饮用水处理吸附用活性炭的多指标耦合选炭方法研究

来源 :山东建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jonathan
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活性炭被广泛应用于饮用水处理领域,在实际选炭时常采用碘值、亚甲蓝值等指标确定活性炭的优劣,忽略了活性炭内部孔隙结构、表面官能团的影响。本研究评价了活性炭多指标间的相关性,选用常见的氨基酸、抗生素等特征有机物以及某湖水中有机物进行活性炭的静态吸附试验,并且采用两种改性方法调节活性炭的孔结构,将吸附试验中活性炭对有机物吸附性能的优劣与活性炭的技术指标进行关联,从而获得实际应用中活性炭选择的建议。试验选取11种煤质炭和4种木质炭,煤质炭碘值439-1201 mg/g,木质炭碘值、亚甲蓝值、苯酚吸附值较高。评价活性炭质量的多指标主要包括碘吸附值、亚甲蓝吸附值、苯酚吸附值、BET比表面积、总孔容、微孔容、中(大)孔孔容、平均孔径等,并通过耦合获得一个新的技术指标——SBET/V值,试验数据表明该参数可以较好的反映活性炭的孔隙结构特征。通过多指标间的相关性分析发现,碘值、亚甲蓝值和BET比表面积有一定的正相关关系;苯酚吸附值则与活性炭的BET比表面积、孔容呈负相关。碘值大于900 mg/g的煤质炭碘值、苯酚吸附值分别随SBET/V微孔、SBET/V中(大)孔的增加而增大,亚甲蓝值与SBET/V中(大)孔呈负相关,而碘值在400-900 mg/g的煤质炭规律相反。木质炭的孔容越大,则碘值、亚甲蓝值越大。活性炭微孔容与BET比表面积呈正相关,与平均孔径呈负相关;总孔容、中(大)孔孔容与平均孔径呈正相关。通过研究活性炭对有机物的吸附性能与多指标之间的关系,发现在饮用水处理中,SBET/V中(大)孔值较小、BET比表面积较大、中(大)孔孔容所占比例更大的活性炭的吸附性能更好,选炭时还应结合活性炭BET比表面积和孔容的具体数值,吸附容量主要受炭BET比表面积的影响。处理全氟辛酸应选择SBET/V中(大)孔值更小、BET比表面积和孔径更大的活性炭。当活性炭主要含有微孔时,则可能不利于全氟辛酸在活性炭孔隙结构中的扩散和吸附。
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