活性碳吸附

2024-07-19

活性碳吸附(精选11篇)

活性碳吸附 篇1

摘要:吸附法是利用吸附剂对废水中污染物的吸附作用去除污染物。活性炭是目前最有效的吸附剂之一, 能有效地去除废水的色度和COD, 能除去水中大多数的有机污染物和某些无机物。试验表明, 活性炭对COD的去除率可达到90%以上, 对甲醇的去除率可达到40%50%。

关键词:活性炭,吸附,COD,甲醇

废水处理的目的就是用各种方法将废水中的污染物质分离出来, 或将其转化为无害物质, 从而使废水得到净化。

活性炭是一种非极性吸附剂, 是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 活性炭的多孔结构为其提供了大量的表面积, 能与杂质充分接触, 从而赋予了活性炭所特有的吸附性能, 使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说, 活性炭颗粒越小, 过滤面积就越大。所以, 粉末状的活性炭总面积最大, 吸附效果最佳。活性炭的物理吸附与化学吸附的双重特性, 使其可以有选择地吸附空气中的各种有害物质。

活性炭对污水的净化机理包括三个方面。一是活性炭颗粒及其表面生长的生物膜对废水中的悬浮物进行生物絮凝和接触絮凝, 从而将其过滤去除;二是活性炭对废水中溶解性有机物的吸附和富集作用;三是活性炭表面及空隙中生长的微生物在较长的有机质停留时间内对降解速度较慢的有机物进行氧化分解, 起到对活性炭的生物再生作用。目前, 活性炭吸附法已经试验验证后成为城市污水、工业废水深度处理和污染水源净化的一种有效手段[1,2]。

本文将采用活性炭吸附法对废水样品进行处理, 然后, 测定它们的COD值及甲醇含量, 研究该处理方法对样品中COD值及甲醇的去除效果。

1 试验部分

1.1 废水样中COD值的测定

1.1.1 重铬酸钾法[3]测定COD值的原理

K2Cr2O7一个强氧化剂, 在酸性溶液中, 被还原为Cr3+。

Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2O

E0= 1.36V

重铬酸钾法是在强酸性条件下, 在水样中准确加入过量的重铬酸钾溶液, 以硫酸银作催化剂, 使水样中的还原性物质氧化, 过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂, 用硫酸亚铁氨标准溶液回滴, 由消耗重铬酸钾的量来计算水样的COD。

Cr2O72-+14H++6Fe2+=6Fei3++2Cr3++7H2O

1.1.2 主要仪器

仪器:HH-Ⅲ型化学耗氧量测定仪 (国营江苏电分析仪器厂) ; 消解杯;全玻璃回流装置;加热装置。

1.2 气相色谱法测定工业废水中的低浓度甲醇

1.2.1 试验仪器

气相色谱仪 (PE-XL, 带FID检测器) ;

HP3295积分仪 (安捷伦科技上海分析仪器有限公司) 。

1.2.2 操作条件

色谱的设置条件, 见表1。

1.2.3 标准甲醇溶液的测定

用气相色谱法来测定水样中甲醇的含量采用外标法, 首先, 要测定标准甲醇溶液的甲醇浓度, 求得甲醇的校正因子。气相色谱的有关参数, 见表2 (外标物甲醇浓度为246mg/L) 。

2 结果与讨论

活性炭的吸附能力与水温的关系:水温越高, 活性炭的吸附能力就越强;若水温高达30℃以上时, 吸附能力达到极限, 并有逐渐降低的可能。控制吸附时的水温为30℃, 可达到较好的处理效果。本实验中控制活性炭吸附处理水样的温度为30℃。

2.1 活性炭的吸附能力和处理时间的关系

活性炭的吸附能力和处理时间的关系, 见图1。取一废水样品加入活性炭进行处理, 用重铬酸钾法测定水样的COD值, 考察活性炭的吸附能力和与水接触的时间的关系, 测得结果, 见表3。

从分析结果可以看出:在大约1 h之内, 活性炭对水样中COD的吸附能力和与水接触的时间基本成正比, 水样中化学需氧量随水样与活性炭接触时间的不同而不同, 接触时间越长, 处理后的水质越佳, COD值越低。在本实验室水样的处理中, 活性炭与水接触的时间为1.0 h时, 可达到较好的处理效果。接触时间继续增加, COD值的变化基本不大。这是由于活性炭的物理吸附趋于饱和所致。

2.2 活性炭的吸附能力和活性炭与水样的比例关系

取一水样, 用重铬酸钾法分别测定经过不同量的活性碳吸附处理后水样的COD值及水样中甲醇的含量, 测得值见表4。COD的去除率与活性炭的加入量之间的关系, 见图2, 甲醇的去除率与活性炭的加入量之间的关系, 见图3。

从水样分析结果可以看出:在100 mL水样中加入2 g活性炭进行吸附处理时, 水样中的COD值和甲醇的含量都有较大程度的降低, 随着水样中加入活性炭量的增加, 水样中的COD值有较大程度的降低, 甲醇含量也有所降低, 但降低的幅度不大。在100 mL水样中加入10 g或15 g活性炭进行吸附处理后的水样COD值及甲醇含量基本变化不大。所以, 在本实验条件下用活性炭处理水样来降低水样的COD值, 保持活性炭的加入量为10%即可达到去除水样中COD的目的。

3 结论

采用活性炭吸附技术对废水样品进行处理, 测试处理前后废水的COD值及甲醇含量, 经过实验可得出结论:活性炭吸附技术对废水样中的COD及甲醇有一定的去除效果, COD的去除率可达到90%以上, 在同样的试验条件下, 水样中甲醇的去除率为40%-50%, 因此, 活性炭吸附能够达到对工业废水处理的目的, 为工艺生产提供有力的技术依据。

参考文献

[1]WalkerGM, WeatherleyLR.Adsorption of acid dyes on-to granular activated carbon infixed beds[J].WaterR-esearch, 1997, 31 (8) :2091-2101.

[2]WalkerGM, WeatherleyLR.A simplified predictivemodel for biologically activated carbon fixed beds[J].ProcessBio chemistry, 1997, 32 (4) :327-335.

[3]GB11914-89, 水质.化学需氧量的测定.重铬酸盐法[S].

