來源：韓研活性炭網(wǎng) 作者：韓研活性炭網(wǎng) 2017-12-15
活性炭去除廢水中的微生物，這期我們使用ZnCl2和H3PO4作為活化劑，來制備活性炭處理水中的微生物。帶有微生物的廢水可能來自培養(yǎng)物，廢棄藥物，化學(xué)廢物，體液和人體排泄物的水。這些廢水可能直接排入到主要流域，這會對附近的環(huán)境質(zhì)量和對人們的健康產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。這些水中含有的病原體會引起各種疾病。因此，未經(jīng)處理的微生物廢水可能造成供水污染破壞性影響嚴(yán)重。也被歸類為無害(無風(fēng)險)和危險(有風(fēng)險)的廢物。危險廢物可能具有毒性，遺傳毒性，腐蝕性，沖擊敏感性，易燃性，反應(yīng)性，爆炸性，放射性，含有傳染劑和/或銳器等危險成分。
近年來，有幾種方法用于處理廢水。然而，活性炭吸附提供了最有效和經(jīng)濟(jì)的廢水管理方法。由于商業(yè)吸附劑成本高昂，研究人員開發(fā)了不同方法來改性與商業(yè)吸附劑競爭良好的低成本吸附劑。過去用作制備活性炭前體的一些低成本材料包括：椰殼，稻殼，玉米芯和花生殼。另外，由于有限的供水來源，使用活性炭處理廢水和受污染的地下水正在大量增加著。在這樣的處理中，活性炭通常用作主要處理，在其他純化工藝之前，或作為最終的三級或高級處理。從活性炭的研究工作開始，并研究活性炭去除廢水中微生物的能力。
實(shí)驗(yàn)樣品制備
把活性炭原材料干燥了三天。干燥的樣品在流水龍頭下適當(dāng)?shù)厍逑匆猿セ覊m和水溶性雜質(zhì)。在洗滌過程中累積的過量水在露天空氣中再排放12小時，然后將其引入設(shè)定在105℃的實(shí)驗(yàn)室烘箱中并干燥24小時。將干燥的樣品用陶瓷實(shí)驗(yàn)室研缽和研杵輕輕壓碎，然后用<400μm篩孔篩進(jìn)行篩分。將樣品儲存在密封容器中以供進(jìn)一步使用。
樣品的碳化和化學(xué)活化
對原材料的碳化上進(jìn)行一些修改。將約50克原材料樣品置于大型陶瓷坩堝中，并在馬弗爐中在350℃下碳化。加熱8小時后取出樣品，并在活化前在干燥器中冷卻。碳化樣品的化學(xué)活化使用1M的ZnCl 2和H 3 PO 4作為活化劑進(jìn)行活性炭的活化。碳化的樣品在室溫下用活化劑浸漬。將精心稱重的50克碳化樣品置于含有每種活化劑的分開的燒杯中。將每個燒杯的內(nèi)容物充分混合并稍微加熱直至形成糊狀物。然后將糊狀物轉(zhuǎn)移到置于爐中的坩堝中，在400℃下加熱2小時，然后升溫至600℃4小時。然后使活性炭樣品在干燥器中冷卻，然后用熱蒸餾水分幾次洗滌。將洗滌的樣品在105℃烘箱干燥6小時至恒重。然后使用實(shí)驗(yàn)室篩將其過篩至400μm的粒度。精細(xì)篩分樣品儲存在干凈的密閉容器中進(jìn)一步研究。
1、NHZ-材料一用ZnCl2活化的活性炭。
2、NHH-材料一用H3PO4活化的活性炭。
3、NCZ-材料二用ZnCl 2活化的活性炭。
4、NCH-材料二用H 3 PO 4活化的活性炭。
色譜柱吸附研究
固定床柱通過干法填充技術(shù)制備，其中垂直安裝的圓柱形硼硅酸鹽玻璃柱(直徑為2.4cm，長度為32.2cm，體積為約150ml)填充有約10g各制備的活性炭(即約12ml柱體積)，并通過重力沉降。吸附劑的底部在柱中用少量非反應(yīng)性玻璃棉填充，使用蒸餾水至柱高約0.5cm，以防止吸附劑堵塞柱的出口并返回處理過的水樣。在將廢水樣品引入柱之前，用10mL蒸餾水洗滌具有吸附劑的柱。大約50毫升的廢水轉(zhuǎn)移到活性炭中并使其與吸附劑接觸30分鐘。在整個運(yùn)行過程中保持吸附劑不被淹沒，以避免空氣滯留在床中。接觸時間過去后，將柱的抽頭被讓開和處理過的水(濾液)允許排出，并收集在燒杯中，測量和分析之前轉(zhuǎn)移到樣本瓶。
微生物分析
