配煤法制備柱狀凈水活性炭的研究.pdf

1、隨著飲用水源有機(jī)污染的日益加重以及飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，傳統(tǒng)處理工藝已無法提供符合新水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的安全飲用水。活性炭吸附技術(shù)因其能有效去除水中有機(jī)污染物，且具有容易再生、相對經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行管理方便等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用。因此，研究凈水用活性炭具有重要的意義。
　　以山東氣肥煤（QF）、太西無煙煤（WY）和永城貧煤（PM）為原料，采用配煤法，通過混合、成型、炭化、活化等過程制備凈水用活性炭。以強(qiáng)度、苯酚值、碘值、亞甲基藍(lán)值、焦糖脫色率、比表面

2、積和孔徑分布等對樣品進(jìn)行表征，研究不同制備條件對活性炭性能的影響規(guī)律，并通過靜態(tài)吸附試驗和動態(tài)吸附試驗確定了本研究中凈水活性炭的最優(yōu)制備條件。
　　以苯酚值、碘值、亞甲基藍(lán)值、焦糖脫色率為指標(biāo)設(shè)計正交試驗，確定活性炭的最佳制備條件。結(jié)果表明：最佳制備條件為原料配比QF:WY:PM為3:4:3，炭化溫度650℃，炭化升溫速率12℃/min，活化溫度920℃，活化時間245min。進(jìn)一步研究表明，苯酚值與平均孔徑有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，可

3、以表征孔徑約1nm的孔。碘值、亞甲基藍(lán)值與比表面積、總孔容線性相關(guān)度高，呈正相關(guān)，對碘吸附效果起重要作用的孔為0.6～1.5nm，約為碘分子直徑的1.1～2.7倍；孔徑在1.09～3.5nm范圍內(nèi)的孔對亞甲基藍(lán)的吸附效果好，約為亞甲基藍(lán)分子直徑的1～3.2倍。焦糖脫色率與比表面積、總孔容、平均孔徑均有良好的線性關(guān)系，呈正相關(guān)，可表征大于1.5nm的孔。
　　單因素試驗系統(tǒng)研究了燒失率、活化溫度、炭化溫度、炭化升溫速率、炭化恒溫時間

4、對活性炭吸附性能和孔隙結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：燒失率控制在65％～75%范圍內(nèi)，活化溫度920℃，炭化溫度500～600℃，炭化升溫速率不小于10℃/min，炭化恒溫時間0min，有利于制備凈水性能良好的活性炭。
　　對活性炭進(jìn)行靜態(tài)吸附試驗確定水處理過程的吸附等溫式和停留時間，結(jié)果表明：活性炭HRC12對CODMn和UV254的吸附符合Freundlich模型，吸附等溫式分別為：q(CODMn)=4.9877C(CODMn)0.1

5、595和q(UV254)=2.2116C(UV254)0.7190，水處理過程原水停留時間為15～20min。通過動態(tài)吸附試驗確定本研究最優(yōu)凈水活性炭的制備條件為：原料配比QF:WY:PM為3:4:3，炭化溫度500℃，炭化升溫速率12℃/min，炭化恒溫時間0min，活化溫度880℃，燒失率約70%。以該條件制備的活性炭動態(tài)吸附效果好，滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）規(guī)定的CODMn低于3mg/L的要求，且該活性炭