納米炭-超濾聯(lián)用技術(shù)去除水中五氯酚的效能與機(jī)制.pdf

1、五氯酚(PCP)具有毒性,是一種廣譜殺蟲(chóng)劑,當(dāng)五氯酚泄漏到飲用水源后需要有效的技術(shù)將其去除。本論文采用新近出現(xiàn)的納米粉末炭(nano-size powdered activated carbon,NPAC)與超濾(UF)聯(lián)用工藝(NPAC-UF)對(duì)五氯酚的去除效能和機(jī)理進(jìn)行研究。
　　本研究首先考察納米尺度粉末炭及不同材質(zhì)粉末炭對(duì)水溶液中五氯酚的吸附效能,分別研究了粒徑為20nm、60nm、200nm、2.0μm四種橡木粉末炭(p

2、owdered activated carbon,PAC)及80nm、200nm、2.0μm、5.0μm四種杉木粉末炭對(duì)水中五氯酚的吸附特性。結(jié)果表明,五氯酚在兩種材質(zhì)、八種尺寸的粉末炭上的吸附規(guī)律均符合Langmuir模型。準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型可以更好的描述五氯酚在兩種材質(zhì)上的吸附動(dòng)力學(xué)行為。五氯酚的去除率隨pH值的升高而降低,但是去除率在pH3~5之間幾乎沒(méi)有顯著區(qū)別,是由于五氯酚在溶液中的存在形態(tài)和極性作用導(dǎo)致的。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于同一

3、種材質(zhì)的粉末炭,減小顆粒尺寸,吸附容量以及吸附速率增加,所需平衡投加量越小。但研究也發(fā)現(xiàn)杉木粉末炭包括兩種微米級(jí)樣品的吸附容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于納米級(jí)尺寸的橡木粉末炭。機(jī)理分析認(rèn)為其主要原因是前者顆粒內(nèi)部存在大量微孔,比后者擁有更大的微孔容積和比表面積。該研究為篩選和評(píng)價(jià)吸附水中有機(jī)污染物的粉末炭效能提供了理論指導(dǎo)。
　　本實(shí)驗(yàn)還考察了NPAC的抑菌性能。發(fā)現(xiàn)NPAC對(duì)微生物有一定的抑菌性。隨著NPAC尺寸減小,濃度增大,殺菌性越好,并

4、且微生物和NPAC接觸時(shí)間越長(zhǎng),抑菌性也越好。
　　本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步考察了超濾膜與NPAC聯(lián)用工藝的運(yùn)行特性。在不同截留分子量超濾膜對(duì)NPAC的截留試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)1000Da超濾膜對(duì)NPAC能夠完全截留,同時(shí)在不同條件下采用此種超濾膜對(duì)NPAC的截留實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),減小攪拌強(qiáng)度和NPAC尺寸,增大NPAC濃度都能造成超濾膜通量的降低,但是所有條件下的降低幅度都較小,機(jī)理分析認(rèn)為由NPAC形成的濾餅層顆粒間存在間隙,仍保有很好的滲透性。在研究N