活性碳吸附 篇2

摘要:在吸附-再生活性污泥装置的基础上增加了DC/N曝气生物滤池,使学校的生活污水经过处理以后可以达到中水回用标准,作为学校的.冲厕用水和道路绿化之用.论文讲述了曝气生物滤池污水处理工艺设计与计算,主要包括滤料体积、滤池总面积、滤池高度、布水布气系统、反冲洗系统以及污水与滤料的接触时间等.作 者:刘娟 赵二燕 作者单位:刘娟(安徽建筑工业学院,合肥,2300262)

赵二燕(中国科学技术大学,化学与材料科学学院,合肥,230026)

活性碳吸附 篇3

关键词: 吸附;Th(IV);氧化活性碳;硝酸;改性

前言:随着核能的大范围利用和核电行业的快速发展,必将会产生大量的放射性废物,尤其在经过日本福岛核电站的核泄漏事故后,放射性核废物的处理和处置成为核能利用后必须解决的关键问题,这也将是一个全球性的问题。目前国内外对研究放射性废物处理处置的工作主要集中在放射性核素在填充材料和周围环境介质中的吸附、迁移和扩散方面。放射性核素在各种不同介质中的吸附能力决定了核素在环境中的物理化学迁移行为,对核素吸附的研究是废物处置库安全评估的主要因素,从实验中得到核素在不同介质之间的分配系数,能预测和评估核素在环境介质中的物理化学行为,能够为核废物处置库的设计、建造提供可靠数据。

本论文采用改性后的活性炭,采用静态批式吸附法研究吸附质浓度、pH、背景电解质离子强度、温度等对氧化活性碳对Th4+吸附作用的影响,研究其吸附动力学和热力学;并结合微观表征与宏观静态吸附实验,推测钍离子在氧化活性碳上吸附机理和模式。

实验分析

原理:活性炭吸附法是除去溶液中钍离子的有效途径,但普通活性炭的吸附容量不高。对活性炭进行化学改性,增强其吸附性能是活性炭领域的研究热点。活性炭的吸附特性取决于它的孔隙结构及其表面化学性质。活性炭化学改性就是用一定的化学方法处理活性炭,使其孔隙密度、孔径分布以及孔隙表面活性点上官能团的性质和数量发生变化,从而达到增大比表面积,提高吸附性能的目的。本试验用强氧化剂硝酸对颗粒活性炭表面进行氧化改性,经过硝酸氧化改性的活性炭在官能团总量上有明显的增加,其中羧基和酚羟基增加得较多,且硝酸浓度越高,活性炭表面含氧官能团总量增加越多。经过HNO3氧化后,活性炭表面可产生较多的含氧官能团,致使活性炭表面的亲水性增强,获得较高的阳离子交换能力。

仪器试剂:0.5mol/L的盐酸溶液、1g/L的偶氮胂三溶液、2.6638×10-3mol/L的钍溶液、0.5g/L66%氧化活性炭。

分析步骤:在聚乙烯离心管中,依次加入Th4+标准溶液、氧化活性炭和NaCl溶液,再加入一定量的去离子水,用HNO3和NaOH调节体系pH。将离心管放入振荡器中震荡3d后,将离心管以4000r/min的速度离心30min,取上层清液于25mL容量瓶中,加入1mL1g/L偶氮胂III溶液和1mL0.5M的HNO3溶液,定容后在664nm处测量其吸光度。

实验结果与结论

1.pH的影响

由图2可知,同等条件下,氧化活性炭对Th4+的吸附能力强于活性炭,且随着pH值得增大,活性炭和氧化活性炭的吸附能力都在增强,pH值对活性炭的吸附性能影响显著。

2.离子强度对吸附的影响

由图3、图4可知pH值较低时,离子强度对氧化活性炭的吸附有不太明显的影响,随着pH值的增大,离子浓度对氧化活性炭的吸附性能基本无影响。

3.吸附等温线

由图5、图6可知氧化活性炭Freundlich擬合,吸附比较符合Freundlich模型。

参考文献

[1]厉悦,李湘洲,刘敏.改性活性炭的表面特性及其对苯酚的吸附性能[J].林产化工通讯,2004,38(5):14-17.

[2]杨明平,付勇坚,黄念东.硝酸氧化改性活性炭处理含铬废水的研究[J].材料保护,2004,37(9):44-45.

[3]单晓梅,朱书全,张文辉,等.氧化法改性煤基活性炭和椰壳活性炭的研究[J]. 中国矿业大学学报,2003,32(6):729-733.

[4]张慧,宋胤杰,李俘良,赵爱民,氢型SiO2-TiO2复合水合氧化物胶体对铀的吸附和吸附过程的热力学函数,兰州大学学报,1998.

活性碳吸附 篇4

本文以ACF为吸附剂,以亚甲基蓝、中性红及结晶紫溶液为吸附质,研究ACF对染料的吸附规律。并探索活性炭孔径、 温度及p H值对其吸附作用的影响,确定ACF吸附染料的吸附动力学类型。本研究对染料污染的控制与治理有理论和现实意义。

1实验

1. 1材料

实验所用两种活性炭纤维由河南省某活性炭纤维厂提供。三种染料均为分析纯,溶液浓度均为200 mg/L,染料其他相关信息如表1所示。

1. 2实验方法

1. 2. 1 ACF的预处理与特征参数

将ACF研磨过80目筛,将筛下物用蒸馏水反复冲洗,煮沸并冷却烘干后备用。其比表面积与孔径由比表面积及孔径分析仪测得,具体参数如表2所示。

根据IUPAC的规定,吸附剂孔径在2 nm以下的均为微孔。 ACF材料的微孔均开口与表面,其孔径小,吸附容量大且吸附速度快,产生的毛细管凝聚作用还能加强吸附效果[6]。

1. 2. 2染料吸附实验

取25 mg ACF分别置于6个250 m L的三角瓶中,加入染料溶液100 m L,在35 ℃,p H = 7的条件下,以120 r/min进行振荡吸附,每隔一段时间取10 m L上层清液,以3000 r/min离心后测定其吸光度。测完后将溶液及离心沉淀的ACF倒回三角瓶中继续振荡,直至吸附平衡。根据标准曲线可由吸光度确定染料的剩余质量浓度,从而求出不同时间的吸附量。其计算公式如下:

式中: qt———t时间活性炭的吸附量,mg/g

C0———染料溶液的初始浓度,mg/L

Ct———t时刻染料溶液的剩余浓度浓度,mg/L

V———染料溶液的体积,L

m———ACF的质量,g

1. 2. 3 p H与温度对ACF1吸附亚甲基蓝的影响测定实验

取25 mg ACF1分别置于6个250 m L三角瓶中,加入亚甲基蓝溶液100 m L,对于温度条件实验,在p H = 7的条件下将温度条件设置为35 ℃,45 ℃ 两个水平,对于p H条件实验,在温度为35 ℃的条件下,调节溶液p H分别为5、6、8,以120 r/min进行振荡吸附,每隔一段时间取样测定其吸光度,直至吸附平衡。根据公式( 1) 可求出不同时间的ACF1对亚甲基蓝的吸附量。

