活性炭吸附处理含酚废水的研究进展-泊头市宇骏环保设备有限公司

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活性炭吸附处理含酚废水的研究进展

2019-07-20 10:32:10

煤化工、石油化工、印染等工业废水均含酚类化合物。酚类化合物作为一种原型质毒物,会通过废水的排放污染地表水和地下水,对环境和生态产生诸多不利影响,如造成水生生物大量死亡、抑制微生物群落、导致动物致癌等。目前对含酚废水的处理方式有萃取法、化学氧 化法、化学沉淀法、物理吸附法、电解法、生化法等。其中物理吸附法研究和应用较多,常用的吸附剂有活性炭、高分子材料(树脂)、硅质材料(黏土、沸石)、矿化垃圾、生物材料(农业固废)等。活性炭具有较强的吸附能力、稳定的化学性质和良好的力学强度,适用于含酚废水的处理工艺。本文综述近年来活性炭吸附处理含酚废水的研究,特别是活性炭制备改性对酚类吸附性能的影响以及活性炭吸附处理含酚废水的影响因素。

比特棋牌一般认为活性炭的大孔(50~2000nm)主要作为吸附质分子的通道,中孔(2~50nm)既是吸附质分子的通道又发生毛细管凝结而吸附大分子,微孔(小于2nm)则对活性炭吸附性能起支配作用。活性炭有几何和化学不均匀表面,石墨结构上的官能团和离域电子会影响其表面化学性质,特别是其表面官能团会影响其对极性物质和非极性物质的选择吸附。通常认为活性炭对酚类的吸附与含氧官能团和含氮官能团有关,其中含氧官能团通常为酸性官能团,有欺基、梭基、内酷基、酚轻基等。根据吸附理论,活性炭表面的吸附按照作用力性质可分为物理吸附和化学吸附。

活性炭净化器制备是对原材料进行碳化和活化的过程,原材料和活化方法对其吸附性能影响较大,此外原材料预处理、成型等过程有一定影响。

活性炭的原材料选择非常广泛,木材秸秆、果壳、煤炭、废旧塑料、造纸废料、城市垃圾等均可作为活性炭的原材料,较新研究以生物质和废弃物为主。商用活性炭常有木质活性炭、煤基活性炭、果壳活性炭、活性炭复合材料等。

活性炭制备过程需要对原材料进行炭化,在高温下脱除原材料中H,O,N等元素,形成碳骨架,主要影响因素为升温速率和炭化温度。炭化可与活化同时进行,也可先炭化再活化。

总体来说大比表面积的活性炭有优点,但活性炭的比表面积和苯酚吸附量并非呈正相关,有时甚至结果相反,主要受表面官能团的影响。通常物理活化的活性炭比表面积小于化学活化,但苯酚吸附量恰好相反。活化橄榄核制备活性炭,物理活化的活性炭苯酚吸附量高于化学活化,但BET比表面积却远小于化学活化。此外,化学活化的活性炭孔隙分布偏向于微孔,太小的孔隙无法吸附苯酚及其衍生物,部分孔隙由于分子间作用力表现出对酚类的排斥作用,同样为无效孔隙。通过选择活化方法和控制活化条件,使孔隙结构和苯酚分子尺寸接近时效果较好。当孔隙结构远大于苯酚分子,则需要考虑空间效应。

制备工艺中的许多环节会对活性炭吸附性能产生影响,如原材料预处理、活化剂浸渍、碳化活化温度和时间、氛围(保护气体)等。其中,活化温度和活化时间对活性炭的孔隙结构影响较大。

比特棋牌发现提高活化温度和增加活化时间可以提高活性炭的BET比表面积和多孔性。活化剂在活化造孔的过程中,活化剂使用量对活性炭较终的孔隙结构有一定影响。发现提高活化剂比例可以增大比表面积和孔体积。根据实验研究结果选择较佳的制备工艺,不同材料和活化方法的较佳工艺各不相同。

活性炭改性可改变活性炭微观结构和化学性质,方法有表面氧 化还原改性、酸碱改性、溶剂浸渍改性、金属负载改性、高温处理、电化学改性和等离子体改性等。

普遍认为酸处理后活性炭表面的酸性官能团增加(通常为梭基、内酷基、酚轻基、欺基等),碱性官能团减少,活性炭的表面积和孔隙容积明显减小。酸改性后的活性炭对酚类吸附能力下降,梭基等酸性官能团阻碍了活性炭对苯酚的吸附。

酸处理可改善活性炭对酚类的吸附性能,也可能只对某些酚类起积极作用。活性炭用磷酸和硝酸浸渍改性后对2,4一二硝基酚的吸附有明显改善。酸处理后活性炭的酚类吸附性能易受环境条件影响,硝酸氧 化改性后的活性炭对硝基酚和氨基酚的吸附受到pH影响增大。


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