纳米铁/活性炭新型材料的制备及其对铜离子的吸附性能研究

以活性炭为载体,采用沉淀法制备纳米铁/活性炭新型材料,对活性炭的结构变化进行BET和TEM表征分析,研究纳米铁负载前后活性炭对水中铜离子的吸附能力以及p H值、起始浓度、吸附时间等因素对吸附性能的影响,同时考察其再生性能。结果表明:纳米铁成功负载于活性炭上,随着p H值的增加,吸附容量逐渐增大,当p H=6时,纳米铁/活性炭的最大吸附量为18.73 mg/g,与活性炭相比提高了150%。新型材料对铜离子的吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附模型,对铜离子的吸附量随时间变化的规律符合准二级动力学模型,由于负载的纳米铁阻碍了铜离子向材料表面扩散,其吸附速率仅为0.002 g/(mg·min),与活性炭相比下降了60%左右。新型材料再生效率高,具有较好的应用前景。     

辽宁庆阳化工厂二苯胺废水的资源化综合处理工艺研究

二苯胺作为TNT炸药生产的中间体,其废水长期以来没有经济有效的处理方法。本文采用中和一萃取一大孔树脂吸附的工艺路线对二苯胺废水进行资源化综合处理研究。确定了最佳工艺参数,并进行了实际工程设计和调试运行。 通过烧杯试验,确定了废水中和预处理适宜的工艺参数为:中和试剂用工业 NaOH,pH 9.5,此时COD的去除率为19.8％,污泥产生量为 17.78 g/L。 通过单因素影响试验、正交试验和两级逆流模拟试验,确定了萃取的最佳工艺条件为:以TBP为萃取剂,磺化煤油为稀释剂,萃取剂浓度40％、相比(O:A)1:3、废水pH9.5,经两级逆流萃取,COD去除率高于91.5％,苯胺去除率高于98.5％;反萃取工艺条件为:反萃取剂为3%～5％硫酸,相比为(3～4):1,反萃取效率接近100％。 通过静态和动态试验,确定大孔树脂吸附系统的主要参数。采用NKA-1型极性大孔树脂,吸附容量为0.16gCOD/g干树脂和10.6mg苯胺/g干树脂,过滤速度为3BV,过滤体积50倍后再生;用5％NaOH再生,滤速为 3BV。 在上述工艺参数条件下,处理出水COD小于180mg/L,苯胺小于2 mg/L。实验室工作验证了工艺路线的可行性并为工程设计提供了基础数据。 工程按照 COD≤200 mg/L,苯胺≤3 mg/L的出水水质指标进行设计。提供了整套工艺设计图纸,提出了各专业的设计条件。并进行了简单     

颗粒活性炭吸附饮用水中卤乙酸特性研究

采用颗粒活性炭(GAC)对饮用水消毒副产物卤乙酸中的三氯乙酸(TCAA)和二氯乙酸(DCAA)的吸附特性进行了研究和对比。研究结果表明:在单底质条件下,活性炭对卤乙酸的吸附等温线最符合修正的Freundlich方程,浓度小于200μg/L时,活性炭对卤乙酸基本表现为单层吸附。活性炭投加量为1600mg/L时,GAC对TCAA和DCAA的去除率分别达到98.49%和98.01%。活性炭对TCAA的吸附能力高于DCAA,当平衡浓度为0.3μmol/L时,其对二者的摩尔吸附容量比为1.17∶1。酸性条件下有利于活性炭吸附卤乙酸。多底质共存条件下,两种卤乙酸之间存在竞争吸附,与单底质条件下相比,活性炭对TCAA的吸附受影响程度低于DCAA。同时吸附速率比较表明活性炭对DCAA的吸附速率较快。     

万家寨引黄水中内分泌干扰物的去除研究

在引黄原水中存在的环境内分泌干扰物主要为微量但可能超标的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和双酚A(BPA),经太原呼延水厂现行水处理工艺对引黄水进行处理后,仍可能出现超标状况。低浓度DBP和BPA水溶液静态吸附的结果:活性炭对DBP和BPA的吸附平衡时间分别为7h和6h;活性炭对水中DBP和BPA的饱和吸附量分别为35.78mg/g和42.05mg/g;当炭柱内流速为23.28cm/h,DBP和BPA吸附柱穿透吸附量最大分别为32.73mg/g和36.48mg/g。对引黄水中微量但超标准的DBP和BPA进行动态吸附的结果:吸附柱穿透吸附量仅分别为0.048 4mg/g和0.083 8mg/g,表明活性炭对引黄水中微量DBP和BPA的吸附行为与高浓度下取得的研究结果有所不同。采用臭氧进行氧化处理的结果表明,臭氧处理对原水中低浓度的DBP和BPA去除作用有限,处理效果与臭氧加入方式有关。     