2结果与分析

2. 1 ACF对不同染料吸附量研究

由图1、图2可知,在相同温度及p H条件下,两种ACF材料对3种染料的饱和吸附量均为中性红> 亚甲基蓝> 结晶紫。这是由于此三种活性染料的分子体积排序为结晶紫> 亚甲基蓝> 中性红,而ACF的孔径较小,染料分子不易进人内孔, 故其内表面不能充分利用,使得其对分子体积较大的染料分子吸附量相对较小。因此相同孔径的ACF对于分子体积较小的有机分子吸附量明显高于大分子。

比较图1、图2可知两种ACF对中性红的吸附容量差距不大,而对亚甲基蓝及结晶紫则有很大差别。对比分子大小可知,ACF1的孔径尺寸大于ACF2,故对于分子体积较小的中性红染料,其吸附容量区别不大,而对于分子体积较大的亚甲基蓝和结晶紫染料,ACF1的吸附容量要明显高于ACF2。

2. 2 ACF对不同染料分子的吸附动力学研究

2. 2. 1常用动力学模型

( 1) 伪一级吸附模型以Lagergren方程描述吸附过程:

式中: qt和qe———t时刻和平衡态时的吸附量,mg·g- 1

k1———伪一级吸附速率常数,min- 1

对上式进行积分可得:

故基于伪一级动力学方程,以ln( qe- qt) 为纵坐标,以t为横坐标作图应得一条直线。

( 2) 伪二级吸附模型以Mc Kay方程计算吸附速率:

对上式进行积分可得:

式中: k2———伪二级吸附速率常数,min- 1

故基于伪二级动力学方程,以t/qt为纵坐标,以t为横坐标作图应得一条直线。

2. 2. 2 ACF对不同染料分子的吸附动力学曲线

将实验数据分别用伪一级和伪二级动力学方程进行拟合, 其数据结果如表3与表4所示。

由表3和表4可知,伪二级动力学模型的R2值远大于伪一级动力学模型,且其拟合相关系数均大于0. 99,故吸附过程更适合用伪二级动力学模型来描述。ACF1吸附亚甲基蓝、中性红、结晶紫的伪二级动力学模型拟合曲线分别为y =0. 0022x + 0. 0216、y = 0. 0015x + 0. 0157、y = 0. 0067x + 0. 119。ACF2吸附亚甲基蓝、中性红、结晶紫的伪二级动力学模型拟合曲线分别为y = 0. 0062x + 0. 1018、y = 0. 015x + 0. 0191、y = 0. 0545x + 0. 857。其拟合曲线如图3、图4所示。

2. 3 p H对ACF1吸附亚甲基蓝的影响

由图5可知,当pH在5 ~ 8的范围内,ACF1对亚甲基蓝溶液的饱和吸附量和吸附速率随着pH的升高而升高。故适当的增加pH值,可以提高ACF1对亚甲基蓝红吸附容量和吸附速率。

2. 4温度对ACF1吸附亚甲基蓝的影响

由图6可知,随着温度的升高,ACF1对亚甲基蓝溶液的饱和吸附量略有升高,这是由于ACF1对亚甲基蓝溶液的吸附为吸热增熵过程,且染料溶液的粘度随着温度的升高而下降, 故而ACF1对亚甲基蓝溶液的饱和吸附量随温度的升高而升高, 但温度的上升也会促进染料的脱附解吸,故在本实验条件下, 温度对ACF1吸附亚甲基蓝的平衡吸附量影响不大。

3结论

本实验通过比较两种不同ACF对亚甲基蓝、中性红、结晶紫三种染料的吸附情况,可得到以下结论:

( 1) ACF孔径大小与其对有机分子的吸附速率成正比。

( 2) ACF对分子体积较小有机分子的吸附能力强于大分子。其孔径的减小对于小分子的吸附能力影响不大,而对大分子则有较大影响。

( 3) 在p H为5 ~ 8的范围内,随着p H的增大,ACF1对亚甲基蓝的吸附速率与吸附容量也随之上升。故适当的增加p H值,可以提高ACF1对亚甲基蓝红吸附容量和吸附速率。

( 4) 温度的提高可使ACF1对亚甲基蓝溶液的饱和吸附量略有升高但差别不大。

( 5) ACF对有机分子的吸附符合伪二级动力学模型。

参考文献

[1]陈水挟.剑麻基活性嵌纤维对水中染料的吸附研究[J].合成纤维工业,1998,21(3):22-25.

[2]周怀国,张俊贞,赵惠敏,等.活性炭纤堆的应用[J].城市环境与城市生态,1998,11(3):5-7.

[3]Ko T-H,Chlranaradul P.Regeneration of PAN-based activatedcarbon fibers by thermal treatments in air and carbon doxide[J].Materials Research,1995,10(8):1969-1976.

[4]高德林,孙小玉.活性炭纤难和微孔吸附的容积充填理论[J].精细化工原料及中间体,2003(10):2-3.

[5]阎怀国.活性炭纤维的应用[J].城市环境与城市生态,1998,11(5):5-7.

活性碳吸附 篇5

本文研究了驯化和未驯化的活性啤酒酵母对Cr(Ⅵ)的吸附行为.结果表明,对活性啤酒酵母而言,pH=2时吸附效果最好,pH值在0.5~2去除率在95%以上,吸附过程存在主动吸附阶段,常温可进行吸附,温度升高有利于吸附.

作 者:王晓媛 龚文琪 李凤云  作者单位:王晓媛,龚文琪(武汉理工大学资环学院,湖北,武汉,430070)

李凤云(湖北省啤酒学校,湖北,武汉,430070)

刊 名:水处理技术  ISTIC PKU英文刊名:TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT 年,卷(期): 31(2) 分类号:X703.5 关键词:活性啤酒酵母   驯化   生物吸附   Cr(Ⅵ)  

活性碳吸附 篇6

【关键词】粉末活性炭 饮用水 吸附

【中图分类号】 TQ424.1【文献标识码】 A【文章编号】1672-5158(2013)07-0044-01

1 粉末活性炭简介

活性炭可由含碳物质(如木材、锯末、椰壳、果壳、煤以及焦炭等)经炭化和活化后制成,经高温炭化和活化后的活性炭具有稳定的化学性能,能耐强酸或强碱,能经受住水浸、高温、高压的作用,且不易破碎[1]。根据其外观形状、制造方法及用途等不同,有多种分类方法。从外观形状上,活性炭可分为粉末活性炭、颗粒活性炭、破碎状炭等。作为多孔性吸附剂的活性炭基本上是非结晶性物质,它由微细的石墨状微晶和碳氢化合物部分构成。其固体部分之间的间隙形成孔隙,给予活性炭所特有的吸附性能。

