粉末活性炭对二氯苯氧乙酸的去除效果研究

范文飙 闫鹍 侯晶

摘 要：通过中试对应急处理技术的研究，深入探讨了粉末活性炭对二氯苯氧乙酸的去除效果规律，并确定了粉末活性炭技术可应对的最大污染物浓度；针对二氯苯氧乙酸污染物不同性质，确定了活性炭种类和投加量；并研究了粉末活性炭对二氯苯氧乙酸污染物的去除效果，确定了最佳的投加剂量及投加方案。

关键词：粉末活性炭；吸附；二氯苯氧乙酸；应急处理

粉末活性炭具有吸附速度快，价格便宜，设备投资小等特点，同时对处理突发性水源水质污染适应能力强的优点[1]。在应对突发性水源水污染事件时粉末活性炭吸附技术得以广泛应用，在城市饮用水安全保障方面有着广阔的应用前景。选择优良的炭种，合理确定投加点、投加方式，可以有效提高出厂水水质[2]。在饮用水生产处理过程中，针对不同水质，需采用不同炭种的活性炭以达到最佳处理效果，在大量小试、中试、生产性试验的基础上，选择适合于这种水源水质的经济、高效的活性炭炭种[3，4]。选择活性炭最佳投加点的原则是与混凝相互干扰程度最低、被絮体包裹的可能性小和有足够的炭水接触时间，还应根据具体的情况由试验决定。所以，对于某一特定的水源水质，最佳粉末活性炭处理工艺的确定，主要应通过试验模拟手段或根据已有相似水质水量的现有工艺的经验获得[5]。

1 活性炭对二氯苯氧乙酸吸附的中试研究

试验方法：试验方法如图1所示。

图1 粉末活性炭吸附处理试验工艺流程

配置一定浓度的二氯苯氧乙酸溶液，并通过计量泵投加到原水中，粉末活性炭通过计量泵在预氧化罐前端进行投加，经过两级预氧化罐完成预氧化后，再进行絮凝剂-聚合氯化铝的投加，进入机械搅拌混合池进行充分混合，搅拌桨的转速设定为180rpm。混合后进入械搅拌絮凝池完成絮凝反应过程，絮凝池分为三级，三级搅拌桨的转速分别为：55rpm、40rpm和25rpm，絮凝反应后进入斜板沉淀池沉淀，再进入快速滤池完成过滤。

2 试验过程及结果

2.1 吸附速率

试验过程中将二氯苯氧乙酸配制浓度为0.293mg/L的溶液，粉末活性炭投量为70mg/L，并在不同取样点进行取样测定，测定的去除效果如图2所示。

从图2的分析可以得出，在对二氯苯氧乙酸的去除过程中粉末活性炭表现出良好的吸附去除效果。在对二氯苯氧乙酸吸附去除过程中，粉末活性炭对二氯苯氧乙酸具有非常大的选择性吸附速率，在反应前50min内的去除率接近80%；经过预处理罐2和沉淀池后的出水，去除率有所降低，说明沉淀工艺对二氯苯氧乙酸的去除效果不明显；随着反应的继续进行，经过滤工艺后，粉末活性炭对二氯苯氧乙酸的去除率进一步增加，说明二氯苯氧乙酸在過滤工艺中能够得到部分去除。

图2 反应时间对粉末活性炭吸附的影响

将中试的结果与David Cook等人的小试结果对比分析可知，小试中投加70mg/L的粉末活性炭最大可以去除27倍标准限值的二氯苯氧乙酸[6]，中试去除的二氯苯氧乙酸为标准限值的11倍。这说明原水中存在着与二氯苯氧乙酸存在竞争吸附的有机物等物质，占据了粉末活性炭较多的吸附点，导致粉末活性炭对二氯苯氧乙酸吸附容量下降。这是由于原水中二氯苯氧乙酸浓度比原水中有机物浓度低所引起的。因此在实际生产中应针对不同原水水质情况，通过小试和中试相结合的方式来确定粉末活性炭的投加量。

2.2 吸附容量

不同粉末活性炭投加量下的吸附效果如图2所示。

图2 粉末活性炭投加量对吸附效果的影响

由图2可看出，随着投加量的不断增加，粉末活性炭的吸附容量逐渐下降，同时对二氯苯氧乙酸的吸附去除率不断增大。通过分析，原因在于随着粉末活性炭投加量的增加，粉末活性炭浓度不断增大，更多的污染物被吸附去除，从而去除率的不断增加；同时，粉末活性炭的浓度越来越大，水质污染物的浓度越来越小，因此表现为随着粉末活性炭的投加量的增加，其吸附容量逐渐降低。

3 结束语

文章通过中试试验，以二氯苯氧乙酸作为粉末活性炭吸附技术的处理对象。在水样中添加配制11倍标准限值的二氯苯氧乙酸，在试验前期的50min取得较好的去除效果，当粉末活性炭投加量为70mg/L时对二氯苯氧乙酸的去除效果达到最佳，去除率在80%以上；经过预处理罐2和沉淀池后的出水，去除率有所降低，说明沉淀工艺对二氯苯氧乙酸的去除效果不明显；随着反应的继续进行，经过滤工艺后，粉末活性炭对二氯苯氧乙酸的去除率进一步增加，说明二氯苯氧乙酸在过滤工艺中能够得到部分去除。

参考文献

[1]金伟，李怀正，范瑾初.粉末活性炭吸附技术在水厂中应用的关键问题[J].给水排水，2001，27（10）：11.

[2]王琳，王宝贞.饮用水深度处理技术[M].北京：化学工业出版社，2002.

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

[4]Maria Tomaszewska，Sylwia Mozia， etal. Removal of organic matter by coagulation enhanced with adsorption on PAC [J].Desalination，2004，161（1）：79-87.

[5]Lionel Ho，Gayle Newcombe. Lionel Ho，Gayle Newcombe[J].Water Research，2005，35（15）：3668-3674.

[6]David Cook，Gayle Newcombe，Pascale Sztajnbok.The application of powdered activated carbon for mib and geosmin removal： predicting pac doses in four raw waters[J].Water Research，2001，35（5）：1325-1333.