活性炭电热原位再生技术研究

活性炭电热再生能耗利用率高,而且可以实现原位再生,避免炭转移质量损失.以饱和吸附苯酚的活性炭为研究对象,电热再生饱和活性炭,考察在不同温度、活化时间等条件下的再生效果.结果表明,800℃炭化5 min后通入水蒸气活化30 min,活性炭基本恢复其吸附性能,碘吸附值、苯酚吸附值、亚甲基蓝吸附值的恢复率分别为95.9%、99.2%、97.6%,再生质量损失率为4.52%.活性炭吸附饱和循环再生4次,吸附性能下降,碘吸附值、苯酚吸附值、亚甲基蓝吸附值恢复率分别为77.8%、81.1%、86.1%,而再生质量损失率增加,为26.9%.活性炭电热再生在进行小规模活性炭再生方面具有良好的应用前景.     

水中全氟化合物的活性炭吸附特性研究

针对5种具有不同碳氟链长度的全氟羧酸,选择了4种不同基质的活性炭,开展了活性炭吸附水中全氟羧酸污染物特性的研究。在试验所使用的4种活性炭中,以椰壳和木材为基质的活性炭对全氟羧酸的吸附能力最强。通过水磨法将粉末活性炭制备为超微粉末活性炭(粒径约为1.2μm)后,其吸附容量没有明显变化,仅吸附效率得到了显著提高,在吸附开始的5min内即能够达到吸附平衡。碳氟链长度与活性炭吸附水中全氟羧酸的效果密切相关,全氟羧酸的碳氟链长度越长,其亲水性越弱,活性炭对其的吸附效果越好。当水中pH和离子强度分别为7.2和0.02时,15mg/L的椰壳活性炭能够吸附90%初始浓度为500ng/L的全氟辛酸,但仅能去除水中不高于10%的全氟丁酸。根据试验结果,较低的pH有利于全氟羧酸的活性炭吸附,水中的离子强度与可溶性有机物能够抑制全氟羧酸的吸附去除。     

特定污泥对铬(Ⅵ)的吸附容量研究

接种了高效菌种A、B的驯化污泥在前期的生物滤床系统中体现了良好的铬(Ⅵ)去除效率,为了解决系统放大后污泥再生与使用周期等问题,对污泥的铬(Ⅵ)吸附容量进行了测定,测定项目包括一次连续吸附总量、营养添加前后吸附容量的变化等。以铬(Ⅵ)质量浓度为100mg/L的废水进行实验,得到该污泥吸附最佳时间为40min,此时污泥对铬的吸附能力为污泥自身干重的14 94%。一次连续吸附总量为27～28mg/g干污泥。营养液的加入使得污泥吸附能力提高了29 68%。     

饮用水中硼的活性炭纤维吸附研究

通过静态试验,对颗粒活性炭、粉末活性炭和粘胶基活性炭纤维进行吸附比较,同时对经过简单预处理的活性炭纤维的除硼效果及吸附时间、pH、温度等对吸附效果的影响进行考察。结果表明,粘胶基活性炭纤维吸附效果最佳;其过程符合Freundlich吸附等温线模式,以物理吸附为主;最佳吸附时间为1h;pH和温度对吸附效果影响均较大,最佳pH约为6,温度为17℃;采用不同再生剂对吸附饱和的活性炭纤维进行再生试验,3%NaOH溶液效果最好,再生后吸附效率可达89%。     

活性炭吸附黄河水中邻苯二甲酸二丁酯、壬基酚和双酚A的研究

黄河中段水中3种环境类激素浓度较高.在实验室条件下采用重蒸水和黄河水分别配制邻苯二甲酸二丁酯、壬基酚和双酚A水溶液进行了活性炭吸附处理试验,结果表明:活性炭对水溶液中3种物质均有较好的吸附效果,其达到吸附平衡的时间分别约为50 min,30 min,20 min;活性炭对3种物质的吸附等温线符合Langmuir类型,吸附量分别为148.5 mg/g、277.5 mg/g和230.8mg/g.但在采用黄河供水中外加3种污染物的试验条件下,活性炭对邻苯二甲酸二丁酯的饱和吸附量降低,对其他两种污染物的吸附影响不大,表明水体中含有其他能够影响邻苯二甲酸二丁酯和活性炭之间吸附作用的化合物.     