活性炭具有多种机能的最主要原因在于其多孔性结构。活性炭中具有各种孔隙,不同的孔径能够发挥出与其相应的功能。微孔(孔隙直径<2nm)比表面积很大,呈现出很强的吸附作用;中孔(直径2-50nm)可以起到通道和吸附的作用;大孔(直径>50nm)主要是溶质到达活性炭内部的通道,还可以通过微生物在其中的繁殖,使无机的碳材料发挥生物质功能。

2 粉末活性炭在饮用水处理中的应用

自1929年美国芝加哥市一水厂用粉末活性炭去除嗅味开始,粉末活性炭用于给水处理已有80多年的历史,是水处理中最常用的吸附剂。其对水中的色、嗅、味去除效果明显,对农药、酚类和卤代烃等消毒副产物及其前体物均有较强的吸附能力,特别适合受突发性水污染影响及原水水质季节性变化较大的水厂 [2]。美国环保署有关饮用水标准的有机污染物指标中,有51项将活性炭应用列为最有效处理技术[3]。

粉末活性炭吸附水中溶质分子是一个十分复杂的过程,是由分子间力、化学键力和静电引力所形成的物理吸附、化学吸附和离子交换吸附综合作用的结果。活性炭对污染物质的吸附过程主要是物理吸附,其受活性炭的物理结构影响很大,如微孔数量的发达程度等。物理吸附是一个放热过程,不需要活化能,可在低温下进行,可以形成单分子层或多分子层吸附,在吸附的同时被吸附的分子由于热运动还会离开活性炭表面,出现解吸现象;活性炭在制造过程中形成的官能团,使活性炭也具备了化学吸附的性能,此过程需要大量的活化能,需要在较高的温度下进行。化学吸附具有选择性,只能形成单分子层吸附,不易出现解吸现象;在吸附过程中,伴随着等量离子的交换,由静电引力引起的离子交换吸附主要由离子的电荷决定。

2.1 国外研究进展

随着水源污染的日益严重,粉末活性炭在水处理工艺上的应用范围不断扩大,国外对粉末活性炭的研究已经深入到了具体污染物的程度。投加粉末活性炭可以与强化混凝形成互补,提高工艺对腐殖酸、苯酚等的去除效果[4,5],将DOC的最大去除率由单独使用混凝时的45%提高到76%,使UV254和CODMn的去除率分别达到99%和89%。Maria等还发现,先混凝后投加粉末活性炭进行吸附的效果比混凝剂与粉末活性炭同时投加的效果要好。天然有机物(NOM)、浊度和絮体大小对粉末活性炭去除痕量目标有机物有重要的影响,随着浊度和铝盐混凝剂投加量的增加,形成了大尺寸的絮体,将粉末活性炭包裹,导致MIB的去除效果下降,而天然有机物的特性对粉末活性炭吸附效果的影响比絮体结构的影响更大,主要是因为对活性炭吸附点位的竞争和孔隙堵塞[6-8],粉末活性炭中大孔和中孔比例的提高有助于解决孔隙堵塞的问题。

2.2 国内研究进展

我国自20世纪60年代末期开始活性炭吸附技术的研究,已取得大量的研究成果,并在实际应用中取得了成功。傅金祥等研究了粉末活性炭应急处理水源水苯酚污染的可能性,结果显示粉末活性炭对苯酚的吸附性能符合Freundlich吸附等温线,在苯酚的平衡质量浓度为0.002mg/L时,粉末活性炭对其吸附容量为1.46mg/g,粉末活性炭吸附20min即达到吸附容量的90%以上[9]。蒋晓风等以乐果、邻苯二甲酸二乙酯、苯和甲醛为目标有机物,研究了粉末活性炭对目标污染水源水的处理效果,结果发现粉末活性炭对前三种污染物的去除效果较好,而对于甲醛类极性小分子即使增加粉末活性炭的投量也不能达到理想的去除效果[10]。粉末活性炭对硝基氯苯和2,4二硝基氯苯的吸附符合假二级反应动力学,在5-25℃的范围内吸附能力随着温度的降低而增强[11]。陈蓓蓓等利用中试装置研究了阿特拉津突发污染的处理措施,结果发现投加粉末活性炭可有效去除阿特拉津,当粉末活性炭投量为50mg/L时,可使初始浓度为0.2mg/L的阿特拉津降到0.002mg/L的标准以下;高锰酸钾与粉末活性炭联用比单独使用粉末活性炭的效果略有改善但不显著,预氯化会降低粉末活性炭对阿特拉津的去除率[12]。2005年的松花江硝基苯污染事件中,粉末活性炭为保障供水安全发挥了重要的作用。赵志伟等针对受硝基苯污染的松花江水,研究了5种不同的粉末活性炭去除硝基苯的性能,发现比表面积最大、碘值和亚甲基蓝值最大、同时水分和灰分含量较低的炭种对硝基苯的去除效果最好[13];张振宇等进行了粉末活性炭去除硝基苯的生产性试验研究,结果发现当硝基苯超标50倍以上时,投加80mg/L粉末活性炭,吸附时间不低于2h,可将出水硝基苯含量控制在国家标准以下,并具有很高的稳定性[14]。

3 结束语

粉末活性炭具有设备投资小,价格便宜,吸附速度快,对突发性水质污染适应能力强的特点。应用粉末活性炭吸附技术应对突发性有机物水污染事件,保障城市饮用水安全,有着广阔的前景。在使用时处理好炭种选择、投加点、投加方式等问题,对于不同的水质,最佳粉末活性炭处理工艺的确定,主要应通过试验模拟手段或根据已有相似水质水量的现有工艺的经验获得。

参考文献

[1] 马军,李圭白.高锰酸钾的氧化助凝效能研究[J].中国给水排水, 1992,8(4):4-7

[2] 金伟, 李怀正, 范瑾初. 粉末活性炭吸附技术在水厂中应用的关键问题[J].给水排水, 2001, 27(10):11

活性碳吸附 篇7

活性炭纤维(Activated Carbon Fiber,以下简称ACF)具有比表面积大、微孔发达、孔径分布窄、吸附速度快、吸附能力强和再生容易等优点,主要用于有机污染物的去除。该研究以ACF作为吸附剂,对典型重金属Cr(VI)进行吸附去除,以期探讨采用ACF吸附去除重金属的可行性和实用性。

1 材料与方法

1.1 试验仪器和试剂

UVmini-1240紫外可见分光光度计(Shimadzu),PHS-2C酸度计,ZH-D全温振荡器。K2Cr2O7等其他所用试剂均为分析纯。

1.2 试验方法

吸附等温线是在一系列各盛有100m L含Cr(VI)5~100mg/L的锥形瓶中进行,加入0.06g ACF,除非特殊说明体系p H为3.0。吸附完毕,用0.45μm膜过滤后后分析溶液中的C(rVI)的浓度。考查p H、盐度时所用的C(rVI)溶液为100m L的50mg/L Cr(VI)溶液,用HNO3或Na OH调节酸度。体系在恒温振荡器中振荡一定时间,转速180r/min。吸附试验均在25℃的环境下进行。

