用生物活性炭纤维新技术去除水中有机污染物

研制了生物活性炭纤维，用于去除水中有机污染物。采用循环流动法把微生物固定在活性炭纤维上，并用扫描电镜观察微生物在炭表面的生长情况。测试了生物活性炭纤维去除微污染源水中有机物的性能，并通过GC—MS图谱分析了处理前后水中有机物的变化。经处理后，水中的CODMn降到了2．5mg／L(饮用水的标准)以下，UV254的平均去除率高达94％，处理容量达到2880mL／g。另外，在相同的实验条件下，将生物活性炭与活性炭纤维的吸附性能作了对比，结果表明以ACF作为载体的生物活性炭纤维(BACF)技术在处理容量和处理效果上均显著优于其它两种处理方法，显示了此项新技术在水的深度处理领域的巨大应用潜力。     

核桃壳活性炭的制备及其对烟酸缓释性能的研究

以二氧化碳(CO2)物理活化法制备了核桃壳活性炭,考察了活化温度、活化时间对核桃壳活性炭得率及烟酸吸附量的影响。以所制备的核桃壳活性炭为烟酸载体,在不同的释放介质(蒸馏水、人工胃液或人工肠液)中进行烟酸释放性能研究。结果表明,人工胃液和人工肠液能促进活性炭对烟酸的释放,其累计释放率分别达到43.96%和47.69%。核桃壳活性炭在3种不同介质中的不同释放阶段的释放过程均符合Higuchi模型。     

多种碳质材料对四环素抗生素的吸附特性研究

水体抗生素污染对自然环境和人体健康造成了极大的危害,本研究探讨活性炭和生物炭(秸秆炭、猪粪炭和竹炭)对水中四环素抗生素的吸附效果。结果表明：活性炭的吸附效果均优于其他三种生物炭,粉末活性炭的吸附表现优于颗粒活性炭,主要源于活性炭的比表面积和孔径远大于其他三种生物炭;随着吸附材料添加量的增加,吸附率均是逐渐增加,猪粪炭和秸秆炭对四环素的吸附率接近90%,仍低于活性炭的吸附率,生物炭在实际应用需要改性提高其对四环素的吸附效果。     

微污染水中镍离子初始浓度对其在不同生物慢滤柱中去除的影响

采用生物慢滤技术研究镍离子初始浓度对不同滤料(活性炭、沸石和石英砂)的生物慢滤去除微污染水中镍离子的影响.结果 表明,不论微污染水中的初始镍离子浓度(0.04,0.08,0.12,0.16 mg/L)为多少,在不同滤料(活性炭、沸石和石英砂)的生物慢滤中均呈现出镍离子去除率先下降后上升.系统稳定后,活性炭滤柱的去除率先...     

生物炭材料对沉积物释放Cu的影响研究

为研究生物炭对沉积物释放重金属Cu的影响,以芦苇为原材料制备生物炭,同时以FeCl3、AlCl3、MgCl2为活化剂制备改性生物炭,通过开展原位覆盖模拟实验,测定上覆水中的Cu浓度,既而得到重金属Cu的累积释放通量。结果表明,经AlCl3改性后得到的改性生物炭能有效控制沉积物向上覆水中释放重金属Cu,与对照组相比,Cu的累积释放通量降低了159.54%,说明AlCl3改性生物炭具有应用到污染底泥修复的潜力。     

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。     

载铁活性炭的制备及其吸附水中砷的研究

用Fe3+对活性炭进行修饰,用于吸附水中的砷。结果表明,活性炭改性的最佳条件为:活性炭与12 000 mg/L的Fe3+溶液,在1∶100(g/mL)的情况下,振荡3 h,Fe3+吸附率近40%。活性炭对砷的吸附属于物理吸附,全过程无其他离子引入水中,不会对水体造成二次污染。获得了一种新的从饮用水中去除砷的方法。     

臭氧-生物活性炭去除三氮的效能

本文对粒状活性炭吸附法和臭氧一活性炭吸附法两种处理流程(简称“C”流程和“O_3+C”流程)进行了从饮用水中去除三态氮的对比试验。结果表明,臭氧化能够将有机氮氧化成氨氮;亚硝酸盐氮氧化成硝酸盐氮,从而使它们在出水中的含量增加。试验还发现,在活性炭滤床中通过生物同化和硝化作用等机理有效地除去了氨氮。但是在“C”流程中硝化过程以亚硝化阶段为主,使出水中亚硝酸盐浓度远大于进水浓度。同时,“C”流程具有相当的硝酸盐去除率。     

