納米炭-超濾聯(lián)用技術去除水中五氯酚的效能與機制.pdf

1、五氯酚(PCP)具有毒性,是一種廣譜殺蟲劑,當五氯酚泄漏到飲用水源后需要有效的技術將其去除。本論文采用新近出現(xiàn)的納米粉末炭(nano-size powdered activated carbon,NPAC)與超濾(UF)聯(lián)用工藝(NPAC-UF)對五氯酚的去除效能和機理進行研究。
　　本研究首先考察納米尺度粉末炭及不同材質(zhì)粉末炭對水溶液中五氯酚的吸附效能,分別研究了粒徑為20nm、60nm、200nm、2.0μm四種橡木粉末炭(p

2、owdered activated carbon,PAC)及80nm、200nm、2.0μm、5.0μm四種杉木粉末炭對水中五氯酚的吸附特性。結果表明,五氯酚在兩種材質(zhì)、八種尺寸的粉末炭上的吸附規(guī)律均符合Langmuir模型。準二級吸附動力學模型可以更好的描述五氯酚在兩種材質(zhì)上的吸附動力學行為。五氯酚的去除率隨pH值的升高而降低,但是去除率在pH3~5之間幾乎沒有顯著區(qū)別,是由于五氯酚在溶液中的存在形態(tài)和極性作用導致的。研究發(fā)現(xiàn)對于同一

3、種材質(zhì)的粉末炭,減小顆粒尺寸,吸附容量以及吸附速率增加,所需平衡投加量越小。但研究也發(fā)現(xiàn)杉木粉末炭包括兩種微米級樣品的吸附容量要遠遠的大于納米級尺寸的橡木粉末炭。機理分析認為其主要原因是前者顆粒內(nèi)部存在大量微孔,比后者擁有更大的微孔容積和比表面積。該研究為篩選和評價吸附水中有機污染物的粉末炭效能提供了理論指導。
　　本實驗還考察了NPAC的抑菌性能。發(fā)現(xiàn)NPAC對微生物有一定的抑菌性。隨著NPAC尺寸減小,濃度增大,殺菌性越好,并

4、且微生物和NPAC接觸時間越長,抑菌性也越好。
　　本實驗進一步考察了超濾膜與NPAC聯(lián)用工藝的運行特性。在不同截留分子量超濾膜對NPAC的截留試驗中,發(fā)現(xiàn)1000Da超濾膜對NPAC能夠完全截留,同時在不同條件下采用此種超濾膜對NPAC的截留實驗發(fā)現(xiàn),減小攪拌強度和NPAC尺寸,增大NPAC濃度都能造成超濾膜通量的降低,但是所有條件下的降低幅度都較小,機理分析認為由NPAC形成的濾餅層顆粒間存在間隙,仍保有很好的滲透性。在研究N