1.3 分析方法

采用GB2006二苯碳酰二肼比色法进行测定。

2 结果与讨论

分别用Langmuir模型和Freundlich模型分别对吸附等温线进行拟合,图1为根据Langmuir模型对吸附等温线进行拟合的结果曲线。

为了对比,再用Freundlich模型对吸附等温数据进行拟合,见图2。

2 个模型的拟合数据参数见表1。

对Langmuir和Freundlich拟合数据进行分析表明,1/n介于0.5~1.0,属于可吸附材料的范畴。并且Langmuir拟合的R2的值为0.995 3,大于由Freundlich模拟的R2值0.862 0,说明该吸附更符合Langmuir模型。又由于b小于1,这种吸附材料很有可能是多层吸附的,并且在吸附过程中吸附质向吸附剂扩散过程中受到了阻碍,可以考虑改性吸附材料使该吸附剂的吸附容量进一步扩大,达到更好的吸附效果。

3 结论

利用活性炭纤维吸附去除废水水中的重金属C(rVI)时,与Freundlich吸附模型相比,活性炭纤维对Cr(VI)的吸附更符合Langmuir吸附模型。试验结果证明,酸性条件利于Cr(VI)的吸附去除,盐度的增加会通过竞争吸附的作用明显抑制Cr(VI)的吸附,体系的温度升高则有利于Cr(VI)的吸附去除。初步研究表明,活性炭纤维能够快速有效地吸附去除Cr(VI),效果好于常见的无机吸附剂和活性碳,具备切实的实际应用价值。

摘要:活性炭纤维对有机污染物具有良好的吸附去除能力,基于此,探讨其对重金属Cr(Ⅵ)的吸附去除行为。分别考查活性炭纤维用量、初始p H条件、盐度对活性炭纤维吸附去除Cr(Ⅵ)的影响,选用Langmuir和Freundlich等温吸附方程对所得数据进行拟合,结果表明:活性炭纤维对Cr(Ⅵ)的吸附更符合Langmuir吸附模型;活性碳纤维对Cr(Ⅵ)有良好的吸附去除能力,具有一定的实际应用前景。

关键词:活性炭纤维,Cr(Ⅵ),吸附,水处理

参考文献

[1]L.Langmuir.The adsorption of gases on plane surface of glass,mica and platinum[J].J.Am.Chem.Soc.,1918(40):1361-1403.

[2]熊毅等.土壤胶体(第2册):土壤胶体研究法[M].北京:科学出版社,1985.

活性碳吸附 篇8

关键词:甲苯,丙烯酸,吸附,活性碳纤维

丙烯酸是一种重要的化工原料, 广泛应用于涂料、纺织、塑料、石油开采等领域。近年来, 丙烯酸的需求量逐年增大, 预计2015年全球丙烯酸需求增长率将达4%以上[1,2]。但在丙烯酸的生产过程中, 多数厂家采用乙基环己烷和甲苯或丙酸乙酯和甲苯作为共沸剂[3], 由此产生了大量含丙烯酸和甲苯的混合废气, 若直接排放会造成严重的环境污染, 危害人类健康。

吸附法因操作方便、能耗低、去除率高、无二次污染、吸附剂易再生循环使用等特点[4,5,6,7]在处理含甲苯废气中得到广泛应用。目前, 粒状活性炭 (GAC) 是研究和应用最多的吸附剂[8,9], 但GAC吸附回收率低, 设备使用寿命短、存在飞温和易磨损的缺陷, 造成投资和运行费用较高[10]。

活性碳纤维 (ACF) 是继GAC之后出现的碳质吸附剂, 具有比表面积大、微孔丰富、吸附容量大、吸/脱附速率快、再生能力强等特点[11]。目前以ACF为吸附剂应用于环境污染气体治理的研究较多[12,13], 但处理含丙烯酸和甲苯混合废气的研究尚未见报道。

本工作以氮气为载气, 配制了含丙烯酸和甲苯的模拟废气。采用动态吸附法, 考察了ACF对模拟废气中丙烯酸和甲苯的吸附效果, 对ACF处理丙烯酸生产中产生的含丙烯酸和甲苯的混合废气具有指导意义。

1 实验部分

1.1 材料和仪器

黏胶基ACF:江苏同康活性炭纤维有限责任公司。ACF的物性参数见表1。甲苯:分析纯;丙烯酸:化学纯。

AUTO SORB-1-MP型自动吸附仪、SP2100型气相色谱分析仪:北京北分瑞利分析仪器 (集团) 有限责任公司;D08-8C/ZM型流量积算仪:北京七星华创电子股份有限公司;2ZB-1L10型双柱塞泵:北京卫星制造厂;SGK-2LB型低噪音空气泵:北京东方精华苑科技有限公司;DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱:上海一恒科技有限公司;JA5103N型电子天平:上海民桥精密科学仪器有限公司。

1.2 实验流程

根据动态吸附原理, 设计了ACF吸附模拟废气中丙烯酸和甲苯的工艺流程, 见图1。将丙烯酸和甲苯混合液通过双柱塞泵进入混合罐, 在混合罐中与通过流量积算仪控制流速后的氮气混合。混合气通过缓冲罐进行流速控制后, 进入ACF吸附柱。在ACF吸附柱的进出口分别设置取样点, 取样进行分析。ACF采用热脱附再生。

1.3 分析方法

采用气相色谱分析仪分析ACF吸附柱进出口气体, 计算气体质量浓度。

在吸附过程中, 吸附带开始在吸附柱的出口出现时, 单位质量吸附剂中的吸附量称为穿透吸附量, 此时的吸附时间为穿透吸附时间。随吸附时间的延长, 当单位时间内被固体表面吸附的分子数量与逸出的分子数量相等时, 吸附达到平衡, 吸附质在单位质量吸附剂中的吸附量称为饱和吸附量, 此时的吸附时间为饱和吸附时间。吸附量 (Q, mg/g) 的计算方法见式 (1) 。

undefined (1)

式中:t为吸附时间, min;f为校正因子;A0为进口气体峰面积;A为t时刻出口气体峰面积;Fc为载气流量, L/min;ρ为吸附质密度, mg/cm3;m为吸附剂的质量, g。

2 结果与讨论

2.1 ACF吸附甲苯的性能

在载气流量为0.80 L/min、吸附温度为20 ℃的条件下, ACF对单组分气体中甲苯的吸附性能见表2。由表2可见, ACF对甲苯表现出优异的吸附性能, 穿透、饱和吸附量分别高达375.1 mg/g和733.2 mg/g。