浸没式超滤膜组合工艺处理饮用水的中试研究

通过中试实验研究了混凝沉淀-超滤、混凝沉淀-砂滤-超滤和混凝沉淀-升流式曝气生物活性炭-超滤三种工艺处理饮用水的净水效果及对膜污染影响情况。结果表明,3种工艺的浊度和颗粒数去除率均能达到99%以上且不受原水水质影响,都能去除水中大多数的微生物和浮游动物,说明超滤膜组合工艺能有效的保证出水的生物安全性。超滤膜本身对水中溶解性有机物和氨氮的去除效果较差,相对于混凝沉淀-超滤工艺,选用混凝沉淀-砂滤-超滤工艺和混凝沉淀-升流式曝气生物活性炭-超滤工艺对COD_(Mn)、UV_(254)及氨氮的去除率分别提高了21.2%、18.2%、28.6%和40.8%、63.7%、59.2%,且这两种工艺的过滤阻力也远小于混凝沉淀-超滤工艺的过滤阻力。     

生物氧化臭氧活性炭联用工艺处理微染污水

采用生物滤池-臭氧氧化-生物活性炭联用工艺深度处理保定护城河某段微污染河水,通过研究各个单元与单元间联用的处理效果以及改变生化时间、臭氧氧化时间和生物活性炭的吸附时间,分别对比了COD_(Mn)、NH_3-N、色度和浊度的去除效果。结果表明,各个单元单独处理河水的效果不理想,单元间联用对河水有很好的处理效果,当生化时间为7h、臭氧氧化时间为20 min、生物活性炭吸附时间为20 min时,原水COD_(Mn)、NH_3-N、色度、浊度的去除率分别为84.66%、99.65%、87.50%、96.35%。对于相同类型的微污染废水采用生物滤池-臭氧氧化-生物活性炭联用工艺深度处理是可行的,水中污染物含量有很大降低,出水水质显著提高。     

复合污泥基活性炭催化臭氧氧化降解水中罗丹明B

以污水处理厂生物污泥和化学污泥等为原料制备出复合污泥基活性炭(CAC),与纯生物污泥基活性炭(BAC)和商品活性炭(AC)对比,分别考察了吸附、催化臭氧氧化和自由基抑制剂存在时催化臭氧氧化对水中罗丹明B的去除效果,进而研究了p H和臭氧投加量对CAC催化效能的影响。结果表明,三种活性炭均能提高臭氧氧化降解罗丹明B的效率,CAC催化效能最好。CAC催化臭氧氧化罗丹明B的反应遵循羟基自由基机理,随着p H的增大和臭氧投加量增加,CAC催化效能得到提高。     

生物活性炭技术的研究和应用

介绍了生物活性炭技术的研究和应用现状并系统分析和归纳了目前在生物活性炭技术安全性方面的研究进展。生物活性炭技术在很大程度上提高了饮用水的安全性一方面，生物活性炭技术可以有效地去除水中的微量有机污染物、消毒副产物及前质、臭氧化副产物等，     

活性炭的性能和结构与水质安全性的关系

研究了生物活性炭滤池出水的水质安全性指标与活性炭性能和结构之间的关系。在生物活性炭滤池中,活性炭作为吸附介质和微生物附着的载体,对于处理结果起着重要的影响。实验结果表明:滤池出水的水质指标和活性炭的性能与结构两者之间存在相关性。Zeta电位、孔容积以及UV_(254)吸附值越高,则相应的活性炭去除水中有机物的效率就越高,其中,30～100nm孔径的容积越多,处理效果越好。滤池出水的生物稳定性与单宁酸值有密切关系,单宁酸值越低,出水的生物稳定性越高,与孔径的分布则没有关系。     

河流水源水中全氟类化合物的深度处理效能研究

河流水源水中全氟类化合物是常见的污染物,为探究深度处理工艺对河流原水中全氟类化合物(PFCs)的去除效果,研究检测了自来水厂臭氧和生物活性炭组合深度处理对17种全氟类化合物的去除效率,分析了深度处理工艺调整对去除效果的影响。结果表明:河流原水中检出14种PFCs,ΣPFCs的浓度范围是19.35~57.57ng/L,夏季最高,冬季最低;其中全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)所占的比例较高,达到47.6%~57.9%;臭氧和生物活性炭联合深度处理工艺对PFCs的去除率达到37.3%,砂滤后置工艺比常规臭氧-生物活性炭工艺去除效果更好。     

三种活性炭对吲哚和吡啶的吸附性能

考察了3种活性炭一沥青基球形活性炭(PSAC)、煤质柱状炭(EAC)和椰壳颗粒炭(GAC)对水中吲哚和吡啶的吸附效果,测定了3种活性炭对吲哚和吡啶的吸附等温线和吸附动力学曲线.结果表明,3种活性炭对吲哚的去除率都能达到100%;PSAC和EAC对吡啶的去除率约为82%,GAC对吡啶的去除率约为92%;PSAC对吲哚和吡啶的吸附速率最大.活性炭的吸附性能由活性炭结构和吸附质分子性质所决定.微孔越丰富,吸附性能越好;中孔越多,吸附质分子的传质阻力越小,吸附速率越大;吸附质分子在水中的溶解度越小,活性炭的亲和力越强,吸附量越大,吸附效果越好.3种活性炭对吲哚和吡啶的吸附符合Freundlich公式,并确定了公式参数,Frendlich公式中的参数a越大,1/n越小,则活性炭吸附容量越大:a越大,活性炭的吸附速度越快.     

