粉末活性炭對二氯苯氧乙酸的去除效果研究

范文飆 閆鹍 侯晶

摘 要：通過中試對應急處理技術的研究，深入探討了粉末活性炭對二氯苯氧乙酸的去除效果規律，并確定了粉末活性炭技術可應對的最大污染物濃度；針對二氯苯氧乙酸污染物不同性質，確定了活性炭種類和投加量；并研究了粉末活性炭對二氯苯氧乙酸污染物的去除效果，確定了最佳的投加劑量及投加方案。

關鍵詞：粉末活性炭；吸附；二氯苯氧乙酸；應急處理

粉末活性炭具有吸附速度快，價格便宜，設備投資小等特點，同時對處理突發性水源水質污染適應能力強的優點[1]。在應對突發性水源水污染事件時粉末活性炭吸附技術得以廣泛應用，在城市飲用水安全保障方面有著廣闊的應用前景。選擇優良的炭種，合理確定投加點、投加方式，可以有效提高出廠水水質[2]。在飲用水生產處理過程中，針對不同水質，需采用不同炭種的活性炭以達到最佳處理效果，在大量小試、中試、生產性試驗的基礎上，選擇適合于這種水源水質的經濟、高效的活性炭炭種[3，4]。選擇活性炭最佳投加點的原則是與混凝相互干擾程度最低、被絮體包裹的可能性小和有足夠的炭水接觸時間，還應根據具體的情況由試驗決定。所以，對于某一特定的水源水質，最佳粉末活性炭處理工藝的確定，主要應通過試驗模擬手段或根據已有相似水質水量的現有工藝的經驗獲得[5]。

1 活性炭對二氯苯氧乙酸吸附的中試研究

試驗方法：試驗方法如圖1所示。

圖1 粉末活性炭吸附處理試驗工藝流程

配置一定濃度的二氯苯氧乙酸溶液，并通過計量泵投加到原水中，粉末活性炭通過計量泵在預氧化罐前端進行投加，經過兩級預氧化罐完成預氧化后，再進行絮凝劑-聚合氯化鋁的投加，進入機械攪拌混合池進行充分混合，攪拌槳的轉速設定為180rpm。混合后進入械攪拌絮凝池完成絮凝反應過程，絮凝池分為三級，三級攪拌槳的轉速分別為：55rpm、40rpm和25rpm，絮凝反應后進入斜板沉淀池沉淀，再進入快速濾池完成過濾。

2 試驗過程及結果

2.1 吸附速率

試驗過程中將二氯苯氧乙酸配制濃度為0.293mg/L的溶液，粉末活性炭投量為70mg/L，并在不同取樣點進行取樣測定，測定的去除效果如圖2所示。

從圖2的分析可以得出，在對二氯苯氧乙酸的去除過程中粉末活性炭表現出良好的吸附去除效果。在對二氯苯氧乙酸吸附去除過程中，粉末活性炭對二氯苯氧乙酸具有非常大的選擇性吸附速率，在反應前50min內的去除率接近80%；經過預處理罐2和沉淀池后的出水，去除率有所降低，說明沉淀工藝對二氯苯氧乙酸的去除效果不明顯；隨著反應的繼續進行，經過濾工藝后，粉末活性炭對二氯苯氧乙酸的去除率進一步增加，說明二氯苯氧乙酸在過濾工藝中能夠得到部分去除。

圖2 反應時間對粉末活性炭吸附的影響

將中試的結果與David Cook等人的小試結果對比分析可知，小試中投加70mg/L的粉末活性炭最大可以去除27倍標準限值的二氯苯氧乙酸[6]，中試去除的二氯苯氧乙酸為標準限值的11倍。這說明原水中存在著與二氯苯氧乙酸存在競爭吸附的有機物等物質，占據了粉末活性炭較多的吸附點，導致粉末活性炭對二氯苯氧乙酸吸附容量下降。這是由于原水中二氯苯氧乙酸濃度比原水中有機物濃度低所引起的。因此在實際生產中應針對不同原水水質情況，通過小試和中試相結合的方式來確定粉末活性炭的投加量。

2.2 吸附容量

不同粉末活性炭投加量下的吸附效果如圖2所示。

圖2 粉末活性炭投加量對吸附效果的影響

由圖2可看出，隨著投加量的不斷增加，粉末活性炭的吸附容量逐漸下降，同時對二氯苯氧乙酸的吸附去除率不斷增大。通過分析，原因在于隨著粉末活性炭投加量的增加，粉末活性炭濃度不斷增大，更多的污染物被吸附去除，從而去除率的不斷增加；同時，粉末活性炭的濃度越來越大，水質污染物的濃度越來越小，因此表現為隨著粉末活性炭的投加量的增加，其吸附容量逐漸降低。

3 結束語

文章通過中試試驗，以二氯苯氧乙酸作為粉末活性炭吸附技術的處理對象。在水樣中添加配制11倍標準限值的二氯苯氧乙酸，在試驗前期的50min取得較好的去除效果，當粉末活性炭投加量為70mg/L時對二氯苯氧乙酸的去除效果達到最佳，去除率在80%以上；經過預處理罐2和沉淀池后的出水，去除率有所降低，說明沉淀工藝對二氯苯氧乙酸的去除效果不明顯；隨著反應的繼續進行，經過濾工藝后，粉末活性炭對二氯苯氧乙酸的去除率進一步增加，說明二氯苯氧乙酸在過濾工藝中能夠得到部分去除。

參考文獻

[1]金偉，李懷正，范瑾初.粉末活性炭吸附技術在水廠中應用的關鍵問題[J].給水排水，2001，27（10）：11.

[2]王琳，王寶貞.飲用水深度處理技術[M].北京：化學工業出版社，2002.

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

[4]Maria Tomaszewska，Sylwia Mozia， etal. Removal of organic matter by coagulation enhanced with adsorption on PAC [J].Desalination，2004，161（1）：79-87.

[5]Lionel Ho，Gayle Newcombe. Lionel Ho，Gayle Newcombe[J].Water Research，2005，35（15）：3668-3674.

[6]David Cook，Gayle Newcombe，Pascale Sztajnbok.The application of powdered activated carbon for mib and geosmin removal： predicting pac doses in four raw waters[J].Water Research，2001，35（5）：1325-1333.