2.2 ACF吸附丙烯酸的性能

在吸附温度为25 ℃的条件下, ACF对单组分气体中丙烯酸的吸附性能见表3。由表3可见:ACF对丙烯酸表现出良好的吸附性能;随载气流量增加, ACF的穿透、饱和吸附时间分别缩短至原来的1/4和3/8;穿透、饱和吸附量分别由原来的178.7 mg/g和567.2 mg/g降至130.4 mg/g和470.9 mg/g。载气流量增加, 气相中丙烯酸含量增多, 丙烯酸分子在ACF床层中的传递速率加快, 引起穿透时间缩短;同时丙烯酸吸附的控速步骤由内扩散变为外扩散, 丙烯酸分子和吸附剂表面接触时间短、孔隙利用率低, 引起吸附量减少。

2.3 ACF吸附模拟废气中的丙烯酸和甲苯

2.3.1 丙烯酸质量分数对ACF吸附丙烯酸和甲苯的影响

在载气流量为1.60 L/min、双柱塞泵流量为6.1 mL/h、吸附温度为21 ℃的条件下, 丙烯酸质量分数对ACF吸附量的影响见图2, 不同丙烯酸质量分数下的穿透曲线见图3。由图2和图3可见:当丙烯酸质量分数由0.2%增至1.0%时, ACF饱和吸附时间由40 min增至60 min, 饱和吸附量变化不大;穿透时间由10 min减至5 min, 穿透曲线升速变缓, 传质区增长。这表明丙烯酸的存在不利于ACF吸附甲苯, 这是因为气相吸附过程中, 随着混合气中丙烯酸质量分数增加, 极性强弱差别较大的丙烯酸和甲苯分子竞争激烈, 引起传质速率减慢;同时丙烯酸分子直径较大, 引起ACF空隙利用率降低。

2.3.2 载气流量对ACF吸附丙烯酸和甲苯的影响

在丙烯酸质量分数为0.2%、吸附温度为26 ℃的条件下, 载气流量对ACF吸附丙烯酸和甲苯的影响见表4。由表4可见:载气流量由1.00 L/min增至2.00 L/min时, ACF的穿透时间和饱和吸附时间分别缩短至原来的1/5和1/8;穿透吸附量和饱和吸附量均呈现先增加后减少的趋势;当载气流量 为1.60 L/min时, ACF穿透、饱和吸附量均达最大 值, 分别为227.5 mg/g和460.0 mg/g。

2.3.3 重复使用次数对ACF吸附性能的影响

在热脱附温度为190 ℃、脱附时间为30 min的条件下, 穿透吸附量随重复使用次数的变化见图4。由图4可见:ACF重复使用时, 穿透吸附量呈下降趋势;ACF重复使用10次后, 达吸附稳定值, 穿透吸附量为90.9 mg/g (为初始值的40%) 。这是由于ACF热脱附不完全, 一些分子积聚在ACF孔隙中形成堵塞, 多次重复使用后累积在ACF孔隙中的分子越来越多, 引起穿透吸附量下降。因此, 在实际应用ACF吸附丙烯酸和甲苯过程中, 可根据具体情况选择ACF的重复使用次数。

综上所述, 在吸附温度为26 ℃、混合气中丙烯酸质量分数为0.2%、双柱塞泵流量为6.1 mL/h、载气流量为1.60 L/min的条件下, ACF吸附模拟废气中的甲苯和丙烯酸, 穿透时间为10 min, 穿透吸附量为227.5 mg/g, 饱和吸附时间为40 min, 饱和吸附量为460.0 mg/g。

3 结论

a) ACF在分别处理甲苯和丙烯酸的过程中均表现出了优异的吸附性能。采用ACF吸附丙烯酸, 在载气流量为1.60 L/min时, ACF的穿透、饱和吸附量分别为178.7 mg/g和567.2 mg/g。

b) ACF处理模拟废气中的丙烯酸和甲苯是可行的, 但丙烯酸的存在不利于ACF吸附甲苯, 随丙烯酸质量分数的增加, 副作用逐渐明显。

活性炭吸附性能的研究 篇9

水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等, 但主要的是有机物。因此, 化学需氧量 (COD) 又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大, 说明水体受有机物的污染越严重。本文, 笔者就活性炭在处理有机废水方面进行了研究。通过不同活性炭用量对COD去除率的影响, 来研究最佳的活性炭用量;通过活性炭对COD去除率随时间的变化关系, 来确定最佳的吸附时间;并在单位活性炭吸附有机物的饱和程度与吸附时间的关系方面作了深入研究。

一、实验材料与方法

1. 活性炭吸附装置与吸附柱装置。活性炭吸附装置见图1, 吸附柱装置如图1所示。

2. 实验方法。

锥形瓶中依次投入不同量的活性炭, 取1~9号锥形瓶盛100 ml原水, 10号盛100 ml蒸馏水, 分别称取活性炭0.5 g, 1 g, 3 g, 4 g, 5 g, 6 g, 7 g, 8 g, 10 g对应置于1~9号锥形瓶中, 放入已预热的振荡器中, 恒温震荡1 h后, 取样测量COD。

3. 实验用水。

实验用水采用人工配置的葡萄糖水溶液, 其他杂质含量低, COD为270 mg/L。

4. 分析测试。

本次实验是为了研究在杂质较少的情况下, 活性炭对净COD的吸附效果。因此采用了人工配水, COD的测量方法为重铬酸钾滴定法。

二、实验结果及讨论

1. 活性炭量对COD去除率的影响。通过投加不同活性炭的量, 对同一废水同时吸附1 h。实验结果如图3所示。

由图3可知, COD的去除率随活性炭投加量的增加而增加, 最后基本持平, 且不再增长, 此时活性炭的吸附量达到最大, 继续投加亦无效。由此曲线看出, 活性炭投加量为5 g时, 曲线的变化率最大, 则100 ml该水样中, 投加5 g活性炭, 去除效率最高, 经济利益最大。同时, 还要保证活性炭与水样的接触时间不得低于30 min。

2. 活性炭对COD的去除率随时间的变化关系。取原水1 000 ml, 投加活性炭50 g, 恒温搅拌。搅拌的同时开始计时, 分别在1 min, 5 min, 10 min, 20 min, 30 min, 40 min, 50 min, 60 min, 70 min时间点处取20 ml澄清水样进行COD的测定。测定结果如图4所示。