适宜松花江源水特性及生物增强的活性炭优选

为选择出一种适宜松花江水源水生物强化的活性炭,利用3种活性炭(XYK、YM和GAC15)构建了生物增强活性炭(BEAC)和普通生物活性炭(BAC)工艺体系。以经过常规处理后的松花江水为进水,研究了活性炭类型对BEAC和BAC工艺去除有机污染物效能的影响、停留时间和臭氧含量对工艺的影响以及活性炭类型对功能菌生物量及生物活性的影响。结果表明,富含中孔的新型炭(XYK)净水效能最优,更适宜生物强化,启动期间B-XYK对COD_(Mn)和UV_(254)的最大去除率分别为86.65%、93.00%。停留时间25 min、臭氧投加量2.5 mg/L时出水COD_(Mn)达最低,但其对去除UV_(254)的影响较小。     

UV/O3-BAC与O3-BAC处理二级出水中有机污染物的研究

将光助臭氧氧化-生物活性炭(UV/O3-BAC)新型组合工艺用于处理城市污水厂二级出水中有机污染物.考察了臭氧剂量、氧化反应时间和生物活性炭停留时间对出水水质影响,TOC去除率随着臭氧剂量、氧化反应时间和生物活性炭停留时间增加而增加;其优化工艺参数为:臭氧剂量为3 mg/L,氧化反应和生物活性炭空塔停留时间均为15 min.在优化工艺参数下,UV/O3-BAC工艺对TOC和UV254平均去除率分别达到46%和71%,比O3-BAC工艺(同样工艺参数下)对TOC和UV254平均去除率分别提高35.3%和14.5%;两组合工艺对有机物去除具有协同效应,其中UV/O3-BAC工艺的协同效应比O3-BAC工艺大.UV/O3和O3过程将水中大分子有机物氧化成小分子,增加了出水的可生化性,从而有利于后续BAC对有机污染物的去除.二级出水中主要有机污染物是酚类和酞酸酯等,经氧化处理后,二级出水中芳香烃和含一C=C-有机物消失或浓度减少,同时也生成一些小分子氧化产物,但经BAC处理后,污染物种类和浓度均大为减少.     

生物炭的制备及其对水相中阿司匹林的吸附性能研究

研究以花生壳、核桃壳、玉米秸秆为原料,经化学试剂活化及高温炭化制备出3种生物来源的生物炭,即花生壳生物炭(PSB)、核桃壳生物炭(WSB)和玉米秸秆生物炭(CSB)。对制备出的3种生物活性炭和商业活性炭进行酸碱改性处理,并以其作为吸附剂来去除水相中的阿司匹林(ASP),研究了活性炭种类、污染物初始浓度、活性炭投加量和改性pH对活性炭吸附性能的影响。结果表明,废弃的花生壳、玉米秸秆、核桃壳可以制备出孔隙结构发达的生物炭。向15.0 mL质量浓度200.0 mg/L的溶液中加入3.0 mg花生壳生物炭,对水相中阿司匹林的去除率可达72.61%;经过合理的改性处理,生物炭与商业活性炭的吸附性能均会有所提高;随着溶液中ASP初始浓度的增加,吸附率逐渐减小,且变化趋势基本保持一致。     

煤基压块活性炭在水深度净化过程的吸附特性

活性炭作为关键材料应用于水体深度净化处理工艺较为成熟可靠,国内大多数城市的市政自来水生产采用活性炭水深度净化工艺。以活性炭作为吸附剂对水中典型污染物进行净化处理,研究活性炭在水体深度净化过程中的吸附特性,为饮用水处理中活性炭的选择提供依据。采用新疆煤为原料制备的高效压块活性炭作为吸附剂处理黄浦江原水,以水体中UV₂₅₄和COD(Mn)为深度净化效果的评价指标。采用吸附等温模型和拟二级动力学模型对静态吸附试验数据进行拟合,评价活性炭对水中污染物的吸附性能;研究不同通水量条件下活性炭净化效果;采用上向流(自下而上)曝气生物吸附装置对黄浦江原水进行处理,推算活性炭服务期限;分析活性炭最佳再生试验条件。结果表明,该活性炭对黄浦江原水中以UV₂₅₄和COD(Mn)为指标的物质平衡吸附容量分别为0.481 (cm·g)^-1和13.889 mg/g,相较于COD(Mn)指标,活性炭对以UV₂₅₄为指标的物质吸附更快;采用动态试验研究活性炭的处理效果,当通水倍数达到6 990时活性炭对以UV₂₅₄     

臭氧-生物活性炭技术在水深度处理中的应用进展

臭氧-生物活性炭(O3-BAC)技术是一种新型高效的微污染水处理工艺,其催化剂与氧化剂制备简单、高效。该技术可以应用于降低水体的浊度、色度,改善水质口感,还可以降低水中的有机物含量,使处理水体能够达成循环水的各项指标,具有良好的应用前景。对臭氧-生物活性炭技术在水处理过程中的运行状况进行分析,提出了该技术在水处理过程中存在的问题,讨论了其未来发展方向。