颗粒活性炭-纳滤处理二级出水中有机物膜污染机制研究

采用颗粒活性炭(Granular Activated Carbon,GAC)、生物活性炭(Biological Activated Carbon,BAC)两种过滤单元分别与纳滤(Nanofiltration,NF)组合对污水厂二级出水进行深度处理,分析二级出水直接NF、GAC-NF以及BAC-NF三种不同处理工艺对有机物的去除效果以及膜污染机制.研究发现,BAC-NF组合工艺对溶解性有机碳(DOC)、微生物代谢副产物类和腐殖酸类有机物的去除效果更好,去除率分别为85.2%、76.2%和82.0%;BAC-NF组合工艺的膜比通量(J/J0)最高,每个周期末的J/J0分别为0.69、0.65和0.63,膜污染总阻力最低,仅为5.97×10^(10)m^(-1);膜污染特征曲线表明二级出水直接NF为滤饼层污染,GAC-NF和BAC-NF先发生中间堵塞之后形成滤饼层污染;其中,BAC-NF以膜孔中间堵塞污染为主,膜污染程度最轻;通过扩展的德亚盖因-兰多-弗韦-奥弗比克(Extended Derjaguin-Laudau-Verwey-Overbeek,xDLVO)理论分析发现BAC-NF组合工艺污染后膜表面的疏水性最弱,膜表面Zeta电位值最大;BAC-NF组合工艺在过滤初期,水中有机物不容易到达膜表面,膜污染程度最轻.在过滤中后期,水中有机物与膜表面有机物之间很难产生粘附,形成的滤饼层最疏松.综上,BAC-NF组合工艺能有效缓解膜污染,可为再生水深度回用提供一种可靠的技术.

颗粒活性炭对亚甲基蓝的吸附与再生研究

为推进颗粒活性炭在染料废水治理中的应用,采用自制的木质素基颗粒活性炭吸附亚甲基蓝(MB),考察了MB初始质量浓度、吸附温度和溶液pH值对吸附过程的影响,并利用吸附等温线和动力学对吸附过程进行了探讨,最后探索了活性炭的再生性能。研究结果表明:颗粒活性炭更适合高浓度MB吸附,吸附速率随溶液初始质量浓度的降低而降低;平衡吸附量受吸附初始质量浓度、吸附温度的影响较大,最佳吸附温度25℃,受溶液pH值影响较小。颗粒活性炭对MB的吸附等温线遵循Langmiur模型,吸附过程符合准二级动力学模型,颗粒内扩散模型分析表明内扩散及外扩散都是吸附的限速因素。吸附后活性炭在300℃热再生30 min,颗粒活性炭的MB吸附值可达240 mg/g,恢复达初始样品的94.12%,反复吸附再生4次后,颗粒活性炭的MB吸附值仍保持在85%以上。

颗粒活性炭-纳滤对二级出水中条件致病菌和有机物的去除效能

再生水回用是解决水资源短缺的重要途经,被广泛应用于工业生产、城市绿化方面,但其中含有大量的条件致病菌,对环境及人体健康具有潜在威胁。研究拟对污水厂二级出水采用颗粒活性炭(Granular Activated Carbon,GAC)、生物活性炭(Biological Activated Carbon,BAC)两种过滤单元与纳滤(nanofiltration,NF)组合工艺,来达到水中三种条件致病菌(军团菌、铜绿假单胞菌和鸟分枝杆菌)、大肠杆菌和有机物的去除的目的,采用直接NF、GAC-NF和BAC-NF三种处理工艺对去除效果进行分析。结果表明:在GAC过滤的滤速为5 cm/h,NF的过滤压力为0.4 MPa条件下,直接NF及其组合工艺均可实现二级出水中条件致病菌的完全去除,相较于直接NF和GAC-NF,BAC-NF工艺对水中DOC、UV254、微生物代谢副产物类和腐殖酸类有机物的去除率最高,分别为85.2%、74.5%、76.2%和82.0%;水中条件致病菌与大肠杆菌、DOC之间均有显著相关性,可以通过强化水中大肠杆菌和有机物的去除,达到提高不同组合工艺对条件致病菌削减的目的;BAC表面生物膜细菌中的假单胞菌、气单胞菌、硝化螺旋菌和不动杆菌占比最高,上述细菌对条件致病菌的生长繁殖起抑制作用;生物膜真核微生物中的线虫和轮虫占比最高,这两种微生物能通过捕捉的方式实现对水中条件致病菌的削减。

