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粉状活性炭对马拉硫磷的吸附性能

发布时间:2020-07-06 浏览

摘要:以马拉硫磷作为突发性污染物,考察了粉状活性炭对其的吸附效果。试验结果表明,粉状活性炭对纯水和滤后水中的马拉硫磷均具有较好的去除效果,对前者的去除效果更为明显,去除率随活性炭投加量的增加而升高。当马拉硫磷浓度为1.25mg/L,纯水滤后水中的活性炭投加量分别为12和20mg/L时,反应120min后马拉硫磷剩余浓度均低于0.25mg/L。对滤后水而言,药剂费用约为0.06~0.08元/m3

粉状活性炭对马拉硫磷的吸附性能

由于我国长期以来的工业布局,众多工业企业分布在江河湖库附近,造成水污染事故隐患无法根除。近年来发生的水污染事件对城市供水安全造成威胁。影响极其严重。因此,亟须加强对突发性污染物的应急处理技术研究,以提高城市供水对水源污染事故的应急能力。突发性污染事件常有突发性、未知污染物、高浓度、危害大、影响面广等特点,自来水厂常规工艺难以去除相关污染物,又缺乏相应的处置设备与技术措施。因此,针对不同的污染物进行分析研究并做相应的应急技术储备是十分必要的。

马拉硫磷分子式为C10H19O6PS2,属低毒杀虫剂,中毒潜伏期较长,伴有恶心、腹痛、抽搐、脑水肿等现象,甚至损害心肌、肝、肾等。《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定其限值为0.25mg/L。运用活性炭吸附技术处理有机污染物的研究已有多篇报导。笔者以马拉硫磷作为突发性污染物,运用粉状活性炭吸附技术对其进行研究,以期得出匹配现有水处理工艺,设备简单、操作易行的高效处理措施,为水厂应急处理提供参考。

波涛活性炭厂家现将:“粉状活性炭对马拉硫磷的吸附性能”的实验结果分析如下:

一、活性炭对马拉硫磷的吸附速率

分别采用纯水和水厂滤后水作为试验用水,马拉硫磷浓度为1.25 mg/L,粉状活性炭剂量为10mg/L,试验结果如图1所示。可以看出,粉状活性炭对马拉硫磷具有较好的吸附效果,反应基本在60min内完成。前30min反应很快,纯水和滤后水中马拉硫磷剩余浓度分别为0.447和0.797mg/L;60min时,污染物去除率分别为70.7%和44.4%,平均吸附速度分别为14.73和9.25μg/(L·min)。此后3h反应速度均减缓,最终去除率分别为79.9%和5l.7%。

粉状活性炭对马拉硫磷的吸附性能

从整个240min的吸附过程看, 马拉硫磷在纯水和滤后水中的平均吸附速度相差较大,分别为4.16和2.69μg/(L·min)。说明滤后水中存在着能被活性炭吸附的其他有机物,马拉硫磷的吸附过程受到干扰。另外可以看出:不管是纯水还是滤后水,当吸附120min后,活性炭对马拉硫磷的吸附基本达到平衡,延长吸附时间,马拉硫磷去除率增加不大,因此将120min作为试验反时间时。

二、活性炭对马拉硫磷的吸附容量

分别采用去离子水、水厂滤后水为试验用水,马拉硫磷浓度为1.25mg/L,反应时间为120min。分别考察在不同粉状活性炭投加量时对马拉硫磷的吸附情况,结果如图2所示。

粉状活性炭对马拉硫磷的吸附性能

对于纯水来说,当活性炭的浓度达到12mg/L时,出水中马拉硫磷的浓度基本保持在0.25mg/L以下,再提高活性炭投加量,去除效果并无显著改善。而对滤后水来说,由于吸附竞争的存在,只有当投加量为20mg/L时,马拉硫磷吸附效果才明显,剩余浓度约为0.25mg/L,且随着投加量增大,吸附效果越明显。

根据图1中的吸附速率曲线,以120min时的浓度作为吸附平衡浓度,将各组试验数据按照平衡吸附容量公式q0=V(C0-C1)/W进行整理,其中q0为吸附容量,mg/mg,V为水样体积,L;C0为污染物初始浓度,mg/L;C1为污染物平衡浓度,mg/L;W为活性炭投加量,mg,结果见图3。

从图3可以看出,活性炭对纯水和滤后水中马拉硫磷的吸附容量与其平衡浓度之间的关系均符合Freundich经验公式。

粉状活性炭对马拉硫磷的吸附性能

两条吸附等温线与Freundich方程拟合度均好,但纯水中活性炭的吸附容量大于滤后水。随着平衡浓度的增加,纯水中活性炭的吸附容量大幅度增加,滤后水中活性炭的吸附容量增加幅度相对较小,总体表现为滤后水中活性炭对马拉硫磷的吸附能力比纯水中要小。

将吸附等温线方程取对数变换后做图也可以看出,在纯水中活性炭对马拉硫磷的吸附能力比滤后水中要大,可以用κ、l/n值作为衡量吸附能力的指标,更能直观地表达活性炭对不同水体中的污染物的吸附能力。

三、技术经济评价

运用活性炭吸附技术处理马拉硫磷具有以下特点:

1、设备简单,操作简易,只需要用泵将配置好的活性炭溶液按一定流速加入到净水工艺的反应池前端即可。

2、快速高效,当原水发生浓度为1.25mg/L的马拉硫磷污染时,投加约20.0mg/L粉状活性炭,搅拌120min,即可达到《生活饮用水卫生标准》要求。

3、安全性高,将污染安全屏障前移,即水源水中的污染物被控制在水厂净水工艺前端。

4、应急药剂普通,活性炭产量大使用广泛。

5、成本相对较低,相对于新增庞大的处理构筑物等措施,应急处理的成本在一次性投资和运行费用上均较低,假设粉状活性炭的市场价格为3000~4000元/t,活性炭的投加量以20mg/L计算,那么相应的吨水药剂成本为0.06~0.08元。

四、结论

1、粉状活性炭对马拉硫磷具有较好的去除效果。当马拉硫磷的浓度为1.25mg/L,活性炭投加量为10mg/L,搅拌4h后,纯水中马拉硫磷的去除率达到79.9%,滤后水中的去除率为51.7%。水中有机质的存在对马拉硫磷的吸附去除有较大影响。

2、水中马拉硫磷的去除率随活性炭的投加量的增加而升高,纯水、滤后水中活性炭投加量分别为12.0和20mg/L时,反应120min后,马拉硫磷浓度均可从1.25mg/L降至0.25mg/L以下。

3、活性炭对马拉硫磷的吸附符合Freundich经验公式,由于滤后水中能被活性炭吸附的基质与马拉硫磷存在竞争吸附,活性炭对纯水中马拉硫磷的吸附能力比滤后水中要大。

4、使用粉状活性炭处理马拉硫磷污染事故,当原水污染物浓度为1.25mg/L,投加20mg/L的活性炭,出水浓度能满足《生活饮用水卫生标准》要求,吨水药剂费用为0.06~0.08元。

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