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      活性炭从水中吸附磺胺甲嘧啶
      文章作者:韩研网络部 更新时间:2019-3-29 16:54:06

        磺胺嘧啶作为废水中的持久性有机污染物越来越受到环境保护组织的关注。本文研究了活性炭从水中吸附磺胺嘧啶到乙酸溶液中,以及在乙酸溶液中通过臭氧化去除磺胺嘧啶。经过系统实验证实,活性炭可用作吸附剂将磺胺甲嘧啶从水中转移至乙酸溶液。10%乙酸水溶液中磺胺嘧啶的去除率为99.5%,优于水中。当在乙酸溶液中使用组合的活性炭吸附-解吸和所得溶液的臭氧化时,这是微污染水中磺胺嘧啶降解的非常可靠的方法。

        臭氧化是一种去除废水中有机污染物和顽固污染物的方法,具有设备简单,操作简便,速度快等独特优点。人们普遍认为,臭氧可以通过两种方式与水溶液中的各种有机化合物发生反应:与分子臭氧的直接反应或由臭氧分解引起的涉及羟基自由基的自由基反应。因此,通过臭氧化去除水中的抗生素受许多因素的影响,包括溶液pH,无机阴离子和阳离子,溶解的有机物质和水基质的类型。传统的处理系统通过气/液接触将臭氧直接溶解到废水中。然而,水中的臭氧化并不是一种普遍有效的方法,因为目前的臭氧生成技术不能产生超过百分之几的气体浓度,臭氧在水中的溶解度相对较差。由于常规水/气臭氧化系统中氧化选择性差,特别是低利用率和高臭氧能耗,最近的技术增加了添加催化剂和/或辐照氧化介质以提高氧化效率的生产成本。

        为了解决上述问题,作为常规吸附剂,使用活性炭从废水中提取有机污染物。装载有机污染物的活性炭用有机溶剂如乙酸,丙酮和叔丁醇洗涤。有机污染物在有机溶剂中通过臭氧化比在水中更有效地分解。此外,使用有机溶剂可防止在水中不必要地形成臭氧化副产物。因为有机溶剂或饱和羧酸与臭氧反应缓慢,并且在许多情况下不会被完全氧化,它们可以重复用于从装载有机污染物的吸附剂中提取有机污染物。在以前的研究中,氯化有机化合物在有机溶剂中的臭氧化作为一种​​有效的工艺,被用于废水的有效处理。在使用废水中的活性炭提取有机污染物后,在乙酸溶液中用臭氧化去除磺胺嘧啶的综合研究很少。所以本期我们来做个实验证明这种方法的可靠性。

        活性炭对磺胺嘧啶的吸附和萃取

        我们通过活性炭的SEM可以看到表面的多孔结构(图1a)。此外,在用酸浸泡后,在活性炭表面可以观察到大量的多孔和松散结构(图1b和c)。由于活性炭具有较大的表面积,多孔结构和高活性表面,因此主要用于吸附污染物。因此,活性炭的强吸附能力被用于磺胺嘧啶吸附实验。

        图1:颗粒活性炭的扫描电子显微镜。

        活性炭对不同浓度的的磺胺嘧啶吸附能力不同。了更好地评估活性炭吸附性和可萃取性的变化,磺胺嘧啶的吸附和萃取重复五次。图2显示了活性炭吸附和提取的磺胺嘧啶的量。活性炭的吸附容量与萃取容量分别在五个吸附-提取循环中获得。第一步具有比第二步高得多的吸附量。这可能是由于在第一步提取后,一些乙酸溶液占据了活性炭表面上的孔,这导致活性炭表面上吸附位点的减少。但是,观察到以下吸附和萃取保持相对稳定。关于萃取和吸附的比例,对于所有五个步骤它几乎保持恒定,并且在第二步之后完全萃取吸附在活性炭上的磺胺嘧啶。结果表明,在重复使用条件下,活性炭在水中吸附的磺胺嘧啶可以在乙酸溶液中很好地提取。

        图2:重复使用乙酸溶剂对有机污染物解吸和去除的影响

        为了研究重复使用乙酸溶液对磺胺嘧啶的解吸和去除的影响,将乙酸溶液重新用于解吸和实验。如图3所示在解吸和去除磺胺嘧啶过程中,乙酸溶液重复五次解吸循环后,解吸率和去除率分别达到89.1%和90.3%。因此,对于通过活性炭吸附的磺胺嘧啶浓度,乙酸溶液在微污染水体中对于磺胺嘧啶的解吸和臭氧化是经济合理,有效和可回收的。

        图3:乙酸溶液用于去除磺胺嘧啶的可重复使用性。

        可以得出以下结论:活性炭可以用作将磺胺嘧啶从水转移到乙酸的吸附剂。乙酸溶液是活性炭对磺胺嘧啶的解吸剂,是臭氧化除去磺胺嘧啶的较好的反应介质。乙酸溶液和活性炭可以回收利用。磺胺嘧啶在乙酸中的溶液的臭氧化允许完全去除这种污染物以及反应中间体的消耗。随着磺胺嘧啶和臭氧的初始摩尔比增加,乙酸溶液中磺胺嘧啶的去除率降低。磺胺嘧啶的臭氧化机制主要是乙酸溶液中的直接和间接臭氧化。在乙酸溶液中的活性炭吸附-解吸和所得溶液的臭氧化是稀释废物降解的非常可靠的方法。

      文章标签:椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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