颗粒活性炭活化过硫酸钠降解水中酸性橙

该文以偶氮染料酸性橙7(AO7)为目标污染物,研究颗粒活性炭(GAC)活化过硫酸钠(PS)降解水中AO7的效能和机理。通过研究GAC含量、PS浓度及p H对AO7降解的影响,发现当GAC为0.4 g/L、PS/AO7摩尔比=15∶1、150 min时,AO7的去除率可达到96.1%。在pH为3~9的条件下,AO7的去除均能达到较好的效果。猝灭实验结果表明,除了·OH、SO_(4)^(-),体系中的单线态氧及表面结合SO_(4)^(-)也参与了AO7的降解。XPS分析结果表明,C-O及π^(*)键可能作为活性位点参与PS活化产生活性物种对AO7进行降解。

新疆伊犁弱粘煤制备高性能颗粒活性炭的研究

以伊犁地区典型弱粘煤为原料制备颗粒活性碳,首先考察了不同类型粘结剂对活性炭成型效果的影响,创新性开发出非焦油环保复合粘结剂,得到了经济环保最优成型方案。优选出炭化温度为580℃,停留时间为60 min,水蒸气流量为8 mL/min,活化时间为2 h,活化温度为920℃的工艺条件。最终制备出高品质4 mm颗粒活性炭产品,其强度为93.2%,碘值为910 mg/g,BET比表面积为727.75 m^(2)/g,得炭率为32%,满足GB/T 7701—2008要求,吸附性能研究及孔结构分布情况表明该材料在废水处理方面应用潜力较大。

载铁颗粒活性炭对染料废水厌氧生物降解性能的影响研究

染料废水成分复杂、色度高、可生化性差、处理难度大。厌氧生物处理技术是处理染料废水的有效手段之一。但是,厌氧生物处理过程复杂,涉及多种微生物协同代谢,存在降解速率缓慢的缺点。为此,本研究制备了载铁颗粒活性炭复合材料,并应用于模拟染料废水的厌氧生物处理中,以改善该废水的厌氧生物降解性能。材料的SEM-EDS和XRD分析结果表明,制备的改性颗粒活性炭表面已成功负载了铁;模拟染料废水COD和色度去除结果显示,以Fe3+与Fe2+比例为2∶1制备获得的载铁颗粒活性炭可显著强化染料废水的厌氧生物处理性能。

颗粒活性炭三维电极臭氧体系降解布洛芬影响因素及机理研究

为了解决传统电催化臭氧(E-O_(3))工艺中传质效率低和难降解有机物的问题,在E-O_(3)工艺中引入了颗粒活性炭(GAC)粒子电极,建立三维E-O_(3)体系(E-O_(3)-GAC)。选取布洛芬(IBP)作为目标污染物,对比研究该体系氧化降解效率。结果表明,E-O_(3)-GAC体系氧化能力明显优于常规催化体系(电解(E)、活性炭吸附(GAC)、臭氧氧化(O_(3))、活性炭催化(O_(3)-GAC)、电催化臭氧(E-O_(3))),在40 min反应时间内,IBP降解率可达96.9%。同时,E-O_(3)-GAC体系的协同指数(SI)为2.97,表明电场和GAC具备较好的协同活化作用。E-O_(3)-GAC体系的最佳运行参数为:GAC浓度0.5 g/L,电流强度300 mA,O_(3)流速60 mL/min,初始溶液为酸性条件。一系列猝灭与表征实验表明,在E-O_(3)-GAC体系中,GAC和电场协同催化O_(3),明显提高羟基自由基(·OH)产量。GAC作为微粒电极,能够有效还原水溶液中O_(2)为H_(2)O_(2),与O_(3)反应生成·OH。外加电场对GAC提供保护作用,从而保持GAC催化活性的稳定。综上,E-O_(3)-GAC体系是一个高效、稳定的有机废水处理技术,有望在有机废水处理领域发挥优势。

颗粒活性炭强化高浓度煤化工废水厌氧消化的研究

将活性炭加入到厌氧消化体系中,以强化厌氧消化技术对高浓度煤化工废水处理效果。分别设置颗粒活性炭反应器和对照组反应器,对比两个反应器在不同条件下的COD去除与产甲烷效果。研究结果表明,加入颗粒活性炭的反应器启动速度更快,并一定程度上提高物理的电子传递活性、电导率以及胞外蛋白含量。同时,颗粒活性炭有利于实现多种微生物菌产生直接种间电子传递,有利于保障有机物产甲烷效果。

颗粒活性炭电化学再生研究

该文通过用电化学试验来探讨活性炭的再生机理以及影响饱和活性炭再生效率的因素,从而确定活性炭电化学再生的最佳条件。试验结果表明,当以苯酚为吸附介质时,饱和活性炭的最佳电解条件如下:电解质为Na2SO4溶液,浓度为1 g/L,恒流电流为2 A,中间出水流速为2.5 mL/min,电解时间为3 h,活性炭的再生效率可以达到80%以上。电化学再生饱和活性炭工艺可行且经济合理,可以为进一步降低活性炭的使用成本、节约资源以及保护环境做出贡献。