由图4可知, 30 min以前, COD去除率显著增大;30 min以后, 去除率增长缓慢。所以, 活性炭投加量为50 g/L时, 吸附时间以30 min最佳。

三、结论

如果活性炭用量投加过多, 虽然吸附效果很好, 但势必会造成大量的浪费;如果投加过少, 则会出现吸附很快饱和的现象, 处理效果不明显。因此, 必须根据待处理的水量适当投加合适的活性炭的量, 来确保活性炭的最大化利用, 而不造成浪费。另外, 活性炭处理污水时, 必须注意吸附时间。只有确定了合适的吸附时间, 才能保证充分的吸附作用, 才能实现活性炭最佳的吸附性能。

活性炭纤维吸附甲烷的研究 篇10

活性炭纤维 (Actived Carbon Fiber, ACF) 是20世纪60年代在活性炭工业和炭纤维基础上发展起来的一种新型高吸附材料, 是继粉状、粒状活性炭之后的第三代活性炭产品, 在空气净化、气体选择性吸附及催化方面的应用非常广泛, 因此对微孔活性炭纤维的相关研究工作具有十分深远的意义。

1.1 活性炭纤维孔隙结构

ACF是一种具有丰富微孔结构的非极性吸附剂, 其孔径一般集中在2.0nm以下, 含有少量过渡孔, 很少或基本不含大孔, 其优越的脱吸附性能与其丰富的微孔结构密切相关。且由于表面碳原子的不饱和性, 它能以化学形式结合碳以外的原子及原子基团, 从而构成了独特的表面化学结构。

活性炭纤维的微孔结构及比表面积与其制备过程中的炭化活化条件密切相关, 依据不同的预期效果采用适当的活化方法, 活性炭纤维一般采用物理活化法 (水蒸气、二氧化碳) 或化学活化法 (KOH、ZnCl2) 。

1.2 活性炭纤维的吸附机理

ACF吸附一般认为是物理吸附过程, 吸附速度迅速。物理吸附与化学吸附存在着本质的区别, 化学吸附一般发生在类似于边缘碳这样的活性位上, 吸附剂表面与吸附质之间是由化学结合力作用引起的吸附, 存在固定吸附位, 且吸附分子不能沿表面移动, 而物理吸附则是范德华力中的色散力起决定性作用。

1.3 活性炭纤维的优点

活性炭纤维自从开发以来就被广泛的应用, 这是由于活性炭纤维有比活性炭等吸附剂更加优越的性能。与活性炭相比, 活性炭纤维具有以下优点:

1) 活性炭纤维孔径结构主要以微孔为主, 其比表面积比活性炭大得多, 因此吸附容量大;活性炭纤维的孔大部分分布在表面, 这种结构有利于与吸附质的充分接触, 有利于提高吸附、脱附速度, 另一方面有利于实现吸附设备小型化、高效化。

2) 活性炭纤维的吸附位多且大部分分布在纤维表面, 容易通过二次处理 (酸、碱处理) 来调整孔径大小及分布, 使其与吸附质的分子尺寸相匹配, 另外还可以通过引进合适的官能团提高气体分离效果。

3) 活性炭纤维可以根据需要加工成多种形态, 如纤维、毡、布、纸、网以及蜂窝结构等, 使其可以使用于各种操作装置和吸附工艺, 提高了它的适应性。

2 活性炭纤维的甲烷吸附实验研究

炭质吸附剂对天然气的吸附量与其比表面积及孔隙结构密切相关, 其中吸附剂的孔径大小与分布以及吸附质分子的性质是影响吸附效果的最主要因素。对此本文介绍几种常用表征活性炭纤维特性及吸附性能的手段, 为甲烷吸附剂的研究开发提供一定的理论基础:

1) 活性炭纤维的吸附性能是由其本身的微结构所决定的, 因此对活性炭纤维的微结构诸如比表面积、微孔容及孔径分布等进行考察研究非常必要。可采用美国麦克公司生产的自动吸附仪进行液氮吸附实验测定相关孔隙结构参数。一般采用标准的BET方法计算样品的比表面积, 而总孔容、微孔孔容、样品孔径分布则可采用密度函数理论 (DFT法) 、t-plot法或H-K法计算。

2) 炭质吸附剂的吸附特性不仅决定于其孔隙结构, 表面化学官能团对其也有一定的影响, 可采用傅里叶红外光谱实验定性并半定量的灵敏检测活性炭纤维组成物种和表面官能团, 以此观察不同改性方法对活性炭纤维表面化学官能团的影响, 从而进一步研究吸附剂表面官能团与甲烷吸附量的相互关系, 也可结合Boehm滴定法测定多孔炭表面的酸碱基团数量。

3) 采用扫描电子显微镜对活性炭纤维表面和断面进行观察, 表面凹凸程度由不同灰度来表达, 亮的区域为“峰”, 暗的区域为“低谷”。通过对样品的孔隙结构的观察, 可以清楚地看到多孔炭随着活化程度的改变, 孔隙结构的发展。

4) 从求出的表征参数可以发现经过活化的活性炭纤维在孔径大小及其分布方面有一定的变化, 但它们对吸附剂吸附量影响的大小不能确定, 因此需要求取吸附剂的特征吸附能。D—R方程理论基础是微孔填充理论, 尤其适用于活性炭纤维这类以微孔填充吸附为主的吸附剂, 因此特征吸附能可以通过对吸附等温线的D—R线性拟合求得。特征吸附能可以反映一种吸附剂对不同吸附质的吸附能力, 也可以反映同一吸附质在不同吸附剂上吸附行为, 特征吸附能越大, 说明吸附质和吸附剂的亲和力越大。

5) 采用静态吸附实验, 可以测量出吸附剂对CH4和N2的吸附量, 从而计算出CH4/N2的分离因子。一般采用恒定容积法测量吸附剂对CH4和N2的静态吸附量, 取一定量的吸附剂, 使其吸附一定量的气体, 测量吸附平衡之后剩余气体的量, 吸附前后的差值即为被吸附气体的量。

3 前景与展望

活性炭纤维作为一种新型的高吸附材料, 越来越多的科研工作者投身于这一材料的研制开发之中, 但限制其广泛应用的主要原因之一是其价格较高。随着技术的不断发展, 制作工艺手段的不断改进, 活性炭纤维的生产成本将会逐步降低, 其应用领域也必将得到更深层次的开拓。与其它技术的联合使用将会是活性炭纤维未来研究的新方向。

摘要:基于我国瓦斯利用量大但利用率低的问题, 本文从孔隙结构、吸附机理及吸附优点三个方面介绍活性炭纤维, 并归纳总结活性炭纤维吸附实验研究的相关方法, 为甲烷吸附剂的研究提供一定的理论基础。

关键词:瓦斯,活性炭纤维,吸附理论

参考文献

[1]李希国, 黄启忠, 侯娟.负载Pt活性炭纤维对NO的吸附活性[J].催化学报, 2003.

[2]曾汉明等.纤维状活性炭材料进展[J].新型炭材料, 1994.