樣品收集后立即進(jìn)行微生物分析，并在每個處理過程之后進(jìn)行，并使用傾倒板技術(shù)進(jìn)行測定。對原料廢水和處理過的廢水樣品進(jìn)行總異養(yǎng)細(xì)菌和真菌計(jì)數(shù)，將等分試樣(1mL)的廢水轉(zhuǎn)移到9mL的蒸餾水中并連續(xù)稀釋10倍(10-2至10-5)。然后將0.1mL等份的連續(xù)稀釋的樣品分別在45℃在熔化的營養(yǎng)瓊脂(NA)和葡萄糖瓊脂(SDA)的平板上鋪板以分別和計(jì)數(shù)總需氧細(xì)菌和真菌。將它們旋轉(zhuǎn)混合并在37℃下培養(yǎng)平板48小時以獲得細(xì)菌計(jì)數(shù)，并且在環(huán)境實(shí)驗(yàn)室溫度下培養(yǎng)5天以進(jìn)行真菌計(jì)數(shù)，并進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)。在培養(yǎng)期后，計(jì)數(shù)在平板上產(chǎn)生的總細(xì)菌菌落和總真菌計(jì)數(shù)，乘以10和稀釋因子，結(jié)果表示為樣品的菌落形成單位數(shù)(CFU/mL)。
注意：確定細(xì)菌和真菌負(fù)荷以確定楝樹碳對減少微生物負(fù)荷的有效性。然而，細(xì)菌和真菌沒有被分離出來，以確定哪種細(xì)菌或真菌被吸附最多或最少。
圖1：細(xì)菌和真菌計(jì)數(shù)的減少百分比。
處理的廢水樣品的細(xì)菌和真菌分析結(jié)果如圖1所示。細(xì)菌和真菌計(jì)數(shù)的NIS限值為0CFU / 100mL，而細(xì)菌排放的允許限度并且廢水中的真菌數(shù)量是10,000CFU / 100mL。原污水的細(xì)菌和真菌數(shù)量分別為4,270和2,400 CFU / 100 mL，極高。細(xì)菌載量由NCZ大大降低了99.4%(2600CFU / 100mL)，99.3%(3000CFU / 100mL)，99.3%(3100CFU / 100mL)和99.3%(2800CFU / 100mL) NCH，NHZ和NHH樣品(圖1)。NCZ，NCH，NHZ和NHH樣品的真菌負(fù)荷也顯著降低至88.75%(2700CFU / 100mL)，90.0%(2400CFU / 100mL)，85.83%(3400CFU / 100mL)和90.42% (2300 CFU/100 mL)。
圖2：接觸時間對處理廢水的細(xì)菌負(fù)荷的影響。
圖3：接觸時間對處理過的廢水的真菌負(fù)荷的影響。
時間對廢水微生物負(fù)荷的影響
通過改變廢水樣品在接觸活性炭材料的柱中停留的時間(流速)來研究接觸時間的影響。每種活性炭材料的研究時間為10至30分鐘。時間對微生物的影響圖2和圖3給出了處理過的水樣的負(fù)荷。圖2顯示樣品的細(xì)菌負(fù)荷顯著減少超過其原始量的99%。前10分鐘的接觸足以迅速減少細(xì)菌負(fù)荷。隨后的時間沒有顯示出任何顯著的變化，相對于前10分鐘內(nèi)減少的數(shù)量。圖3顯示了同樣的效果和模式，原水廢水的真菌負(fù)荷已經(jīng)減少了98%以上。這些結(jié)果表明，活性炭樣品可能具有很強(qiáng)的抗菌性能。
圖4：體積對細(xì)菌負(fù)荷的影響。
圖5：初始體積對真菌負(fù)荷的影響。
廢水量對吸附劑性能的影響
通過改變通過柱子并與活性炭接觸的廢水的量來實(shí)現(xiàn)廢水的體積對每種測試活性炭的吸附能力的影響。四種原材料做成的活性炭對微生物參數(shù)的吸附趨勢相似。吸附細(xì)菌和真菌的最有效的初始體積是10cm3。在初始體積為10cm 3時，活性炭有效地吸附廢水中的高細(xì)菌和真菌負(fù)荷，此后吸附量幾乎保持恒定，如圖4和5所示。
結(jié)論：活性炭顯示出優(yōu)異的去除廢水中的微生物的能力。真菌載量降低了90.42%，細(xì)菌載量大大降低了99.94%。研究表明，所制備的活性炭是有效的，可用于工業(yè)廢物與生活廢物等多組分系統(tǒng)中去除微生物。廢水與制備的活性炭接觸的前10分鐘足以使細(xì)菌和真菌負(fù)荷迅速減少90%以上。
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