葫芦娃视频免费下载結構對水質化學安全性的影響研究_公司新聞

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葫芦娃视频免费下载結構對水質化學安全性的影響研究

作者：河南葫芦娃视频网站環保科技有限公司　本文關鍵詞：　日期：2018-8-2 17:01:13　人氣：39

摘要: 實驗運用相關性分析的方法,通過研究發現,葫芦娃视频免费下载孔徑分布,Zeta電位以及比表麵積與主要的化學安全性指標的相關係數可分別達到0.7~0.98,0.8,0.7.總孔容積,Zeta電位以及比表麵積越大,則相應的出水水質越安全.不同孔徑的孔容積的分布結果表明,50 nm的大孔越多,處理效果也越好.葫芦娃视频免费下载結構與水質指標之間的關係可以為葫芦娃视频免费下载的選擇和應用提供指導.關鍵詞:深度處理;葫芦娃视频免费下载;結構特征;化學安全性;相關性Relationship between activated carbon structure and chemical safety of drinking waterAN Na1, ZHANG Jin-song1, ZHAO Qing-liang2, LUO Hong-xing1(1. Shenzhen Water (group) Co., LTD., Shenzhen 518031, China;2. School of Municipal and Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin, 150009, China)Abstract: By the way of correlate analysis, the correlation coefficient between primary chemical safety indexes and distributing of pore size, Zeta-potential and specific surface area of activated carbon could be achieved, which was 0.7~0.98, 0.8 and 0.7 respectively. The bigger of the total pore volume, Zeta-potential and specific surface area, the more safety of the effluent water quality. The results of the different pore size distribution showed that the more of micro or meso-pore(50 nm)will cause better treating effects. The relationship of AC structure and water quality index will provide guidelines for AC selection and application. Keywords: advanced treatment; activated carbon; structural character; chemical security; relativity在飲用水深度處理中,生物葫芦娃视频免费下载技術(BAC)是目前去除水中有機汙染物最有效的技術之一.盡管人們對生物葫芦娃视频免费下载淨水機理的認知還沒有達成共識,但是一般認為,生物葫芦娃视频免费下载對有機物汙染物的去除是在葫芦娃视频免费下载吸附和生物降解的共同作用下完成的[],葫芦娃视频免费下载的吸附作用使生長在它表麵的微生物獲得養料,而微生物的氧化分解作用又使葫芦娃视频免费下载的吸附能力得到恢複,兩者相互促進,得到穩定的處理效果.因此在生物葫芦娃视频免费下载工藝中,吸附和生物降解是相輔相成,缺一不可的.就吸附作用而言,不同葫芦娃视频免费下载由於其結構特征的不同,去除汙染物的能力會有差異,並且,同種葫芦娃视频免费下载在不同地域由於水質情況的差異而表現出的吸附能力也是不盡相同的.