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活性炭去除總有機碳

來源：韓研活性炭網作者：韓研活性炭網 2018-02-08

　　活性炭去除總有機碳，通過活性炭吸附評估了由提煉工業產生的排出物中存在的總有機碳(TOC)的去除。研究中考慮的排放物是濃縮蒸汽蒸煮，具有高度的環境負擔，所以傳統的生物和化學處理不充分或經濟上不可行。為了評估變量的效果，Fe(II)的濃度和氧化劑(H 2 O 2)的劑量，使用響應面方法。在吸附研究中，考慮了pH，吸附和接觸時間的影響。

　　在這篇本內容中，我們評估了活性炭吸附過程和高級氧化處理(光催化)耦合的協同作用，用于去除蒸汽中存在的總有機碳(TOC)等污染物處理過程中產生的冷凝物。污染物的代表性樣品直接從當地提煉工業的殘余廢水中提取，不再進行額外的處理。根據“飲用水和殘余水分析標準方法”進行物理和化學特性分析。對于光催化測試，使用FeCl 3·6H 2 O和H 2 O 230%v / v，同時用活性炭作為吸附劑材料進行吸附。對于光催化和吸附測試，通過加入3M KOH溶液和3M HCl進行pH調節。

　　活性炭對總有機碳(COT)的吸附

　　在圖1示出了從由有機材料獲得的活性炭的表面的顯微照片在呈現過程中產生的產物，用這證實了結構和這種材料的典型孔隙率。從活性炭的紅外光譜(圖2)獲得的結果與振動譜帶一致。在光譜中，觀察到四個感興趣的帶。一個位于3200和3600cm-1之間，與羥基和羧酸的振動相關，另一個位于2700和3000cm-1之間，與羧基和羰基相關(1000-1200cm-1)和最后1550和1680cm-1與醌相關聯。

　　圖1：從渲染過程中產生的副產品獲得的活性炭顯微照片。(a)1000x。(b)100X。

　　圖2：從渲染過程獲得的副產品獲得的活性炭 FTIR光譜

　　對于具有官能團相關聯的吸附現象增加對應于所述頻帶3200-3600cm-1之間的信號的存在證明(拉伸振動相關聯OH醇和羧酸)，2700-3000cm-1(帶有羧酸和羰基化合物基團相關聯)和在范圍1000至1200cm-1(相關羰酸基團)。注意2250-3300cm-1之間相關聯的帶的外觀與該鏈接N + -H(離子)，用于氨的吸附。在圖3中顯示了pH對污染物中TOC吸附的影響。在酸性介質(約50%)中獲得最大的去除率。高于pH 3.0觀察到在流出物中去除該污染負荷的降低。在圖4示出了活性炭劑量對TOC去除存在于污染物的效果。活性炭的提高劑量增加而增加的污染物去除的水平，但是，在較高濃度情況下不會增加去除水平，因為活性炭的吸附水平在一定數值中達到了平衡。從所得結果中，選擇2.5g的活性炭劑量。從這個數值來看，總有機炭TOC去除率約為80%。

　　圖3：pH對TOC去除百分比的影響(0.5g 活性炭，60分鐘)

　　圖4：吸附劑劑量對活性炭對TOC去除百分比的影響(pH 3.0,60分鐘)

　　對于利用光催化預處理，獲得了67.39%的TOC去除率。一旦這種流出物進入活性炭吸附過程，增加了20.01%的去除率。關于為偶聯確定的全面去除，獲得了87.47%的TOC含量的去除。對于通過吸附預處理后，得到78.71%的去除率。經光催化處理的廢水達到了13.1%的去除率。對于耦合，污染物的總有機碳去除率為91.92%。所以通過先使用活性炭吸附再進行光催化實現了總有機炭(TOC)的最大的去除率。

　　結果表明，兩個變量(Fe(II)劑量和H 2 O 2體積))顯著影響TOC的去除。該過程的平衡表明，吸附發生在單層的均勻表面上，其中單獨的固定位點也僅吸附一個分子。在動力學行為中確定了短的吸附期，在這一點上可以注意到TOC濃度在與活性炭接觸時趨于穩定。數據被調整為偽二階模型，表明該過程由化學吸附現象支配。在評估的條件下，兩種技術顯示可接受的去除百分比。去除百分比耦合吸附/光催化了較大的相對于光催化/吸附系統然而，差異不顯著。

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