,明确了其可行性及机理,并探讨了可能存在的问题及解决途径。试验证明,BAC工艺在进水Mn(Ⅱ)质量浓度为0.60～1.80 mg/L、过水流速不超过12 m/h时均具有良好的除锰效能[Mn(Ⅱ)去除率>95.00%]。锰分相及SEM-EDS测定表明,BAC通过“高效吸附-氧化赋存-脱附更新”实现锰的可持续转化,Mn(Ⅱ)和锰氧化物(MnO_x)易于在BAC颗粒孔隙及表面附着,加速除锰滤料的成熟;16S rRNA测序结果表明,BAC颗粒上具有种类多、丰度高的锰氧化细菌(MnOB)及锰氧化基因,主导了稳定运行期内Mn(Ⅱ)的氧化,保障了其在不同水质条件下的稳定去除。Mn(Ⅱ)浓度突增时,BAC除锰工艺存在适应周期长(30 d)、除锰效能有一定波动的问题。O₃-BAC强化除锰工艺中,前置O₃不仅能在进水Mn(Ⅱ)浓度稳定时进一步提升BAC工艺的除锰效能,将出水Mn(Ⅱ)质量浓度控制在0.05 mg/L以下,还能确保进水Mn(Ⅱ)浓度突增时整体工艺的出水水质稳定。此...     

脐橙皮渣活性炭对水中低浓度Cu(Ⅱ)的吸附性能

利用脐橙皮渣为原料制备的活性炭吸附水中低浓度的Cu(Ⅱ),从pH值、吸附时间、活性炭投入量、Cu(Ⅱ)初始质量浓度等因素探讨了活性炭对低浓度含铜废水的吸附性能,并分析了其吸附等温模型。结果表明,脐橙皮渣活性炭以中孔为主,对吸附低浓度含Cu(Ⅱ)废水过程符合Freundlich等温吸附模型,有pH条件环境友好、吸附速度快、活性炭用量少等优点。在pH 6.0,活性炭投入量0.2 g/L,吸附时间25 min条件下,浓度5.0 mg/L以下的含Cu(Ⅱ)水体都可以被处理至低于1.0 mg/L。     

脐橙皮渣活性炭对水中低浓度Cu(Ⅱ)的吸附性能

利用脐橙皮渣为原料制备的活性炭吸附水中低浓度的Cu(Ⅱ),从pH值、吸附时间、活性炭投入量、Cu(Ⅱ)初始质量浓度等因素探讨了活性炭对低浓度含铜废水的吸附性能,并分析了其吸附等温模型。结果表明,脐橙皮渣活性炭以中孔为主,对吸附低浓度含Cu(Ⅱ)废水过程符合Freundlich等温吸附模型,有pH条件环境友好、吸附速度快、活性炭用量少等优点。在pH 6.0,活性炭投入量0.2 g/L,吸附时间25 min条件下,浓度5.0 mg/L以下的含Cu(Ⅱ)水体都可以被处理至低于1.0 mg/L。     

不同孔径活性炭对镉铅污染土壤的动态修复研究

测定微孔活性炭(MICAC)、介孔活性炭(MECAC)和大孔活性炭(MACAC)的理化性质和吸附特性,以及三者对重金属污染土壤的淋溶和大田原位修复的动态影响。三种活性炭比表面积大小为MICAC>MECAC?MACAC。经三种活性炭处理后的淋出液的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)浓度分别降为0.18～0.21 mg/L和0.063～0.067 mg/L。活性炭对大田土壤中Cd(Ⅱ)Pb(Ⅱ)含量影响为：MECAC≥MICAC>MACAC>CK;90 d的大田原位修复,MICAC处理土壤的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)含量分别较对照组土壤分别下降78.57%和80.57%。适当添加3%的MECAC能有效吸附土壤中的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)。     

