污泥活性炭對水相中四氯苯酚的吸附應(yīng)用

1、污泥活性炭對水相中四氯苯酚的吸附應(yīng)用提綱 1：此項(xiàng)研究的必要性 2：研究現(xiàn)狀 3：本篇文章研究的概述與介紹 4：文章的分析與討論 5：總結(jié)與展望 1：此項(xiàng)研究的必要性 氯酚又稱一氯苯酚(monochlorophenol)。結(jié)構(gòu)簡式ClC6H4OH。有鄰、間、對位3種異構(gòu)體。對位體為無色至淡黃色晶體。均難溶于水，可溶于乙醇、乙醚，并有臭味?？捎米魅玖?、農(nóng)藥（除銹劑，殺菌劑，除草劑）和有機(jī)合成的原料或中間體。各體刺激作用很強(qiáng)，從皮膚吸收較多 。是具有毒性的難降解的環(huán)境激素，呈弱酸性。4-氯苯酚又稱對氯苯酚，對羥基氯苯。分子式：C8H9ClO4-氯苯酚主要用于染料，醫(yī)藥安妥明，農(nóng)藥，精制礦物油的溶劑

2、，上游產(chǎn)品為苯酚。CL上的P電子與苯環(huán)上的電子形成共軛體系，使其具有很強(qiáng)的毒性。其毒性隨PH值降低而升高 污泥：污泥是污水處理后的產(chǎn)物,是一種由有機(jī)殘片、菌體、無機(jī)顆粒、膠體 等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。 1：高含水率 2：高致病菌 3：高重金屬聚集 4：高物理穩(wěn)定性4-氯酚可經(jīng)由吸入，膳食攝入，皮膚接觸進(jìn)入人體，長期暴露在氯酚 的環(huán)境中會(huì)引起癌癥。飲用含有氯酚污染區(qū)的水患胃腸及皮膚疾病 由于城市垃圾，工業(yè)垃圾的大量產(chǎn)生，污泥處理廠的污泥量也在逐年遞增。由于國際上對環(huán)境保護(hù)越來越重視，怎樣對污泥進(jìn)行無害化，資源化處理成為我們所面臨的一個(gè)重要問題！另，氯苯酚由于其較高的毒性，致癌性，成為我們所面

3、臨的一個(gè)重要問題。如何找到一個(gè)經(jīng)濟(jì)高效的處理方法是本篇文章的寓意所在！ 2：研究現(xiàn)狀水中氯酚常見處理方法生物法（固定化微生物法，微生物降解）電/光催化氧化法吸附法(活性炭）膜處理法（離子交換）超聲/臭氧處理法（氧化能力高，價(jià)格昂貴）萃?。üに嚕┪勰喑Ｒ姷奶幚矸椒ㄌ盥瘢ㄕ嫉兀?干化作為吸附劑焚燒（毒性，污染，費(fèi)用） 制成活性炭厭氧消化（設(shè)備）處理方法要做到的幾點(diǎn)1 ： 高效性（減量性，穩(wěn)定性，無害化，甚至資源化）2 ：工藝簡單3 : 費(fèi)用低廉4：無二次污染綜上所述：活性炭由于其較好的孔性，比表面積大，熱穩(wěn)定性好，反應(yīng)條件溫和被視為比較理想的吸附劑。由于其初期投資抵，對有毒物質(zhì)不敏感，高的吸附力，

4、和很好的再生性能，活性炭是最通用和合適的污水微污染的去除劑。很多的研究人員表現(xiàn)出來對以碳為基質(zhì)吸附劑工業(yè)化應(yīng)用研究的興趣3：本篇文章研究的概述與介紹 本實(shí)驗(yàn)分別用CO ，空氣，KOH作為活化劑對干污泥進(jìn)行活化，制得污泥活性炭。然后每個(gè)樣品用水相的4-氯苯酚對其進(jìn)行吸附力測定。 CO 和空氣作為活化劑制得的活性炭比表面積小。干污泥的高灰分（23%）限制了孔性的形成。提高他的活化溫度，他們的比表面積最大沒有超過100m2/g。在無灰分的情況下，空氣作為活化劑的比表面積依然很低，最高沒有超過250m2/g. 以KOH作為活化劑的污泥活性炭，較之CO和空氣作為活化劑制得的活性炭孔性比較好，比表面積比較

