活性炭去除硝基苯的效果研究

范文飙 侯晶 闫鹍

摘 要：针对硝基苯类的有机物，利用活性炭吸附去除微污染原水中的有机物进行试验研究。结果表明，活性炭对于硝基苯具有良好的去除效果，投加量为40mg/L时达到最佳去除效果。

关键词：硝基苯；活性炭；吸附；砂滤

由于硝基苯的基本特性和极强的稳定性，常规水厂的水处理工艺无法对其处理，即便采用活性炭吸附技术，也必须满足低浓度的硝基苯[1-3]。否则，活性炭本身也不能百分百的去除硝基苯。因此，确定硝基苯的最大处理浓度、粉末活性炭的投加量，以及投加点位置选择，为净水厂处理原水硝基苯污染突发事件提供有效技术支撑。

1 研究方法

1.1 活性炭的基本特性

活性炭具有巨大的比表面积，其比表面积高达600～2000m2/g。优质的活性炭1g重量的比表面积相当于1个足球场的面积。

活性炭含三类细孔分布，有效半径为100～1000nm以上的大孔，2～100nm的过渡孔和2nm以下的微孔。微孔表面积占比表面积的95%以上，其活性炭的吸附量主要受微孔支配，具有物理吸附和化学吸附的双重特性，并能选择吸附气相、液相中的小分子到大分子的各种物质，可达到脱色精制、除臭消毒、去污提纯的目的，是水处理中广泛采用的一种高效吸附剂。

1.2 粉末活性炭的投加试验

由于粉末活性炭粒径更小，因此每克吸附剂所具有的比表面积更大，吸附容量也随之增大。一般我们所用的粉末活性炭粒度为200目左右（相当于孔径0.074mm）。为了进一步验证粉末活性炭吸附硝基苯的作用，针对不同浓度硝基苯和粉末炭投加量及吸附时间进行实验室试验。

2 分析与讨论

试验结果表明：当硝基苯浓度为0.07mg/L左右时，即超过国标3倍时（注：国家地面水环境标准规定硝基苯含量不应超过0.017mg/L），粉末炭投加量为40mg/L，并经2h以上吸附时效果最佳，硝基苯的去除率在80%以上，即经粉末炭吸附硝基苯浓度由0.07mg/L下降为0.014mg/L，低于国标0.017mg/L，达到地表水环境质量标准。见图1、图2所示的具代表性的试验曲线分析图。

我们还根据原水硝基苯的浓度变化实时地调整粉末碳的投加量，并经实验室试验得出结论：当硝基苯浓度低于环境标准0.017mg/L左右时，粉末炭投加量10mg/L，吸附时间2h为宜。因此，我们将投加点设在四方台及朱顺屯水源地取水口處投加，并设计了水射器干式投加装置。事实证明：粉末活性炭具有非常有效的吸附性能，特别是对苯类物质的吸附同样有效，吸附率可达80%以上，吸附时间越长，吸附效果越好。

3 结束语

硝基苯的去除量随着活性炭投加量的增加而增大，为了确保净水厂出水硝基苯浓度不检出，我们还将原有石英砂滤池临时改为活性炭-石英砂双层滤料滤池。即将0.5m厚的石英砂掏出，换成ZJ-15型颗粒活性炭，并保留0.5m左右石英砂。利用粒状活性炭吸附由于粉末活性炭不能吸附而残留的硝基苯，以确保硝基苯出水水质达标，同时利用保留的石英砂滤料除浊，以保证出水浊度达标。事实证明：采用粉末活性炭+粒状活性炭双道吸附工艺是成功的。

参考文献

[1]黄丽坤，王广智，李俊生，等.生物增强活性炭技术处理微污染源水的研究[J].哈尔滨商业大学学报：自然科学报，2008，24（4）：417-422.

[2]傅金祥，王锋，由昆，等.粉末活性炭吸附工艺应急处理苯酚污染[J].沈阳建筑大学学报：自然科学版， 2008，24（4）：633-636.

[3]Vedat Uyak， Sema Yavuz， Ismail Toroz， et al. Disinfection by-products precursors removal by enhanced coagulation and PAC adsorption[J]. Desalination，2007，216（1）：334-344.