活性炭纖維吸附飲用水中鹵乙酸的研究.pdf

1、活性炭纖維(Activated Carbon Fiber，簡(jiǎn)稱ACF)是一種新型高效吸附劑，對(duì)各種無(wú)機(jī)物和有機(jī)氣體、水溶液中的有機(jī)物及重金屬離子等具有較大的吸附量和較快的吸附速率，且容易再生。飲用水加氯消毒法作為飲水安全的重要手段而廣泛應(yīng)用，但氯化消毒產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物(DBPs)，卻使飲用水的致癌風(fēng)險(xiǎn)明顯增加，而鹵乙酸(HAAs)的濃度是控制消毒副產(chǎn)物的總致癌風(fēng)險(xiǎn)的首要指標(biāo)參數(shù)。因此，針對(duì)飲用水中的鹵乙酸，本文重點(diǎn)進(jìn)行ACF去

2、除鹵乙酸特性的研究。本論文以水中存在的ppb級(jí)有毒致癌有機(jī)物二氯乙酸(DCAA)和三氯乙酸(TCAA)作為吸附質(zhì)，采用ACF吸附材料研究其液相吸附作用和機(jī)理。主要研究ACF吸附動(dòng)力學(xué)、吸附理論模型和反應(yīng)條件如pH值、初始濃度和干擾物質(zhì)對(duì)吸附過(guò)程的影響；并對(duì)ACF進(jìn)行改性，研究改性后ACF的吸附效果；同時(shí)對(duì)ACF的再生效果進(jìn)行研究。在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行機(jī)理解釋。研究結(jié)果表明，在靜態(tài)實(shí)驗(yàn)中，采用修正的Freu

3、ndlich方程擬合ACF對(duì)HAAs的吸附等溫線效果最佳，ACF的吸附量大小與ACF比表面積大小成正比，而其表面含氧官能團(tuán)的多少并不是影響鹵乙酸吸附能力的主要因素；ACF對(duì)DCAA和TCAA的吸附能力明顯優(yōu)于GAC，且ACF吸附TCAA的能力大于DCAA；ACF對(duì)鹵乙酸的吸附能力受初始濃度、pH和干擾物質(zhì)的影響。在動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中，流速對(duì)穿透時(shí)間，飽和吸附量等有明顯的影響，當(dāng)流速V=18ml/min時(shí)，ACF對(duì)DCAA的穿透吸附量

4、和飽和吸附量均達(dá)到最大，分別為353.4μg/g和466.1μg/g；干擾物質(zhì)對(duì)穿透時(shí)間Tb、穿透吸附量qb和飽和吸附量qc也有明顯的影響，在多基質(zhì)條件下，穿透時(shí)間明顯提前，ACF對(duì)DCAA和TCAA的穿透吸附量相比單基質(zhì)條件下分別降低了50％和35％左右。ACF的改性實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)負(fù)載-微波處理后的ACF對(duì)DCAA、TCAA的飽和吸附量最高，經(jīng)硝酸處理、堿液處理、微波處理后的ACF的吸附容量比未改性前有較大的下降，表明這四種

5、改性方法并不適合于對(duì)DCAA、TCAA的吸附。負(fù)載一微波改性ACF的最佳條件為：微波功率250W，溶液配比Fe3+∶Fe2+=3∶2。在這一條件下，改性ACF對(duì)DCAA、TCAA的吸附容量分別提高22.0％、6.2％。ACF的再生實(shí)驗(yàn)表明，微波再生中，DCAA、TCAA有明顯的炭化現(xiàn)象，且TCAA的炭化現(xiàn)象明顯大于DCAA；堿法再生中，TCAA在活性炭纖維上的脫附要比DCAA困難得多，實(shí)驗(yàn)采用1％NaOH溶液作為最佳再生處理方