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活性炭去除總有機(jī)碳

來源：韓研活性炭網(wǎng) 作者：韓研活性炭網(wǎng) 2018-02-08

　　活性炭去除總有機(jī)碳，通過活性炭吸附評估了由提煉工業(yè)產(chǎn)生的排出物中存在的總有機(jī)碳(TOC)的去除。研究中考慮的排放物是濃縮蒸汽蒸煮，具有高度的環(huán)境負(fù)擔(dān)，所以傳統(tǒng)的生物和化學(xué)處理不充分或經(jīng)濟(jì)上不可行。為了評估變量的效果，F(xiàn)e(II)的濃度和氧化劑(H 2 O 2)的劑量，使用響應(yīng)面方法。在吸附研究中，考慮了pH，吸附和接觸時間的影響。

　　在這篇本內(nèi)容中，我們評估了活性炭吸附過程和高級氧化處理(光催化)耦合的協(xié)同作用，用于去除蒸汽中存在的總有機(jī)碳(TOC)等污染物處理過程中產(chǎn)生的冷凝物。污染物的代表性樣品直接從當(dāng)?shù)靥釤捁I(yè)的殘余廢水中提取，不再進(jìn)行額外的處理。根據(jù)“飲用水和殘余水分析標(biāo)準(zhǔn)方法”進(jìn)行物理和化學(xué)特性分析。對于光催化測試，使用FeCl 3·6H 2 O和H 2 O 230%v / v，同時用活性炭作為吸附劑材料進(jìn)行吸附。對于光催化和吸附測試，通過加入3M KOH溶液和3M HCl進(jìn)行pH調(diào)節(jié)。

　　活性炭對總有機(jī)碳(COT)的吸附

　　在圖1示出了從由有機(jī)材料獲得的活性炭的表面的顯微照片在呈現(xiàn)過程中產(chǎn)生的產(chǎn)物，用這證實了結(jié)構(gòu)和這種材料的典型孔隙率。從活性炭的紅外光譜(圖2)獲得的結(jié)果與振動譜帶一致。在光譜中，觀察到四個感興趣的帶。一個位于3200和3600cm-1之間，與羥基和羧酸的振動相關(guān)，另一個位于2700和3000cm-1之間，與羧基和羰基相關(guān)(1000-1200cm-1)和最后1550和1680cm-1與醌相關(guān)聯(lián)。

　　圖1：從渲染過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品獲得的活性炭顯微照片。(a)1000x。(b)100X。

　　圖2：從渲染過程獲得的副產(chǎn)品獲得的活性炭 FTIR光譜

　　對于具有官能團(tuán)相關(guān)聯(lián)的吸附現(xiàn)象增加對應(yīng)于所述頻帶3200-3600cm-1之間的信號的存在證明(拉伸振動相關(guān)聯(lián)OH醇和羧酸)，2700-3000cm-1(帶有羧酸和羰基化合物基團(tuán)相關(guān)聯(lián))和在范圍1000至1200cm-1(相關(guān)羰酸基團(tuán))。注意2250-3300cm-1之間相關(guān)聯(lián)的帶的外觀與該鏈接N + -H(離子)，用于氨的吸附。在圖3中顯示了pH對污染物中TOC吸附的影響。在酸性介質(zhì)(約50%)中獲得最大的去除率。高于pH 3.0觀察到在流出物中去除該污染負(fù)荷的降低。在圖4示出了活性炭劑量對TOC去除存在于污染物的效果。活性炭的提高劑量增加而增加的污染物去除的水平，但是，在較高濃度情況下不會增加去除水平，因為活性炭的吸附水平在一定數(shù)值中達(dá)到了平衡。從所得結(jié)果中，選擇2.5g的活性炭劑量。從這個數(shù)值來看，總有機(jī)炭TOC去除率約為80%。

　　圖3：pH對TOC去除百分比的影響(0.5g 活性炭，60分鐘)

　　圖4：吸附劑劑量對活性炭對TOC去除百分比的影響(pH 3.0,60分鐘)

　　對于利用光催化預(yù)處理，獲得了67.39%的TOC去除率。一旦這種流出物進(jìn)入活性炭吸附過程，增加了20.01%的去除率。關(guān)于為偶聯(lián)確定的全面去除，獲得了87.47%的TOC含量的去除。對于通過吸附預(yù)處理后，得到78.71%的去除率。經(jīng)光催化處理的廢水達(dá)到了13.1%的去除率。對于耦合，污染物的總有機(jī)碳去除率為91.92%。所以通過先使用活性炭吸附再進(jìn)行光催化實現(xiàn)了總有機(jī)炭(TOC)的最大的去除率。

　　結(jié)果表明，兩個變量(Fe(II)劑量和H 2 O 2體積))顯著影響TOC的去除。該過程的平衡表明，吸附發(fā)生在單層的均勻表面上，其中單獨(dú)的固定位點(diǎn)也僅吸附一個分子。在動力學(xué)行為中確定了短的吸附期，在這一點(diǎn)上可以注意到TOC濃度在與活性炭接觸時趨于穩(wěn)定。數(shù)據(jù)被調(diào)整為偽二階模型，表明該過程由化學(xué)吸附現(xiàn)象支配。在評估的條件下，兩種技術(shù)顯示可接受的去除百分比。去除百分比耦合吸附/光催化了較大的相對于光催化/吸附系統(tǒng)然而，差異不顯著。

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