JNWFG炉用于“一步法”生产煤基颗粒活性炭的探索与实践

介绍了将中冶焦耐研发的JNWFG炉用于生产煤基颗粒活性炭的研究和工业性生产试验情况以及所生产的活性炭产品的质量和用途。该研究成果验证了在同一孔JNWFG炉内实现低阶粉煤碳化与半焦活化的“一步法”生产煤基颗粒活性炭工艺的可行性,并对该“一步法”工艺的优化方向提出了建议。

生物颗粒活性炭处理苯酚废水

研究了生物颗粒活性炭(BGAC)处理合成苯酚废水的效果和机理。结果表明,BGAC能够高效处理苯酚废水,处理效果优于活性污泥法和颗粒活性炭(GAC)吸附。BGAC、活性污泥和GAC分别对75 mg/L的苯酚废水连续处理,平均去除率分别为98%、60%和90%。通过苯酚出水pH值和反应器中溶解氧的变化情况分析,BGAC对苯酚废水的处理主要借助于活性炭的吸附和微生物降解的交替作用。

丁烷吸附用颗粒活性炭的制备研究

以木屑为原料,采用磷酸活化法制备了丁烷吸附用颗粒活性炭,其性能优于进口丁烷颗粒炭,丁烷工作容量达到了12.0 g/100 mL,强度达到96.95 %.就制备过程中的磷酸浓度、磷木比、干燥硬化工艺等因素对丁烷颗粒炭的性能和强度的影响进行了考察,并通过增加成型时和成型后的特殊处理工艺,使得丁烷颗粒炭的性能得到了大大的提高.最后,探讨了丁烷吸附的机理和丁烷颗粒炭必须具备的条件,孔径在1.8～5 nm之间高孔容积的活性炭,其丁烷工作容量高.

磷酸法竹质颗粒活性炭的制备研究

以竹屑为原料,采用磷酸法活化,制得了中微孔发达的颗粒活性炭:A法焦糖脱色率70%,亚甲基蓝吸附值210mg/g,碘吸附值1100mg/g以上,丁烷工作容量132g/L,强度95%以上。其孔分布以中微孔为主(Rn<2.6nm),达到了86.3%。适合于液体脱色精制和汽油蒸气的回收之用。对制备过程中捏合温度和时间、捏合过程中有无空气参与反应以及活化温度等工艺对颗粒活性炭性能的影响进行了研究考察,发现捏合过程中空气参与反应有利于造就发达的中微孔结构,活化温度的提高(>500℃)使得孔分布向着微孔方向发展。并通过改进捏合工艺和添加催化剂,使得颗粒活性炭的性能和表观光洁度得到提高。

微波辐射-水蒸气法制备烟杆基颗粒活性炭

研究了以烟杆废弃物为原料,炭化过程中所产生的木焦油为主的复合粘结剂,采用微波辐射-水蒸气法制备颗粒活性炭的可行性。探讨了微波功率、活化时间以及水蒸气质量流量对颗粒活性炭吸附性能和得率的影响。得到了微波辐射-水蒸气法制备颗粒活性炭的最佳工艺:微波功率700 W,活化时间40 m in,水蒸气质量流量1.70 g/m in。此工艺条件制得的颗粒活性炭,碘吸附值1 060.81 mg/g,亚甲基蓝吸附值175 mL/g,得率30.83%。同时,测定了该颗粒活性炭氮吸附,通过BET法计算了活性炭的比表面积,并通过DFT表征了活性炭的孔结构。结果表明:该活性炭为微孔型,BET比表面积为1 109.22 m2/g,总孔容为0.613 1 mL/g。

杉木屑制备高丁烷工作容量颗粒活性炭(英文)

研究提出了一种简单的高丁烷工作容量（BWC）颗粒活性炭（GAC）的制备方法。在磷酸法制备活性炭的工艺中通过添加浓硫酸作为助催化剂,以杉木屑为原料制备了BWC高达165 g/L的产品,其表观密度为241 g/L,比表面积、总孔容、微孔孔容和平均孔径分别为2 627 m^2/g、1.574 cm^3/g、0.941 cm^3/g和2.397 nm。正交试验结果表明较佳的工艺条件为：磷酸浓度为56%,浸渍比为1.9∶1,硫酸添加量为6%,硫酸浓度为80%,干燥固化温度为300℃,干燥固化时间为3 h,活化温度为450℃,活化时间为60 min,并且浓硫酸和活化温度是制备丁烷吸附用颗粒活性炭的重要影响因素。通过本研究可将高BWC颗粒活性炭制备时间从20-70 h缩短在5 h以内。

