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活性炭纤维深度净化饮用水的研究
作者:管理员    发布于:2016-11-21 08:25:44    文字:【】【】【

  ―增刊一0149―04:X703:A活性炭纤维深度净化饮用水的研究孙治荣,徐莲(北京工业大学环境与能源工程学院,北京100022)胡翔(千叶工业大学,日本千叶275―8588)行了对比。结果表明ACF对水中存在的有机污染物的去除效果比GAC稍差,初始时出水水质很好但很快就下降。

  由于环境污染日益严重,使给水水源不断恶化。传统的自来水厂的常规处理工艺混凝※沉淀※过滤※加氯消毒不仅很难去除水源水中溶解性的小分子有机物等有害物质,而且在氯化消毒过程中,还会生成多种多样的有机氯化物包括危害人体健康的三致物质三卤甲烷汀只河3)等,因此居民饮用的自来水需进一步净化。

  颗粒活性炭(GAC)以其对有机污染物的良好的吸附性能受到了人们的普遍关注。KatherineAlben等人研究了温度对CallgonF300颗粒炭吸附氯仿、三氯乙烷、莠去津农药、24-二氯苯氧乙酸的影响,R.ScottSummers等研究了颗粒炭对俄亥俄河水中有机物的去除效粘胶基活性炭纤维(ACF)由于其具有发达的微孔结构、巨大的比表面积、吸附容量大及易于再生等特点己逐渐被用于水处理中。美国、中国等均己有将ACF用于水处理中的报道。

  本文对粘胶基ACF及Z15型GAC对水中有机污染物的去除效果进行了对比研究。

  1实验部分1.1实验材料及仪器设备吸附剂材料:粘胶基ACF(辽宁产),Z15型颗粒活性炭GAC(山西产)。

  仪器:SQ-203微计算机化气相色谱仪;752紫外光栅分光光度计;721分光光度计;基金项目:北京市教委项目;北京工业大学博士启动基金2100A型浊度计;高位水箱:1mX1mX0.5m;净水柱:直径3.4cm,高40cm的有机玻璃柱。

  1.2实验装置及分析方法实验装置运行示意图见。实验采取连续运行方式。

  2结果与讨论对ACF及GAC对水中浊度、腐殖质、CODMn、CHCl3及CCl4的去除效果进行了研究。

  浊度及腐殖质的去除由可知,在通水滤床体积6000倍以内,无论原水浊度多高4NTU),ACF及GAC的出水浊度均小于1NTU,进一步进行对比,发现GAC对浊度的去除效果更好。

  UV254处吸光值是水中腐殖质等大分子含量的一个指标。由可知,GAC对腐殖质的去除效果较好,初始时去除率可达70以上;ACF对腐殖质有一定的去除效果,但不是很好。

  好,出水CODMn基本保持在1.5mg/L以下,去除率初始时为60左右,至2000倍滤床体积时为40左右,至4000倍滤床体积时为20左右。

  ACF初始时去除率很好,为40左右,但去除率随水通量的增大迅速下降,在500倍滤床体积时去除率为20左右,此后一直维持至4000倍滤床体积,这说明ACF不适于用作长期运行,而适于间歇式吸附。

  表1细菌总数的测定结果由可知,ACF和GAC在初始时对三氯甲烷的去除效果都较好,随着水量的增加去除效果逐渐下降,当原水浓度低时出水CHCb浓度会升高,甚至会高于原水,这是因为当原水浓度低时,吸附在活性炭表面的有机物会解吸的缘故。

  由可知,GAC及ACF对CCl4的去除效果都不很明显。

  在4000倍滤床体积时,对两种炭柱中及两炭柱出水中的细菌总数进行了测定,见表1.结果表明,此时炭柱中已滋生了大量的细菌。

  2.4紫外消毒由前面的研究可知,两炭柱中及出水中已产生了细菌,因此又进一步对出水进行了消毒灭菌研究。紫外消毒法以其对广谱细菌的杀伤力强、设备简单和不产生有害副产物等特点,具有取代传统的加氯消毒法的吸引力。

  本实验中采用内径2cm、功率30W的石英玻璃紫外灯,外套内径4.1cm的有机玻璃管作为杀菌柱,以GAC出水为例进行实验。Fig.在本实验条件下,紫外灯的功率一定,则照射light强度一定,水层厚度为1cm,因此紫外线的杀菌作用只与照射时间长短有关(见表2)表2不同照射时间对微生物的去除效果照射时间,min出水细菌总数,MPN/mL大肠菌群数,MPN/L未检测由此可见,通过紫外灯照射时间为0.7min时几乎没有杀菌作用,这主要是因为原水流量过大,一方面迅速冲击生物炭柱,使其上附着的部分微生物经受不住这种大力冲刷而被洗脱下来;另一方面,紫外照射时间过短,来不及对其作用,细菌就随水流冲出,这种情况持续到将照射时间延长至1.3min时才有好转,基本上进出水保持一致,当照射时间为2min时,活性炭部分大孔和过渡孔有机会吸附原水中游离的菌使出水细菌数量逐渐减少。当照射时间为4min时,紫外线的杀菌率可达98当照射时间为16min时,杀菌率高,可达100此时出水流量为50mL/min,若要与实际工程中的流量相匹配,可采取数根紫外灯管并联的方式。

  可见,紫外线消毒很好地解决了活性炭出水中所含的细菌问题。

  3结论通过对粘胶基活性炭纤维(ACF)以连续运行的方式对饮用水的净化效能的研究可知,Z15型颗粒活性炭(GAC)对各项污染物指标的去除效果比ACF稍好,ACF不适于用作长期运行,而适于间歇式吸附,且适于对某种特定的有机污染物的吸附。

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