因此如何針對當地水質快速選擇出最適合的葫芦娃视频免费下载,提出相應的葫芦娃视频免费下载結構,並最終建立起一套可行的葫芦娃视频免费下载性能評價體係成為當前急待解決的問題.目前,選擇葫芦娃视频免费下载的常用方法是通過靜態試驗,葫芦娃视频免费下载濾柱實驗(中試或小試)或兩者相結合來進行的.靜態實驗主要是通過測定幾個具有代表性的吸附指標,來反應葫芦娃视频免费下载的吸附能力,這種方法速度快,但是針對性較差,經常與實際運行效果有較大差別.葫芦娃视频免费下载濾柱試驗是通過分析葫芦娃视频免费下载柱的出水指標,來比較葫芦娃视频免费下载吸附性能的優劣,這種方法針對性比較好,但是費時費力.針對現行的葫芦娃视频免费下载選擇方法所存在的局限性,筆者提出了一種新的評價方法,對不同葫芦娃视频免费下载的結構和水質化學安全性指標進行了相關性分析.研究表明這種方法針對性好,同時方便快捷,彌補了以往方法的不足,對葫芦娃视频免费下载的選擇具有一定的指導意義. 實驗裝置與分析方法1.1實驗裝置實驗是在南方地區某水廠內進行的,采用6個平行的葫芦娃视频免费下载柱,柱高3 m,內徑120 mm,均裝填有葫芦娃视频免费下载——石英砂雙層濾料.共裝了6種炭,分別為BAC1,BAC2,BAC3,BAC4,BAC5,BAC6.其中BAC1,BAC5,BAC6為柱狀炭,BAC2,BAC3,BAC4為破碎炭.葫芦娃视频免费下载層厚 1800 mm,石英砂層厚300 mm,石英砂粒徑為0.80~1.20 mm.實驗用水為該廠濾後水並經過臭氧化的出水.在正常的運行下,臭氧投量為1.5 mg/L;反應接觸時間t1=10 min;每個濾柱的流量Q=80 L/h;吸附接觸時間t2=15 min.實驗期間進水水質指標(平均值)見表 1.表 1 實驗期間葫芦娃视频免费下载柱進水水質紫外吸光度(UV254,cm-1)高錳酸鹽指數(mg/L)三鹵甲烷生成勢(THMFP,mg/L)濁度(NTU)餘臭氧量(mg/L)AOC(mg/L)0.0261.602.30.10.5461.2分析項目及方法分析項目與方法見表 2.表 2 分析項目與方法序號項目測定方法1孔容積(cm3/g)GB/T 7702.20—1997[]2比表麵積(m2/g)GB/T 7702.21—1997[]3Zeta電位(mV)JS946+型微電泳儀4紫外吸光度(cm-1)UV254表示5高錳酸鹽指數(mg/L)GB5750-85[]6總有機炭 TOC(mg/L)GB5750-85[4]7三鹵甲烷生成勢 THMFP(mg/L)GB5750-85[4]2實驗結果及分析2.1水質化學安全性實驗選取了紫外吸光度,三鹵甲烷,高錳酸鹽指數和總有機碳四個指標來反映葫芦娃视频免费下载對有機物的去除.水中的天然有機物是造成色度,嗅味的原因物質,同時也是目前氯化消毒副產物的前體物之一,它的去除情況對出水水質及後續工藝都很重要,因此選擇紫外吸光度來衡量葫芦娃视频免费下载對天然有機物的去除效果.三鹵甲烷由於其"三致"作用,在國內外的飲用水標準中都被列為重點控製指標,實驗也考察了葫芦娃视频免费下载對其生成勢的吸附能力.另外,為了使實驗更具可比較性和普遍性,還采用了高錳酸鹽指數(耗氧量)和TOC兩項常規的綜合性指標.分析結果見表 3.表 3 葫芦娃视频免费下载濾柱出水水質化學安全性指標(平均值)葫芦娃视频免费下载編號UV254去除率高錳酸鹽指數去除率TOC去除率THMFP去除率BAC166%54%100%-43%BAC286%65%100%0%BAC388%71%97%-7%BAC482%66%80%-26%BAC578%65%27%39%BAC654%51%-210%-809%平均值76%62%32%-154%從以上結果可以看出:1. 總的來說,6根葫芦娃视频免费下载濾柱對UV254的去除比較高,其中效果最差的BAC6濾柱去除率為54%,效果最好的BAC3濾柱則可以達到接近88%的去除率.整體來看,運行初期破碎炭對天然有機物的吸附能力明顯優於柱狀炭.2. 