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活性炭從水中去除微量元素
文章作者:韓研網絡部 更新時間:2019-5-22 16:02:06

  古人說一方水養一方人,飲用水的質量關系重大,飲用水必須不含有害的化學物質和微生物污染物。良好的飲用水質量是生活的基本保障,人口及其必需品的增加導致地表水和地下水的惡化。因此,本期主要介紹活性炭去除微量元素的研究。討論了使用兩種不同材料制成的活性炭。使用分批吸附技術研究了活性炭在去除微量元素中的應用,該技術包括各種實驗參數的影響。

  微量元素的研究

  微量元素,尤其是所謂的重金屬,由于其危害性,持久性和生物積累問題而對我們的自然環境造成嚴重污染。微量元素污染是人類活動增加的主要問題之一,特別是在水資源和河流附近。它們存在于幾種工業過程的廢水中,例如電鍍,金屬表面處理,冶金工作,鞣制,化學制造,采礦和電池制造,由于它們即使在低濃度下也具有危害性,因此引起了更多的環境問題?;钚蘊康奈蕉雜詿鈾芤褐諧ビ薪鶚衾胱有Ч芎?。然而,活性炭的高成本限制了其使用,特別是比較高端的活性炭更貴。這導致使用活性炭來處理水中在很多落后的地區沒辦法普及。在我們的研究中,使用普通的植物材料來制備的活性炭,主要是原材料在當地比較常見,而且制作過程比較簡單方便,因此價格比較便宜。下面我們從活性炭的制造到對微量元素的研究,水中有很多不同微量元素的存在。常見有危害的微量元素有鐵,鋅,鉛,錳,砷和汞。每種微量元素的危害性都不同的有高有低,我們在微量元素中選了一個具有代表性的鉛元素來進行吸附測試。

  用本土方法制備活性炭

  在這個過程中,活性炭前植物材料被切成均勻尺寸堆在窯中水平堆放(圖1)。然后用磚塊封閉門,并在外面抹上泥漿,以便更好地隔熱并防止泄漏。通過在水平和垂直方向上調節開口將溫度保持在400-500℃來實現碳化。所有開口在2天后關閉,以便不允許空氣進入窯以防止活性炭原炭化料著火。冷卻一天以將溫度降低至100℃。將炭化料從窯底部的開口中取出并洗滌,干燥并粉碎,并進一步進行化學活化,兩種活性炭分別用硝酸和磷酸活化獲得四種不同屬性的活性炭。并用蒸餾水洗滌活性炭以除去過量的酸,并在150℃下干燥12小時,獲得的粉末狀活性炭具有40-50μm篩目的粒度。

  圖1:制備活性炭的窯。

  間歇法研究活性炭對鉛的吸附

  為了理解活性炭對鉛的吸附行為,已經使用間歇吸附實驗研究了各種實驗參數。通過改變鉛濃度來研究初始濃度的影響。通過改變攪拌時間,在固定的初始鉛濃度和活性炭劑量下,研究接觸時間的影響,以及研究pH范圍為2至5.5。通過計算的方法得出活性炭等于鉛去除的百分比和吸附鉛的量。

  圖2:隨著初始濃度的增加,活性炭對鉛去除百分比的變化。

  圖3:接觸時間對微量元素去除率的影響。

  圖4:pH對活性炭去除百分比的影響。

  通過間歇法研究了鉛在活性炭上的吸附研究,其中初始濃度和pH的影響是考慮確定活性炭樣品吸附效率的參數。隨著接觸時間和pH的增加,鉛去除百分比的結果增加。相反,隨著標準鉛溶液的初始濃度的增加,去除百分比降低。該研究的結果表明,所制造的兩種活性炭都是效果非常好的微量元素吸附劑,如預期的那樣。

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