邻苯二甲酸二甲酯在颗粒活性炭中的穿透特性

在25℃条件下，研究了颗粒活性炭（GAC）对水中邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的动态吸附特性及其影响因素．在不同进水流量（0．65-4mL·min^-1）、GAC粒径（550～1250μm）、DMP初始浓度（50—400mg·L^-1）和GAC炭量（0．75—1．4g）条件下，考察了DMP在GAC柱中的穿透特性．研究表明，GAC对DMP的吸附容量较大，Yoon-Nelson模型能够很好地拟合各种工况下的动态穿透曲线；动态吸附容量随着进水流量和GAC粒径的增大而减小，相反，随着DMP初始浓度和GAC炭量的增大而增大．根据试验数据和Yoon—Nelson模型计算出穿透参数K＇、r和穿透点t1，以及平衡点t2．在建立了各影响因素与Yoon—Nelson穿透模型参数之间的关系基础上，得到了活性炭柱出水浓度与穿透时间和各影响因素之间的动态关系模型．

颗粒活性炭吸附去除黄浦江原水中有机物的研究

采用超滤膜法分析了黄浦江原水和水厂常规工艺处理出水中有机物的分子质量（MW）分布以及颗粒活性炭（GAC）在不同吸附阶段吸附去除不同分子质量有机物的性能.试验结果表明,黄浦江原水及常规工艺出水中的溶解性有机物（DOC）以小分子为主,并主要集中在MW为10～30 ku和MW＜1 ku的区间;活性炭吸附出水中的溶解性有机物仍然主要集中在小分子区间;吸附初期的活性炭对有机物的去除能力较强,其中对CODMn的去除率＞83%,对UV254的去除率＞90%;随着通水倍数的增大则活性炭的吸附能力逐渐下降,当通水倍数达到6 590.9时,对CODMn和UV254的去除率都只有25%左右;活性炭吸附的各个阶段对小分子有机物的去除率均较高,而对大分子有机物的去除率则较低,从吸附初期到吸附后期,对小分子有机物的去除率高出对大分子有机物的去除率,其百分比从10%增大到30%.

颗粒活性炭对模拟活性染料废水的吸附脱色效果

借助SEM观察了颗粒活性炭的表面形态结构,利用紫外-可见分光光度计测试分析了模拟染料废水吸附前后的吸光度变化,以考察颗粒活性炭种类、目数、染料废水浓度、pH值、吸附温度及吸附时间对染液吸附脱色效果的影响。结果表明:椰壳活性炭的吸附脱色效果较煤质、果壳活性炭好;活性炭目数越大,其吸附脱色效果越好;活性炭对染料废水的吸附脱色效果随染料浓度的增大而呈线性下降;酸性环境下活性炭的吸附脱色效果好于碱性环境,pH值为5.5时,吸附脱色效果最好;吸附温度越高,脱色率越高,但升至一定温度后对吸附脱色效果增加不明显;达平衡吸附前,增加吸附时间对活性炭的吸附脱色效果增加较为显著。

5种颗粒活性炭对水中卤乙酸的等温吸附试验

通过等温吸附实验,考察了5种不同类颗粒活性炭(GAC)对消毒副产物卤乙酸(HAAs)中致癌风险较高的二氯乙酸、三氯乙酸的吸附行为.结果表明:二氯乙酸、三氯乙酸的吸附行为符合Langmuir等温式;进口活性炭A对二氯乙酸饱和吸附量是3种国产活性炭的4 . 4～5 . 7倍,是另一种进口活性炭B的3 8倍;对三氯乙酸的饱和吸附量是3种国产活性炭的4 . 0～5 . 4倍,是另一种进口活性炭B的2 . 6倍.针对进口活性炭A开展的进一步研究结果表明,二氯乙酸、三氯乙酸2组分的相对吸附量与2组分的相对浓度成正比关系,二氯乙酸吸附容量变化对平衡浓度的敏感程度不如三氯乙酸.

颗粒活性炭对汞的吸附实验研究

煤中含有少量汞元素,在锅炉燃烧过程中会排放到大气给环境和人类健康带来危害。对汞的排放控制进行了实验研究,通过采用氯化锌溶液对GAC(活性炭)颗粒进行浸泡,研究它在低温下对气态汞的吸附特性。结果表明,GAC对汞的吸附取决于浸泡浓度、反应时间、实验温度、GAC特性等因素的影响。