吸附Cr活性炭再生试验研究

通过不同化学方法对吸附Cr活性炭进行再生试验研究,选出效果较好的方法.在相同的条件下,分别采用电化学法、化学药剂方法、电化学药剂结合法再生吸附Cr的饱和活性炭,并对上述方法得到的结果进行比较分析.试验结果表明,硝酸法再生吸附Cr活性炭具有较好的再生效果,在一定条件下,活性炭再生率达124.9%.通过SEM图像对比分析得出,经HNO_3再生后,活性炭表面孔径得到明显改善,与其他几种再生方法相比,HNO3再生后活性炭表面结构和表面特性较好.     

活性艳红K-2BP生产废水资源化技术研究

以萃取 - 反萃取处理萘系染料活性艳红K 2BP生产废水 ,在最佳工艺条件下 ,一级萃取出水COD <5 0 0mg/L ,萃取效率达 95 % ,经后续活性炭吸附和中和沉淀处理 ,COD <15 0mg/L ,pH =6 5～ 7 5 ,色度 <80倍 ,出水达到国家二级排放标准 ;反萃取效率 10 0 % ,萃取剂可以循环使用 ,有机物浓缩倍数可达 8倍 ,COD约为 8 0× 10 4 mg/L ;可以将浓缩液直接盐析回收活性艳红     

饮用水处理工艺去除两种典型内分泌干扰物的性能

研究了水中两种典型内分泌干扰物———双酚A(BPA)和邻苯二甲酸二甲酯(DMP)在饮用水常规处理、臭氧活性炭和微曝气活性炭深度处理中试工艺中的去除性能。研究发现,饮用水常规处理工艺对BPA和DMP的去除效果有限,进水浓度为200~300μg/L条件下经过混凝、沉淀和砂滤后,BPA和DMP的去除率分别仅为25.38%和13.29%。臭氧活性炭深度处理工艺能有效去除BPA和DMP,但二者在该工艺中的去除特性有所不同:水中BPA经过臭氧氧化后几乎被全部去除,后续的生物活性炭处理单元作用较小;但臭氧氧化仅可部分去除DMP,大部分靠后续生物活性炭柱去除。微曝气活性炭深度处理工艺也能有效去除BPA和DMP,对二者的去除主要靠微曝气活性炭柱的作用,其效果略优于臭氧投加量为0条件下的臭氧活性炭柱,这说明微曝气活性炭柱存在较多的特定降解菌。通过静态吸附试验发现,臭氧活性炭柱和微曝气活性炭柱内活性炭对BPA和DMP的最大吸附容量均远小于新炭,同时臭氧活性炭柱内活性炭吸附容量略高于微曝气活性炭柱。     

高效低耗活性炭水处理工艺设计方法的优化

介绍活性炭吸附工艺设计的基本步骤和方法,说明如何建立高效低耗的活性炭水处理工艺,并通过吸附容量实验与连续流穿透实验获得工艺设计的基本参数。以吸附性能指标选炭法、微型快速穿透实验及生物活性炭系统的案例,论述活性炭塔中生物活性炭现象、活性炭催化/降解功能以及再生炭应用等高效低耗的功效,以达到进一步降低活性炭水处理成本的目的。     

活性炭吸附技术与树脂吸附技术处理DIBP废水的对比

采用活性炭吸附技术和树脂吸附技术进行增塑剂DIBP生产废水处理对比试验。结果表明:NDA-66树脂对邻苯二甲酸的吸附效果最好,去除率达93.9%,其次为椰壳活性炭,对增塑剂DIBP生产废水中COD和邻苯二甲酸的去除率分别为57.3%和83%,煤质和果壳活性炭的废水处理效果较差,对COD和邻苯二甲酸的去除率均在20%左右,且活性炭吸附不具有选择性,无法对邻苯二甲酸进行回收,不能产生相应的经济效益。而采用NDA-66树脂吸附处理增塑剂DIBP生产废水,其污染物削减量是活性炭吸附的4~5倍,回收邻苯二甲酸可产生110.8万元/a的经济效益,同时树脂脱附再生容易,可重复利用2年左右,因而具有更大的推广应用价值。     