破碎炭對耗氧量的去除效果略好於柱裝炭,其中BAC3的去除率超過了70%,其它兩種破碎炭也可以達到65%以上.柱狀炭中BAC5的去除效果最好,為65%,BAC1和BAC6為51%和54%.3. 1#~3#葫芦娃视频免费下载對TOC的去除效果很好,在進水TOC為0.3 mg/L時,BAC1和BAC2的出水結果為0 mg/L,而BAC3也僅為0.01 mg/L.與它們炭相比,BAC4的去除率略底,為80%.BAC5去除效果較差,去除率僅為27%,而BAC6的出水卻出現了負去除.雖然從UV254和CODMn兩個參數來看,BAC6的去除能力也是最低的,但出現負去除是反常情況,這有可能是BAC6的製造過程中含有一些有機物,在濾柱通水運行的過程中被衝刷下來,造成了出水TOC比進水還高.4. 由表1可知,葫芦娃视频免费下载濾柱進水的三鹵甲烷生成勢已經比較低,經過濾後,隻有BAC5對THMFP有一定去除,其他葫芦娃视频免费下载濾柱的出水,除BAC2去除率為0 %以外,都表現為不同程度的升高,其中以BAC6升高的幅度最大,接近6倍.這說明葫芦娃视频免费下载濾柱對三鹵甲烷生成勢的控製效果不好.有文獻表明[4]:THMFP是比較難被吸附的一類物質,當有易吸附的物質與其產生競爭時,它很容易從葫芦娃视频免费下载表麵解吸出來,而且葫芦娃视频免费下载對THMFP的吸附周期也比其他吸附質短,容易出現泄漏.因此,葫芦娃视频免费下载對THMFP的低去除率很可能是由吸附質的特性決定的,同時也不排除天然有機物等易於被吸附的物質與其產生競爭吸附的可能性.5. 總的來說,BAC2和BAC3對有機物的去除效果最好,BAC6的效果最差.葫芦娃视频免费下载對天然有機物的控製效果最好,對消毒副產物生成勢沒有去除.2.2葫芦娃视频免费下载結構特征2.2.1 葫芦娃视频免费下载孔徑特征實驗采用比表麵積,孔容積和孔徑分布來表征葫芦娃视频免费下载的孔徑特征.比表麵積和孔容積是反映葫芦娃视频免费下载吸附能力的常規指標,由於在葫芦娃视频免费下载的孔隙結構中,微孔占了絕大的比例,所以比表麵積和孔容積反映的通常是微孔的發達情況.但在水處理中,期望被去除的汙染物質的分子通常比較大,它被微孔吸附的可能性就大大低於小分子吸附質,因此僅用微孔容積來衡量葫芦娃视频免费下载的吸附能力顯然是不全麵的.所以,實驗通過孔徑分布來描述不同葫芦娃视频免费下载中孔和大孔的容積,以考察它們對不同分子量大小的有機物的去除情況.葫芦娃视频免费下载的孔徑特征參數見表 4和表 5.表 4 不同葫芦娃视频免费下载的比表麵積和孔容積葫芦娃视频免费下载編號比表麵積(m2/g)孔容積(mL/g)BAC11 1140.5790BAC21 0910.6480BAC31 3280.8363BAC41 1000.5636BAC51 0270.5489BAC6917.50.4446從分析結果來看:總體說來BAC3的比表麵積和孔容積值與其他5種炭相比顯出了絕對的優勢,而BAC6的兩項指標均比其他五種葫芦娃视频免费下载的低.BAC1,BAC2,BAC4和BAC5相差則不大.由於葫芦娃视频免费下载的吸附能力與其內部的孔徑分布特征是息息相關的,所以需要對葫芦娃视频免费下载在不同孔徑範圍下的孔容積作詳細的分析,見表5*.表 5 葫芦娃视频免费下载不同孔徑孔容積的分布 (nm)葫芦娃视频免费下载編號<2 nm2~5 nm5~10 nm10~20nm20~30nm30~50nm50~100nmBAC10.1970.1000.0210.0120.0060.0020.004BAC30.3860.2970.0230.0140.0060.0050.006BAC40.1660.0940.0210.0120.0040.0050.006BAC50.1910.1040.0220.0100.0040.0050.005BAC60.1390.0580.0250.0070.0020.0010.002注:由於某種原因,BAC2的孔徑分布情況沒有進行分析從結果中可以看出:無論在哪個孔徑範圍內,BAC3的孔容積值都比其它葫芦娃视频免费下载高,尤其是它的中孔容積(2~50 nm)更是表現出了明顯的優勢,這與2.1中數據所顯示的BAC3對NOM,耗氧量及TOC的高去除率是相吻合的.