活性炭吸附技术去除水中三卤甲烷利用率比例，三卤甲烷是饮用水消毒副产物中含量最高、分布最广的一类物质。它包括三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷、三溴甲烷四种物质,长期接触含此类物质的饮用水会增加人体癌变机率。本课题选择活性炭吸附技术作为处理手段,系统研究了水中三卤甲烷在各类活性炭上的吸附规律。首先使用液液萃取-气相色谱-ECD,建立了针对水中四种三卤甲烷类物质的检测方法。其次对11种颗粒活性炭和粉末活性炭进行了平衡容量实验,筛选出了处理四种三卤甲烷的较优炭型。
结果表明,椰壳材质炭对三卤甲烷的吸附性能较好,竹质材质炭次之,而煤材质炭对其吸附性能较差。 为了进一步验证平衡容量实验得到的结果,评价活性炭在实际炭厂中的吸附容量利用率,对于部分炭型进行了三氯甲烷和三溴甲烷的动态微型快速穿透 (MCRB)。三氯甲烷穿透实验表明,果壳1和竹炭1穿透较晚且竹炭1和原煤1的吸附容量利用率较高。三溴甲烷的穿透曲线显示,果壳1穿透较晚但原煤1穿透较早。
椰壳1在c/c0=0.05时三氯甲烷的容量利用率为0.18,在c/c0=0.5时吸附容量利用率可达0.51,为了充分发挥活性炭对三卤甲烷的吸附容量,建议使用炭柱串联操作模式。以便在单柱出水排放浓度较高的情况下仍然可以达到严格的饮用水排放标准并且使用成本也会大大降低。综合考虑,椰壳炭型、竹炭型是处理水中三卤甲烷的较优炭型。 另外,平衡容量实验结果表明,同一种炭型对三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷、三溴甲烷的吸附容量依次增加,这因为同系物中沸点越高、水溶解度越低, 活性炭的吸附容量越大。活性炭表面含氧基团增加后,其对三卤甲烷的吸附性能降低。碘值、苯酚值、单宁酸值、甲基蓝值组成的活性炭吸附容量性能指标体系,常用来预测活性炭对于水中污染物质的吸附性能。本研究发现苯酚值可以很好地预测活性炭对于水中四种三卤甲烷物质的吸附容量。
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