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活性炭对水中氯代有机化合物的吸附
文章作者:韩研网络部 更新时间:2022-11-24 16:47:27

  活性炭对水中氯代有机化合物的吸附

  氯化有机化合物具有毒性,严重危害生态环境。目前,含氯有机化合物主要用于工业脱脂和干洗,但由于储罐处理程序不当,它们被释放到环境中,使含氯有机化合物污染土壤和地下水成为普遍问题。这些含氯有机化合物的后续处置通常发生在危险废物处置场,尤其是在城市工业区。在从环境中去除有机化合物的各种处理技术中,吸附是一种简单有效的方法。吸附操作过程更简单,成本更低,污染更少。在这项研究中,研究了三氯乙烯和全氯乙烯在两种不同吸附剂(硅胶和活性炭)上的吸附情况。

  本研究根据吸附理论对实验数据进行处理,并使用Langmuir和Freundlich模型进行分析,以解释氯化有机化合物在硅胶和活性炭两种吸附剂表面的吸附行为。根据推导结果,威尼斯wns8885556可以了解两种吸附剂的吸附模式类型。此外,本研究涉及使用模型来预测吸附剂的去除效率和吸附剂的使用量,并将误差与实验值进行比较。此外,根据吸附实验的结果,结合实际污染地下水场地的现场修复评价,分析了所需吸附剂的质量和经济成本。最后,根据吸附结果估算修复过程中吸附剂的用量,进而提出修复过程中使用不同吸附剂的最佳方式及其成本估算。本研究希望根据实验室的吸附结果快速估算污染修复成本。

  氯代有机化合物

  氯化有机化合物即氯化脂肪烃,常见的种类有四氯乙烯、三氯乙烯、氯乙烯等。这些化合物都是氯化乙烯,具有高挥发性、低可燃性、低沸点和低爆炸性等特点。其中,三氯乙烯和全氯乙烯是高度氧化的(图1)。还原降解反应容易获得电子,氧化反应不易放出电子。因此,三氯乙烯和全氯乙烯在有氧环境中具有较高的化学稳定性。此外,三氯乙烯和四氯乙烯是地下水污染中最常见的氯化有机化合物,其氯化副产物包括1,1-二氯乙烯、顺式-1,2-二氯乙烯、反式-1,2-二氯乙烯和氯乙烯,对环境构成潜在威胁。

  图1:(a)三氯乙烯和(b)全氯乙烯的结构。

  威尼斯wns8885556-(温州)有限公司实验

  考虑到地下水的平均流速很慢,每天只有1-2m,因此本研究中的所有吸附实验均不包括威尼斯wns8885556-(温州)有限公司剂添加后的外部因素(如摇动、搅拌等)。相反,吸附剂在沉淀过程中无需搅拌即可与水样发生反应,以达到与地下水环境相似的实验条件。将1微升三氯乙烯储备溶液(纯度≥99.5%)和全氯乙烯储备溶液标准品(纯度≥99.5%)添加到1mL甲醇溶剂稀释制成浓度为1424mg/L−1的三氯乙烯标准储备液和浓度为1625mg/L−1的全氯乙烯标准储备液。在高浓度吸附实验中,将400、450、500、550、600、650和700μL的标准储备液分别加入100mL超纯水中。摇匀后,加入10g硅胶,静置5、10、20、30、60、120分钟,测定吸附后水中的含量。此外,在低浓度吸附实验中,将40、45、50、55、60、65和70μL的标准储备液分别加入100mL超纯水中。摇匀后,加入10mg活性炭,静置5、15、30、60、120、180、300秒,测定吸附后水中氯代有机化合物含量。在进行吸附实验时,室温控制在20℃以下,避免氯代有机化合物因蒸发而损失。为了避免玻璃器皿/小瓶/瓶盖引起的吸附现象,每个吸附实验都会有一个对照组。即在已知浓度的溶液中,不加吸附剂,最后上电脑计算回收率,将回收率控制在90%以上。

  Langmuir和Freundlich等温线吸附模式

  吸附等温线通常用作吸附分子与吸附剂表面相互作用的计算工具。本研究采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型对吸附实验数据进行回归和预测。从数据的线性回归中,可以导出两种模式的所有参数。这些方程可用于解释不同种类的吸附剂(硅胶和活性炭)去除吸附物的能力。将硅胶(图2)和活性炭(图3)对氯代有机化合物的吸附数据代入Langmuir和Freundlich等温吸附方程,线性回归为使用1/qe与1/Ce执行。根据图2和图3中的回归方程,计算等温线的参数。结果表明,Langmuir和Freundlich等温线线性回归的r2值吻合较好,均大于0.95。

  图2:(a)活性炭和(b)硅胶吸附氯代有机化合物的实验数据,符合Langmuir等温线的线性形式。

  图3:(a)活性炭和(b)硅胶吸附到氯代有机化合物上的实验数据,符合Freundlich等温线的线性形式。

  研究进行原位修复

  预测了去除局部有机污染物所需的吸附剂(硅胶和活性炭)的质量和所需的去除成本。受有机物污染的地下水深度为15–30m。将污染案例中的初始污染浓度和水体积代入Langmuir和Freundlich模型以计算用作吸附剂所需的硅胶和活性炭的质量和用量。用活性炭作为渗透吸附屏障的吸附剂,应用于地下水的修复,取得了良好的去除效果。因此,在本研究中,通过硅胶将氯代有机化合物浓度降低至低浓度,然后加入活性炭。

  活性炭对水中氯代有机化合物的吸附的究结果表明,硅胶和活性炭对含氯有机物的吸附能在短时间内达到吸附平衡。随着污染物浓度的增加,吸附剂的平衡吸附容量也增加,硅胶和活性炭对全氯乙烯的去除效率优于三氯乙烯。根据等温线吸附常数,两种吸附剂对TCE和PCE的吸附实验中Langmuir常数的R L值在0-1之间。Freundlich常数的n值均大于1,结果表明两种吸附剂均有利于三氯乙烯和全氯乙烯的吸附。此外,威尼斯wns8885556-(温州)有限公司的三氯乙烯和四氯乙烯的弗氏常数值高于硅胶。这一结果可能与活性炭比硅胶具有更高的比表面积,因此其吸附能力更好有关。

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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