5、大。當(dāng)KOH與干污泥的比例在3：1，溫度在750C時(shí)比表面積達(dá)1800m2/g，中孔體積達(dá)0.35m3/g.簡介 盡管這些不同活化劑制得的活性炭結(jié)構(gòu)不同，空氣作為活化劑的污泥活性炭達(dá)到KOH作為活化劑對4-氯苯酚的吸附率的85%。 結(jié)果表明：以溫和條件制得的，空氣作為活化劑的污泥活性炭由于其廉價(jià)的費(fèi)用，較高的處理效率是處理含4-氯苯酚廢水的理想方法鏈接知識點(diǎn)活性炭的活化：原材料經(jīng)過炭化后需要進(jìn)行活化，在內(nèi)部形成發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)?；罨瘎┯校ㄎ锢砘罨┧魵猓?CO, O ，空氣?；瘜W(xué)活化劑：zncl2,KOH,H3po4.物理活化多以形成微孔為多，化學(xué)法可以通過控制活化劑的比例進(jìn)行控制孔的大小試驗(yàn)

6、方法 在本次試驗(yàn)中，我們以不同的溫度和保持時(shí)間以空氣，用co2和KOH作為活化劑制得污泥活性炭。通過吸附4-氯苯酚進(jìn)行研究.。因?yàn)檫@兩個(gè)變量被報(bào)道是決定其吸附率的主要因素材料從一家化妝品公司的污水處理廠（SBR序列間歇式活性污泥法）收集一批需氧的污泥顆粒。首先用蒸餾水對其進(jìn)行沖洗直至其具有穩(wěn)定的導(dǎo)電性。然后105度烘干至恒重。將合成物研磨和篩濾，顆粒大小在實(shí)驗(yàn)步驟一：活化 二：吸附試驗(yàn) 一： 活化是在一個(gè)垂直的烘爐內(nèi)，電加熱。加熱效率10度/鐘。通氣率100N-ML/分鐘。 1：以CO2作為活化劑在不同的保持時(shí)間（0.5,2.0,4.0h),溫 度（700度和800度）進(jìn)行試驗(yàn)。 2：以空氣作

7、為活化劑在不同的保持時(shí)間（0.5,2.0,4.0h），溫度（度）進(jìn)行試驗(yàn) 備注：在進(jìn)行吸附試驗(yàn)前用蒸餾水沖洗污泥 3：以KOH作為活化劑，首先將KOH與干的污泥進(jìn)行混勻。然后以1:1,3:1（干重），分別以450度和750度在N2的環(huán)境下加熱30分鐘。所得樣品用5M的hcl沖洗，最后用蒸餾水沖洗直至PH穩(wěn)定 樣品特性固體樣品的的C,H,N,S成分用CHNS分析儀進(jìn)行分析，灰 分用SDTA851e分析儀進(jìn)行分析，重金屬含量用ICP-MS進(jìn)行分析，孔結(jié)構(gòu)用解析等溫線的方式進(jìn)行描述，樣品在10-3托和150度下加熱除氣，PH通過加入蒸餾水的方法至恒定。比表面積用Hitachi s-3000N進(jìn)行測量

8、。起始污泥特性干污泥無孔性，比表面積低于3M2/G，物理活化的合成物孔大小形狀不一，化學(xué)（KOH）活化的，我們可以看到，密度低，高孔性，比較蓬松 起始物的高灰分（23%）嚴(yán)重限制了孔性的形成，因?yàn)橛捎诓糠只罨瘜o機(jī)物質(zhì)無效。 CO2和空氣做活化劑的活性炭，與平時(shí)熱處理時(shí)脫氫聚合和脫水聚合的0.5C/H的摩爾比分別增加到3.0.和1.6 。CO2的活化伴隨著S的降低，從0.6%降低到0.1-0.2%。在這里溫度是個(gè)決定因素。降低溫度，S的降低將被緩解（表三）。溫度從450C上升至750C，活性炭的比表面積（分內(nèi)表面積和外表面積）的微孔量和中孔量有很大的變化，在750C，固體與KOH比為1:3的結(jié)

