粉末活性炭在饮用水处理中应用的研究进展样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。粉末活性炭在饮用水处理中应用的研究进展王文清,高乃云,刘宏,王永(同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化国家重点实验室,上海92)摘要:介绍了HYPERLINK""粉末活性炭(PAC)的基本性质,并对其在饮用水处理应用中的重要影响因素进行了探讨;综述了PAC去除原水中嗅味物质、藻毒素、消毒副产物前驱物以及农药等痕量有机污染物的研究现状;分析了粉末活性炭(PAC)与其它工艺的组合技术在饮用水处理中的应用效果,并对其应用前景做出展望。关键词:粉末活性炭(PAC);组合技术;饮用水;净化;吸附中图分类号:X131·2文献标识码:A文章编号:1001-3644()05-0084-051引言活性炭在水处理中的应用已有悠久的历史[1]。据记载,原捷克斯洛伐克在1925年率先在水处理中使用活性炭。到了20世纪50年代以后,活性炭主要用于去除水中天然或加氯后产生的异嗅和异味。到1970年,法国的大型水厂引入粉末活性炭(PAC)处理工艺。由于活性炭能有效去除污水中大部分有机物和某些无机物,因此,20世纪60年代初,欧美各国开始大量使用活性炭吸附法处理饮用水和工业废水,而日本到1963年已普遍实现用粉末活性炭(PAC)净化饮用水。当前给水处理中应用粉末活性炭(PAC)已成为深度处理和微污染水处理的有效手段。2PAC的基本性质PAC是由无定形炭和不同数量灰分共同构成的一种吸附剂,其微孔结构发达,内外比表面大,吸附性能优良,可有效去除嗅、味、色度、氯化有机物、农药、天然有机物及人工合成有机物,且生产方便。PAC制造分成炭化和活化两步。炭化是在温度小于600℃的条件下,隔绝空气加热原材料,经过炭化去除大部分挥发成分,是原材料裂解成碎片,再组成稳定的新结构。经过活化,烧掉炭化时吸附的炭氢化合物及孔隙边缘炭原子,使活性炭孔隙结构发达,成为一种有多孔结构的炭[1]。根据X射线分析,活性炭的结构由许多石墨型层状结构的微晶不规则集合而成。微晶的各层是以六个炭所组成的圆环为母体,可是有些部位上能够看到,炭原子之间的共价键已经断裂,特别是在层的边缘部位还有许多非结晶结构,这样的非结晶部位容易进行化学反应。微晶按三维空间连接时,在微晶之间所形成的空隙,是活性炭具有微孔结构的基础。这样,活性炭的多孔性使活性炭具有极大的内表面积,而非结晶部位更加强了她对外界物质的吸附作用[1]。PAC吸附分物理吸附和化学吸附两种,物理吸附和化学吸附的比较见下表[1]。3PAC在饮用水处理应用中的重要影响因素水厂在使用PAC时应注意最佳炭种选择、投加点选取以及投加量确定这三个重要问题。3·1炭种选择粉末活性炭因其孔隙形状大小分布、表面官能团分布以及灰分组成和含量等性质的不同,表现出不同的吸附特性。这种化学性和孔隙组成的不同,会影响有机物在活性炭孔隙中的迁移和扩散速度,并使活性炭对有机物的吸附具有一定的选择性[1]。在水处理中,对于不同的水质,所采用的活性炭炭种会不同,因此应在实验的基础上,选择合适该水源水质的高效经济的炭种。采用静态吸附试验,能够初步判断活性炭的吸附能力和吸附速度,初选最佳炭种[2]。3·2投加点选取HYPERLINK""粉末活性炭投加点选择主要解决可由混凝去除与粉末活性炭吸附去除有机污染物的竞争问题,和絮凝体对粉末活性炭颗粒的包裹问题[3],目的是在充分发挥混凝去除有机污染物能力的同时,再利用粉末活性炭去除剩余有机污染物,而又要避免絮凝体对粉末活性炭颗粒的包裹,使总去除率最高,粉末活性炭用量最省。不同投加点具有的水利条件不一样,导致粉末活性炭的吸附效果差别很大。对于不同的原水水质,粉末活性炭的最佳投加点也有所不同,因此投加点应视情况具体分析。3·3投加量确定对于PAC的投加量,当投加较少时,其吸附容量能够充分利用,PAC基本上没有浪费,但同时目标物质出水浓度则较高,难以达标。相反,若PAC投加过多,虽然目标物质出水浓度很小,能满足饮用水要求,但PAC没有被充分利用,制水成本会很高。因此,应根据水厂的实际水质情况,确定合理、经济的投加量[4]。3·4其它影响因素除了上面这三个重要的影响因素,其它因素的影响作用也不容忽视。而环境因素如pH值、温度、并存有机物等均不同程度的影响PAC的吸附效果。伍海辉等人[5]采用投加粉末活性炭(PAC)进行强化黄浦江下游原水常规工艺处理效果的试验,结果表明:调节pH值为6·0~6·5时其处理效果达到最好。虽然混凝预处理能够去除大分子有机物,避免某些胶体颗粒的在粉末活性炭上的竞争吸附,但水中依然存在一些背景有机物可能会参与竞争吸附。这种竞争吸附毫无疑问会降低粉末活性炭对目标有机物的去除[6]。4粉末活性炭(PAC)对特殊有机污染物的去除混凝沉淀等常规工艺对某些特殊有机