臭氧-生物活性炭工艺对典型藻源致嗅物质的应急处置效能

利用小试试验和实际水厂调研结果,研究了臭氧-生物活性炭(O₃-BAC)工艺应对典型藻源致嗅物质——2-甲基异莰醇(2-MIB)突发污染的处理效能,探讨了该工艺对水厂应对突发污染能力的提升作用。研究结果表明,O₃氧化可有效去除水中2-MIB,实际水厂设计条件下去除率可达到90%以上,其去除效果与O₃投加量和氧化时间直接相关。BAC单元通过吸附和生物降解作用有效去除水中的2-MIB,去除率可达90%以上,其去除效果与活性炭使用年限及过水流速有关。O₃-BAC工艺整体改善了出水水质,并可以有效提升水厂应对2-MIB的能力,其最大应对质量浓度在1 000 ng/L以上,对2-MIB的去除率高于99%。但在实际应用中,需要注意在应急处理后活性炭可能出现的污染物持续释放问题以及活性炭的适当使用年限。     

羊骨基活性炭对溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能

采用本实验室自制的羊骨基活性炭,研究其在不同吸附时间、不同溶液初始浓度、不同投加量、溶液不同的pH值条件下对Pb(Ⅱ)的吸附规律。结果表明:当Pb(Ⅱ)溶液的初始浓度为80mg/L、活性炭投加量为0.10g、吸附时间为6h、溶液温度为45℃时,羊骨基活性炭对Pb(Ⅱ)的去除率高达99%。利用Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型对其吸附性能的表征得出:羊骨基活性炭对溶液中Pb(Ⅱ)的吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型,并且吸附等温曲线在Brunauer五种类型的等温吸附线中比较符合多分子层吸附等温线。     

UASB+CMBR+活性炭吸附工艺处理油气田废水试验研究

采用UASB+CMBR+活性炭吸附工艺对油气田废水进行了实验室小试研究。结果表明,经UASB+CMBR工艺处理后,TSS的截留率在99%以上,COD、TOC、油类的去除率范围分别为:74%~94%、85.6%~96.9%、98%~99.9%,出水油类低于10 mg/L。采用活性炭对该工艺出水进行达标实验研究,结果表明,活性炭对系统出水COD的去除效率为78.9%,COD去除效果非常显著,COD从379.4 mg/L骤降到79.9 mg/L,表明UASB+CMBR+活性炭吸附工艺对此类废水有较好的去除效果。     

荔枝壳活性炭对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

以荔枝壳为原料,氢氧化钠为活化剂、微波加热,制备了荔枝壳活性炭。并以此活性炭为吸附剂吸附溶液中的Cr(Ⅵ),考察了初始Cr(Ⅵ)质量浓度、活性炭用量、pH、吸附时间、吸附温度对Cr(Ⅵ)的吸附量及去除率的影响。结果表明吸附Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件为:荔枝壳活性炭质量1.6 g/L、Cr(Ⅵ)初始质量浓度50 mg/L、pH=3、吸附θ为25℃、吸附t为240 min,在此工艺条件下,荔枝壳活性炭吸附剂对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附能力,对Cr(Ⅵ)吸附量可达30.25mg/g,Cr(Ⅵ)的去除率可达96.8%。吸附过程符合二级吸附动力学模型。热力学参数ΔG、ΔH、ΔS表明荔枝壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是自发、吸热过程。     

改性活性炭吸附处理含铅废水的研究

本文采用十二烷基硫酸钠(SDS)对活性炭进行改性,采用静态吸附法探究改性剂浓度及改性时间对Pb2+去除率的影响.确定最佳改性条件后,探究了pH、吸附时间及吸附温度对SDS改性活性炭(SDS-AC)吸附Pb2+的吸附性能的影响.实验表明:(1)当浓度为5 mmol/L、改性时间为10 min时,SDS-AC对Pb2+的吸...     

