活性炭去除硝基苯的效果研究

范文飆 侯晶 閆鹍

摘 要：針對硝基苯類的有機物，利用活性炭吸附去除微污染原水中的有機物進行試驗研究。結果表明，活性炭對于硝基苯具有良好的去除效果，投加量為40mg/L時達到最佳去除效果。

關鍵詞：硝基苯；活性炭；吸附；砂濾

由于硝基苯的基本特性和極強的穩定性，常規水廠的水處理工藝無法對其處理，即便采用活性炭吸附技術，也必須滿足低濃度的硝基苯[1-3]。否則，活性炭本身也不能百分百的去除硝基苯。因此，確定硝基苯的最大處理濃度、粉末活性炭的投加量，以及投加點位置選擇，為凈水廠處理原水硝基苯污染突發事件提供有效技術支撐。

1 研究方法

1.1 活性炭的基本特性

活性炭具有巨大的比表面積，其比表面積高達600～2000m2/g。優質的活性炭1g重量的比表面積相當于1個足球場的面積。

活性炭含三類細孔分布，有效半徑為100～1000nm以上的大孔，2～100nm的過渡孔和2nm以下的微孔。微孔表面積占比表面積的95%以上，其活性炭的吸附量主要受微孔支配，具有物理吸附和化學吸附的雙重特性，并能選擇吸附氣相、液相中的小分子到大分子的各種物質，可達到脫色精制、除臭消毒、去污提純的目的，是水處理中廣泛采用的一種高效吸附劑。

1.2 粉末活性炭的投加試驗

由于粉末活性炭粒徑更小，因此每克吸附劑所具有的比表面積更大，吸附容量也隨之增大。一般我們所用的粉末活性炭粒度為200目左右（相當于孔徑0.074mm）。為了進一步驗證粉末活性炭吸附硝基苯的作用，針對不同濃度硝基苯和粉末炭投加量及吸附時間進行實驗室試驗。

2 分析與討論

試驗結果表明：當硝基苯濃度為0.07mg/L左右時，即超過國標3倍時（注：國家地面水環境標準規定硝基苯含量不應超過0.017mg/L），粉末炭投加量為40mg/L，并經2h以上吸附時效果最佳，硝基苯的去除率在80%以上，即經粉末炭吸附硝基苯濃度由0.07mg/L下降為0.014mg/L，低于國標0.017mg/L，達到地表水環境質量標準。見圖1、圖2所示的具代表性的試驗曲線分析圖。

我們還根據原水硝基苯的濃度變化實時地調整粉末碳的投加量，并經實驗室試驗得出結論：當硝基苯濃度低于環境標準0.017mg/L左右時，粉末炭投加量10mg/L，吸附時間2h為宜。因此，我們將投加點設在四方臺及朱順屯水源地取水口處投加，并設計了水射器干式投加裝置。事實證明：粉末活性炭具有非常有效的吸附性能，特別是對苯類物質的吸附同樣有效，吸附率可達80%以上，吸附時間越長，吸附效果越好。

3 結束語

硝基苯的去除量隨著活性炭投加量的增加而增大，為了確保凈水廠出水硝基苯濃度不檢出，我們還將原有石英砂濾池臨時改為活性炭-石英砂雙層濾料濾池。即將0.5m厚的石英砂掏出，換成ZJ-15型顆粒活性炭，并保留0.5m左右石英砂。利用粒狀活性炭吸附由于粉末活性炭不能吸附而殘留的硝基苯，以確保硝基苯出水水質達標，同時利用保留的石英砂濾料除濁，以保證出水濁度達標。事實證明：采用粉末活性炭+粒狀活性炭雙道吸附工藝是成功的。

參考文獻

[1]黃麗坤，王廣智，李俊生，等.生物增強活性炭技術處理微污染源水的研究[J].哈爾濱商業大學學報：自然科學報，2008，24（4）：417-422.

[2]傅金祥，王鋒，由昆，等.粉末活性炭吸附工藝應急處理苯酚污染[J].沈陽建筑大學學報：自然科學版， 2008，24（4）：633-636.

[3]Vedat Uyak， Sema Yavuz， Ismail Toroz， et al. Disinfection by-products precursors removal by enhanced coagulation and PAC adsorption[J]. Desalination，2007，216（1）：334-344.