活性碳吸附 篇11

关键词:活性污泥,吸附,COD,影响因素,分析研究,措施

该工业园区污水厂的收水主要是包括了制药的废水、淀粉厂的废水、电厂的废水、屠宰的废水和生活的废水。因为其上游一些工业园由于排水不是很稳定,其实质的进水的水质波动比较大,COD波动的范围为:220mg/L到3400mg/L;SS的波动范为:60mg/L到1400mg/L;氨氮的波动的范围为:5mg/L到73mg/L;其总磷的波动范围为:3mg/L到66mg/L。其具体的进水的水质如表1所示。

由此我们可以得到,要求污水处理的系统有比较强的冲击负荷的能力。故该厂决定在其进水超过了600mg/L的时候,启动池的容积则为2000m[3],这也是关键的事故调节池,采用剩余的活性污泥吸附COD,从而缩减后续工作量,对此进行相对应的实验,以严格确定所需的运行参数。

1 实验的部分

1.1 材料与仪器

实验采用曝气装置和相关COD测速仪器,实验过程中也使用了两台JJ-1型精密增力电动搅拌器,再是六个烧杯与一个取样筒。

1.2 实验的方法

本文实验强调的是分析剩余活性污泥对COD吸附效果的影响。通常水厂进水中的COD波动比较大,因此设置相应的吸附单元,并全面分析吸附单元,以获得科学合理的运行参数,这里强调的是污泥浓度和泥水接触时间与助凝剂添加量等。

1.3 实验用水与测定方法

本文是对某个工业园区的污水处理厂的污水进行实验,其间存在的COD是采用速测仪测定,再者是SS和NLSS的测定,这两方面是采用重量法进行测定。在此,我们主要是采用旋流沉砂池进水,且为其配置相应的泥水混合液,搅拌和曝气之后再使用。吸附一定时间后则进行沉淀,再测定其清夜的COD。

2 实验的结果及其分析

2.1 MLSS对COD吸附的影响

具体而言,活性污泥吸附中水的COD是以微生物来吸附的,然后通过相关的程序将COD去除掉。其COD去除的效果和一些剩余污泥所添加的剂量有关,在此,分别加入不同浓度的污泥,分别曝气15min,沉淀30min,最后取其上清液测量COD。

实验分析后可以得知,污泥浓度的增加,其对COD的吸附率则随之增大。也就是说,污泥越多,则吸附效果就好。但通常剩余污泥并不是无线的,这时就要求其不可太多,但亦不可太少,这时就要求处理厂严格设置污泥量,通常是保持2.5g/g。

2.2 不同助凝剂对其COD吸附的影响

不同的助凝剂对其水中COD的吸附效果是不同的,其效果主要如表2所示。

分析上表可得,剩余活性污泥与助凝剂结合之后,其吸附效果不高,吸附率仅是70.9%;而剩余活性污泥与活性炭吸附效果良好,吸附率可达75.4%;本文实验中,所采用的碘量值为850,而相关粒度是50活性炭。实验表明,活性炭是效果很好的吸附剂。着眼于经济效益而言,选择适宜的吸附方式可获得十分理想的处理效果。

2.3 接触的时间对COD吸附的影响

一般的活性的污泥吸附COD是需要一定的时间,但若是时间短,则所获的效果并不理想;若是吸附时间过长,则已经被吸附的又会释放,且影响相关设备的效率。所以,在吸附时,我们一定要把握好吸附的时间。

通过实验的分析,我们可以得到,泥水接触时间的延长,则于25min内,剩余污泥吸附效果提高,但是过了25min,则效果会持续降低。该类问题的出现主要是曝气时间长则污泥出现絮散,且增多了COD含量;但也有可能是因为泥水接触时间太长而吸附的COD又被释放。实验得出,泥水接触时间最好控制在25min之内。

2.4 不同沉淀的时间对COD吸附效果的影响

从实验中我们可以得到,不同的时间对于活性污泥去吸附COD的效果是有很大的差别的。当其沉淀的时间为30min的时候,其吸附率最高,且颗粒性COD可有效沉降,这可以说明其最佳沉淀时间是30min。

2.5 搅拌、爆气时间对活性污泥吸附率的影响

为了对此进行全面分析,则进行了下述实验:分别取两个相同规格的容积为900mL的烧杯,再通过旋流沉砂池进水,且其二沉池中的剩余污泥应配置2.5浓度污泥,一烧杯500mL,与此同时,一个烧杯的搅拌25min,转动的速度为60rpm,另一个烧杯的则曝气25min,两个烧杯沉淀的时间不同。

通过以上的实验我们可以得出,其沉淀的时间在25min和30min的时候,这时则表明爆气时间对COD吸附率影响较大,其关键的原因就是水中溶解氧浓度不同。往往曝气时,其溶解氧一般在5mg/L~6mg/L;在搅拌的时候,其溶解氧应保持在1mg/L。这也说明,水中溶解氧浓度不同,则污泥吸附活性亦不同,通常泥水的混合方式多是选择爆气。

3 结语

综上所述,活性污泥吸附其水中的COD是一个比较快速的过程,在这次实验当中,当其污泥的浓度为2.5g/L,与泥水接触的时间在25min之内的时候,然后沉淀30min之后达到吸附的最大值。当然,如果加上一些粉末的活性炭的话,其活性污泥吸附水中的COD的效率就会大大的提升,一般都会达到75.4%左右。还有就是,在相同的污泥浓度的情况之下,其泥水混合的方式不同,那么其活性污泥在吸附COD的效果上也会有非常明显的差异。实验表明,在沉淀的时间为30min的时候,其曝气对于去吸附COD的效果就比搅拌时吸附的效果要好的多,一般会多出5%左右。

总而言之,影响活性污泥吸附COD的因素是非常多的,例如沉淀时间、搅拌的时间、曝气的时间等等,我们需要在特定的情况之下,综合各种因素对其吸附性的影响状况,从而选择最佳的方法,以达到最佳的吸附效果,从而在一定的程度之上去充分的实现经济效益与社会效益的相统一。

参考文献

[1]刘廷志,郑娥,胡惠仁,何秋实.用活性污泥吸附助凝处理棉秆半化学浆废液[J].中国造纸,2008(10).

[2]曾国驱,肖晓科,贾宗剑,蔡小伟,孙国萍.活性污泥吸附预处理重油裂化制气废水[J].城市环境与城市生态,2002(04).

[3]周可新,许木启,曹宏,徐军.活性污泥微型动物群落结构优化的可控途径研究[J].环境污染治理技术与设备,2004(05).

[4]吴磊,尹军,韩相奎,刘志生,马臻.腐殖活性污泥生化特征及处理效能[J].哈尔滨工业大学学报,2014(04).

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