CuS改性活性炭的制备及其镉（Ⅱ）的吸附性能研究

研究了CuS改性对活性炭的表面物理化学特性的影响和改性活性炭对镉(Ⅱ)的吸附性能。考查了不同铜源、不同浓度的Cu²⁺对CuS改性活性炭性能的影响,分析表征其物理及化学性质,并对其吸附脱除镉的吸附容量进行了评价。结果表明：经CuS改性后的活性炭表面出现了大量CuS纳米颗粒物,增大了其比表面积,对Cd²⁺的吸附效果明显增强;CuCl₂^-(1)/AC对水中镉(Ⅱ)的吸附容量达到204.33 mg/g,比未改性活性炭对水中镉(Ⅱ)的吸附容量高出33.68 mg/g;Cu(NO₃)₂-(1)/AC对水中镉(Ⅱ)的吸附容量达到195.30 mg/g,比未改性活性炭对水中镉(Ⅱ)的吸附容量高出24.65 mg/g。     

臭氧-生物活性炭联用工艺去除腐殖酸的试验

在选取UV254作为腐殖酸浓度表征指标的基础上,考察了初始腐殖酸浓度、Mn2+浓度、p H及常规处理对臭氧-生物活性炭出水效果的影响。结果表明臭氧-生物活性炭工艺对腐殖酸的去除是在臭氧氧化分解、活性炭吸附和生物降解的共同作用下完成。腐殖酸初始浓度升高,出水腐殖酸的去除率反而下降;当原水中存在Mn2+离子时,Mn2+的催化作用凸显,且在Mn2+投加量为0.75 mg/L条件下,臭氧-生物活性炭出水的腐殖酸去除效果最佳;p H的升高和前置混凝沉淀均有利于后续臭氧-生物活性炭对腐殖酸的去除。     

臭氧活性炭联合工艺去除微污染水中有机物

采用臭氧活性炭联合工艺(O3+BAC)对以长江为水源的某水厂砂滤水进行深度处理。试验结果表明,该工艺对水中有机物有稳定的去除效果,在臭氧投加量为1mg/L,活性炭空床接触时间为8.6min时,对CODMn,UV254,DOC,THMEP(三氯甲烷生成势)和AOC(可同化有机碳)的平均去除率分别为32%,40%,22%,19%,7%。在DOC较低的情况下,三氯甲烷生成势与UV254有较好的正相关性。     

上向流生物活性炭工艺参数设计与处理效果分析

上向流生物活性炭工艺是水厂深度处理的方法之一。文中通过对某上向流生物活性炭深度处理水厂的活性炭粒径、孔积率、比表面积强度、碘吸附值、亚甲蓝吸附值、强度、装填密度及灰分等参数选择优化进行了全面分析,对该水厂出水水质进行了总结。结论如下：(1)在进水负荷为500～1 000 m³/h情况下,炭层膨胀率为11.8%～30.8%,炭层可整体处于微膨胀状态;(2)进水TOC质量浓度为1.30～3.60 mg/L情况下,深度处理工艺对TOC平均去除率为71%,较常规工艺提升25%;(3)进水COD_Mn质量浓度为1.18～4.66 mg/L情况下,深度处理工艺对COD_Mn平均去除率为71%,臭氧活性炭工艺单元对COD_Mn的去除率约为25%;(4)以COD_Mn去除效果作为炭池反冲洗指导参数,在气温为17～33℃条件下,过滤周期为8 d较为合适。以上结论可为亚热带地区上向流活性炭的工程应用提供重要参考。     

氢氧化镁改性活性炭对Cu(Ⅱ)的吸附

以氢氧化镁和活性炭为原料,在30℃条件下采用反应结晶技术制备了氢氧化镁改性活性炭材料(Mg-GAC),通过SEM、XRD对改性前后活性炭进行了表征,考察了温度、时间和pH对复合材料吸附废水中Cu(Ⅱ)的影响。结果表明,GAC经改性后,比表面积增至738.01 m~2/g。在Mg-GAC投加量为0.3 g、Cu(Ⅱ)质量浓度为0.04g/L、温度为25℃、pH为7的条件下反应2h,其吸附量达到11.66mg/g。Cu(Ⅱ)的吸附过程符合Langmuir等温模型,为单层吸附。     

羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)吸附性能研究

以CO2为活化剂制备羊骨炭,在不同溶液pH、初始浓度、活性炭投加量等条件下,通过动态吸附试验考察羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的吸附规律,并用Langmuir和Freundlich吸附等温模型对其吸附性能进行了分析。结果表明,当羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的最佳吸附量分别为:4.2 mg/g、0.07 mg/g和2.7 mg/g时,吸附液的pH值Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)为7～8、Cr(Ⅵ)为酸性pH<6;羊骨炭的投加量分别为:0.2、0.7、0.03 g;最佳初始浓度分别为:60 mg/L、15 mg/L、30 mg/L。羊骨炭对3种离子的吸附行为基本符合Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型,计算得四种离子的最大吸附量分别为:4.854、1.247、0.402 mg/g。     

负载二氧化钛竹活性炭的制备及其性能的研究

以竹子为原料,通过磷酸活化法制备了一系列活性炭,考察其亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率,选择其中2项值都比较高的试样,通过溶胶-凝胶法制备负载型二氧化钛/竹活性炭光催化剂(TiO₂/BAC),并用其去除水溶液中的甲醛,以甲醛去除率为指标考察TiO₂/BAC的性能。结果表明,在浸渍比3:1,升温速率10℃/min,活化温度400℃,活化时间40min的工艺条件下得到的竹活性炭,比表面积大,大、中孔非常丰富。以上述条件下制得的活性炭所制备的TiO₂/BAC对水溶液中甲醛的去除效果非常明显:投加量为1.5g时,800mL初始浓度为5mg/L的甲醛水溶液,在17W紫外灯光照射的条件下,反应480min时甲醛去除率可达到84.28%。对比了单一TiO₂、单一竹活性炭、竹活性炭与TiO₂简单混合、TiO₂/BAC去除甲醛的效果,结果表明TiO₂/BAC去除甲醛的过程中,TiO₂与竹活性炭二者呈现明显的协同作用。     

污水处理厂二级出水粉末活性炭深度处理试验

鉴于某污水处理厂接纳处理污水中存在难降解有机物和有机磷,会对出水稳定达标造成一定风险,文中分别取污水处理厂的二级出水,分别投加不同浓度的粉末活性炭、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)进行组合试验,以探究去除COD_Cr和总磷(TP)的最佳药剂组合。试验表明,投加粉末活性炭和不同药剂组合对二沉池出水中COD_Cr和TP均有一定去除作用,当投加10 mg/L的粉末活性炭、2.0 mg/L的PAM和15 mg/L的PAC时,对去除二沉池水中COD_Cr和TP具有明显的效果。该结果对处理同类水质的污水厂选择深度处理工艺有积极的指导作用。     

高锰酸钾/粉末活性炭与常规工艺联用对高藻水净化的研究

在扬州万福闸水源地闭闸期间的高藻期考察了采用高锰酸钾(PP)预氧化和粉末活性炭(PAC)吸附与常规工艺联用对高藻水的净化效果,优化了PAC的投加位置。试验结果表明,取水口投加1.5 mg/L的PP,混凝前投加15 mg/L的PAC,该工艺与常规工艺联用对高藻水的净化效果明显优于常规工艺。     

活性炭吸附高盐废水COD的影响因素及应用

针对活性炭吸附法去除高盐废水中的有机物,探讨了活性炭的材质、投加量、停留时间、分子量以及pH值等因素对COD去除率的影响。对再生水厂运行中存在的问题分析后提出了工艺上的改进方案。在处理量100 m³/h,停留时间35 min,pH维持在偏酸性环境,现场进水COD为500 mg/L,出水COD降低到60 mg/L,去除率达88%。     

粉末活性炭应急处理水源石油类污染的试验研究

针对城市水源可能突发的水体石油类含量超标,以小试试验为基础,模拟珠江广州段西航道水源石油类超标进行城市供水应急处理试验研究。结果表明:在原水中石油类含量超标约3倍时,给水厂常规工艺与粉末活性炭吸附单独处理两者效果均不理想,而在原有常规工艺前投加粉末活性炭进行吸附预处理,FeCl3投加量60mg/L,活性炭投加5mg/L,吸附10min条件下,石油类去除率达75.5%,处理后出水石油类的质量浓度低于0.05mg/L,可达地表水环境质量Ⅲ类标准。