9、果，以其他基質(zhì)，例如煤，纖維，阿月渾子殼，玉米穗軸，瀝青，杉樹要好。當(dāng)然這個(gè)活化劑KOH比常用的化學(xué)試劑例如ZNCL2，H2SO4，H3PO4要高 Rosetal在KOH活化時(shí)，用酸洗作為一個(gè)預(yù)處理，報(bào)道會(huì)增加起始物的孔性。但是，根據(jù)我們的結(jié)果在KOH為活化劑時(shí)酸洗預(yù)處理對最終結(jié)果沒有明顯影響通過KOH作為活化劑活化的進(jìn)展分析，在最高活化溫度750度時(shí)N含量的降低是值得注意的。前人研究認(rèn)為堿活化中C-N通過氨基酸基團(tuán)的脫氫作用轉(zhuǎn)化為氰化物，這些氨基酸基團(tuán)來源于蛋白，核酸，和死亡的微生物?；瘜W(xué)活化的最大好處是比物理活化的時(shí)間短二：吸附試驗(yàn)100MG的活性炭和100ml含不同密度的4-氯苯酚的的水

10、溶液，在15度，PH7.0（磷酸鹽緩沖液），200rpm震蕩混勻。4-氯苯酚的密度用高效液相色譜進(jìn)行測定，用C18柱作為固定相，乙腈 和水的混合物作為流動(dòng)相。流動(dòng)速率保持在1ML/min,波長 在 280NM。試驗(yàn)數(shù)據(jù)適用于Langmuir和Redlich-peterson方程式CO2活性炭的等溫吸附曲線從圖二我們可以看到CO2活性炭的吸附能力是相近的溫度從700上升到800吸附能力沒有一點(diǎn)上升?？諝饣钚蕴康牡葴匚角€通過空氣活化的活性炭的最大吸附量的分析證明空氣活性炭的吸附量是與比表面積相關(guān)的。4：文章的分析與討論 盡管很多關(guān)于活性炭對酚類的的吸附作用報(bào)道。但是它的吸附機(jī)制還不完全清楚。這

11、個(gè)機(jī)制不僅是電子交換，和供體-受體的關(guān)系，還有溶劑效應(yīng)，和兩相的平衡。 活性炭的表面性能對其吸附能力的影響。具有氧化功能表面基團(tuán)的活性碳一般情況下對酚類的吸附能力會(huì)增加。另外，活性炭酸性含氧基團(tuán)減少，被認(rèn)為是增加活性炭吸附能力的一個(gè)方法。通過水分子團(tuán)形成的增加，會(huì)遮蔽基底碳，降低電子的利用率。但是YIN指出高的酚類密度，吸附機(jī)制不僅是物理吸附還有表面聚合作用。在活性炭表面酚類經(jīng)過氧化偶聯(lián)作用生成高分子聚合物。在這個(gè)過程中氧是必須的，以及污泥作為基質(zhì)的高無機(jī)物含量對吸附力是有利的 如前文提到的那樣，吸附試驗(yàn)是在中性條件下即PH=7進(jìn)行的，在中性條件下4-氯苯酚是非離子態(tài)的。溶質(zhì)分子與固體吸附劑表

12、面吸附是非離子交換吸附，苯環(huán)的電子和活性炭進(jìn)行分散式交換。表面氧，氮，硫化物在很大程度上影響分散交換。由于N-S雜原子的高穩(wěn)定性，在作為空氣活化劑的時(shí)候由于其較低的溫度所以仍留在活性炭上。N和S成分分別在7.5%（1.2%左右浮動(dòng)），2.2%（0.8%浮動(dòng)），N取代基使活性炭的從水中吸附氯苯酚的能力提高。相反，KOH和CO2作為活化劑時(shí)的高溫使活性炭 的S成分降低到少于1%。，當(dāng)KOH活化溫度達(dá)到750C時(shí)N成分也大幅降低（0.8%），這個(gè)原因?qū)е挛侥芰Φ慕档汀＿@個(gè)現(xiàn)象由于KOH活化時(shí)的高孔性克服了 由于KOH出眾的孔性結(jié)構(gòu)，KOH活性炭具有最好的吸附能力。然而，如果單從孔性來講，KOH活性炭的吸附能力并不如預(yù)期。在langmuir等式上，空氣作為活化劑的單層吸附量只比KOH作為活化劑低了16%。盡管KOH作為活化劑的活性炭比表面積比空氣作為活化劑的活性炭高了近20倍 必須指出，KOH作為活化劑的活性炭的吸附能力是在經(jīng)過5M Hcl的沖洗過，然后用蒸餾水進(jìn)行沖洗直至恒定的PH獲得的。經(jīng)過Hcl沖洗活