臭氧─活性炭吸附技术处理含酚废水实验研究

为提高含酚废水的处理技术,改善水生态平衡,分别采用臭氧氧化、活性炭吸附─臭氧氧化和臭氧氧化─活性炭吸附联用等方法处理含酚废水。试验结果表明:臭氧氧化─活性炭吸附联用技术处理含酚废水效果最好;得出的最佳试验条件为:活性炭加入量为30g/L、吸附时间为20min、臭氧流量为8mg/min、反应时间为20min及溶液初始p H值为8.5。在最佳试验条件下,臭氧氧化─活性炭吸附联用工艺对CODCr的去除率为74.60%。     

提高活性氧化铝吸附氟性能的试验研究

本文研究了活性氧化铝的预处理措施及机理,并通过静态和动态吸附试验研究了经不同预处理后活性氧化铝的吸附性能。结果表明,硫酸铝溶液浸泡可显著改善活性氧化铝的吸附性能,即:活性氧化铝经2%硫酸铝溶液浸泡后,用于氟含量为3.7 mg/L的高氟水处理,其初始出水氟浓度降低至1.0 mg/L以下,穿透吸附容量1.532 mg/g,穿透BV值可达342。     

活性炭放电再生的试验研究

介绍活性炭放电再生法的再生机理、特点及对颗粒活性炭的再生试验,最后利用单宁酸对再生活性炭再吸附效果进行了检验.结果显示:碘值恢复率≥95%;再生损耗率≤5%;再生时间5～10 min;再生能耗＜860 kcal/kg GAC;再吸附恢复率接近或超过100%,再生装置结构紧凑,适用于饱和活性炭的就地再生.     

小型水厂除锰组合工艺试验研究

设计了一个比较经济实用的曝气+过滤+活性炭吸附除锰组合工艺,并对该组合工艺流程和除锰条件进行了试验研究。结果表明:设置曝气强度为0.20 m3/h、进水流量为11.2 mL/min、滤速为7 m/h、活性炭吸附柱中水样流量为15mL/min、活性炭层高度为5 cm,设备运行10 h后,水中锰的浓度超过0.1 mg/L,吸附滤柱被穿透,需要对颗粒活性炭进行再生;出水中CODMn浓度为2.35 mg/L,UV254为0.032 1 cm-1,浊度为0.3 NTU,可达到生活饮用水标准。     

高锰地下水吸附试验研究

采用颗粒活性炭、粉末活性炭和活性炭负载壳聚糖对高锰地下水进行静态吸附试验,利用颗粒活性炭进行动态吸附试验,研究了静态条件吸附剂投加量、pH值、温度对吸附效果的影响,以及动态条件下浓度和流速对吸附效果的影响。结果表明,三种吸附剂吸附效果相差不大,相对而言粉末活性炭效果最好,颗粒活性炭效果与粉末活性炭较接近;静态试验中,当水中Mn2+的浓度为5mg/L时,水温25℃,pH值为6.8～7.0状态下颗粒活性碳的处理效果最好,最佳投加量为0.02g/L,即0.4g(GAC)/mg(Mn2+);动态条件下,锰离子浓度的增加、流速增大都会使初始穿透点提前。     

活性炭吸附性能新指标在实际水处理工艺中的应用

以单宁酸和腐殖酸吸附值作为活性炭吸附性能新指标进行生产性试验的验证,在建立生物活性炭吸附作用模型的基础上,对工艺运行60 d内活性炭的有机物吸附值(UV254和CODMn)进行了曲线拟合,结果较好地符合吸附模型,相关系数R2为0.606 4~0.786 1。对工艺中选取的5种活性炭进行有机物吸附试验,将吸附容量与传统选炭指标碘吸附值和亚甲基蓝吸附值,以及新指标单宁酸和腐殖酸吸附值进行相关性分析。结果表明传统指标与5种活性炭生产试验中的吸附容量之间不存在明显的相关性,而新指标与5种活性炭的吸附容量之间有较好的相关性:以UV254的变化值表示活性炭的吸附容量时,单宁酸及腐殖酸吸附值与其的相关系数R2分别为0.705 4和0.816 9;以CODMn的变化值表示活性炭的吸附容量时,单宁酸及腐殖酸吸附值与其的相关系数R2分别为0.632 5和0.701 3。