活性炭去除水中的腐殖質(zhì)

　　腐殖質(zhì)往往構(gòu)成天然水體中天然有機(jī)污染的主要部分。腐殖質(zhì)的結(jié)構(gòu)尚不清楚。這些是芳香族-脂肪族性質(zhì)的復(fù)雜高分子有機(jī)化合物，含有碳、氧、氫和氮。腐殖質(zhì)的相對(duì)分子量從幾百到幾萬不等。本次實(shí)驗(yàn)中比較了四種不同類型的活性炭顆粒。監(jiān)測(cè)供應(yīng)至過濾柱的水源的水的質(zhì)量、出口處的水的質(zhì)量、過濾速度和吸附介質(zhì)的效率。

　　腐殖質(zhì)的性質(zhì)與其成分有非常密切的聯(lián)系，其成分受到腐殖化過程的影響，與分子(分子量)和顆粒的大小、分散程度(真溶液或膠體溶液)、極性(由這些決定)由骨架的性質(zhì)(芳香族;脂肪族)決定，主要是官能團(tuán)的類型、數(shù)量和解離能力。腐殖質(zhì)成分的功能在于其在水中的溶解度(黃腐酸的溶解度比腐植酸高，因此天然水中平均含有87%的黃腐酸)、聚集能力、解離能力(主要是羧基)官能團(tuán))和相關(guān)的電荷比(粒子的zeta電位)。腐殖質(zhì)的一些特性也受到水的成分及其​​pH值的影響。圖1顯示了腐殖質(zhì)的基本特性。

　　圖1：腐殖質(zhì)的基本特性。

　　腐殖質(zhì)對(duì)水質(zhì)的影響及其處理的不良影響可概括如下：

　　水的顏色加深，增加水的酸度，對(duì)水的氣味和味道的影響，對(duì)金屬絡(luò)合物(例如鐵、錳、鋁和銅)形成的影響，對(duì)有機(jī)化合物(例如農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯和鄰苯二甲酸鹽)吸附的影響，對(duì)水氯化過程中三鹵甲烷形成的影響。

　　去除腐殖質(zhì)

　　使用不同的方法去除水中的腐殖質(zhì);其中包括吸附法，它非常有效，而且與傳統(tǒng)方法相比，操作和使用的設(shè)備(帶吸附床的過濾器)更簡(jiǎn)單。該技術(shù)特別適用于小型水處理廠，或無法使用與混凝相關(guān)的傳統(tǒng)水處理的地方。吸附劑影響吸附過程的效率。吸附劑的多孔結(jié)構(gòu)和表面積影響吸附和吸附本身的動(dòng)力學(xué)。吸附劑的表面積越大，吸附過程越有效。因此，我們不斷尋找材料——具有大表面積的吸附劑，從而實(shí)現(xiàn)更快的污染物去除動(dòng)力學(xué)。污染物的吸附還受到處理水的物理化學(xué)性質(zhì)的影響，例如pH值、污染物的初始濃度、分子的類型和尺寸分布以及水溫。活性炭是一種多功能吸附劑，可以去除多種類型的污染物，例如金屬離子、染料、酚類以及許多其他有機(jī)和無機(jī)化合物和生物有機(jī)體。

　　根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，我們比較了四種顆粒活性炭去除水中腐殖質(zhì)和CODMn的效果(圖2、圖3和圖4)。

　　圖2：原水中和處理后的水中腐殖質(zhì)的濃度以及吸附材料的效率。

　　圖3：原水中和處理水中的CODMn濃度以及吸附材料的效率。

　　圖4：原水和處理過的水的顏色以及吸附材料的效率。

　　活性炭去除水中的腐殖質(zhì)，吸附是去除水中腐殖酸的非常有效的方法。活性炭、沸石、改性粘土、鐵基吸附材料、從各種廢物中獲得的材料以及生物吸附劑用作吸附材料。吸附效率受多種因素影響，例如pH、H2S初始濃度、吸附劑類型和接觸時(shí)間。使用不同類型的活性炭作為吸附材料，并對(duì)所用材料的效率進(jìn)行了監(jiān)測(cè)和比較。最高去除水中腐殖質(zhì)的平均效率為78.10%。使用顆粒活性炭的平均水彩顏色降低效率為60.32%。活性炭的吸附能力并未耗盡(圖2)。在試點(diǎn)測(cè)試的基礎(chǔ)上，將建議將顆粒活性炭用于新污水處理廠的整體現(xiàn)代化改造。

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