而BAC6在任何孔徑範圍下的孔容積都是6種葫芦娃视频免费下载中最低的,這與2.1中"BAC6對有機物的去除能力最差"的結論也是對應的.2.2.2 葫芦娃视频免费下载表麵性質研究表明,葫芦娃视频免费下载的表麵性質對吸附起到了重要作用,表麵帶電量和酸性被認為是控製吸附的重要因素.實驗選用Zeta電位和pH值兩項指標來考察葫芦娃视频免费下载的表麵性質.Zeta電位值可以反映炭粒表麵的電荷密度,從而用它來間接表征炭粒由表麵靜電引力而引起的吸附有機物的能力[].pH主要是反映葫芦娃视频免费下载表麵的酸堿性官能團的相對數量,這些官能團的存在使得葫芦娃视频免费下载表現出兩性性質,從而影響葫芦娃视频免费下载的吸附性能.在pH值的測定過程中發現,葫芦娃视频免费下载煮沸液過濾與否所測得的pH值是有差別的,過濾後濾液所得的數值比不過濾的平均降低1~2%.實驗結果如表 6所示:表 6 不同葫芦娃视频免费下载的表麵性質葫芦娃视频免费下载編號Zeta電位值(最大正電/最大負電,mV)pH值(過濾/未過濾)BAC14.7/-3.488.89/9.07BAC214.57/-5.167.74/7.85BAC311.51/-1.929.1/9.18BAC414.33/-14.138.41/8.51BAC55.73/-5.128.35/8.64BAC64.3/-3.488.58/8.73分析結果顯示:ζ電位有正值也有負值,說明葫芦娃视频免费下载表麵有帶負電荷的也有帶正電荷的,並且同一種炭所帶的電位值基本相近.柱狀炭的Zeta電位值明顯比破碎炭的低,表明破碎炭表麵所帶的電荷較柱狀炭要多,這與破碎炭的出水效果要普遍好於柱狀炭的結論相符合.同時,在BAC4的孔容積不是很大的情況下,它對NOM,高錳酸鹽指數及TOC等幾項指標的去除率卻表現得比較突出,這與其高Zeta電位值有一定的關係,表麵靜電作用增大了它的吸附量.所有葫芦娃视频免费下载的pH值均大於7,偏堿性,這時葫芦娃视频免费下载表麵帶主要帶有正電荷,而水中的NOM在中性條件下帶有負電[],因此將有助於葫芦娃视频免费下载對NOM的去除,這也與2.1中的論斷相吻合.2.3 相關性分析表 7 相關性分析結果項目UV254(cm-1)高錳酸鹽指數(mg/L)TOC(mg/L)THMFP(mg/L)比表麵積(m2/g)0.51480.55740.52700.3950總孔容積(cm3/g)0.58530.62100.44040.3425Zeta電位(絕對值 mV)0.65730.60800.31710.2370pH值(過濾後)0.04840.00570.00100.0107pH值(未過濾)0.07310.01780.00370.0088孔容積(2 nm)0.45040.49790.25750.1936孔容積(2~5 nm)0.49520.56120.24530.1851孔容積(5~10 nm)0.78480.61700.87460.9450孔容積(10~20 nm)0.67270.55960.85480.6672孔容積(20~30 nm)0.33670.21710.78130.5954孔容積(30~50 nm)0.91150.88060.43000.6068孔容積(50~100 nm)0.96110.86840.78120.7623為了尋求在葫芦娃视频免费下载結構和水質安全性的內在聯係,將上述水質化學安全性指標與葫芦娃视频免费下载結構指標的檢驗結果作相關性分析,得出結果見下表(表中數值為R2值):從以上結果可以看出: 葫芦娃视频免费下载對NOM的吸附去除率與它表麵的Zeta電位值有很大的關係,根據上麵的分析,在中性水環境下,NOM為帶負電荷的有機物,靜電引力是葫芦娃视频免费下载吸附NOM的一個重要因素,因此葫芦娃视频免费下载表麵的Zeta電位值越高,它對NOM的去除效果越好.值得注意的是,在孔容積分布與UV254去除率的相關性分析中,30~100 nm孔徑的孔容積對UV254去除率的影響最大,其相關係數可達0.98,該現象說明較大的中孔和大孔對NOM的去除起到主導作用.這是因為:天然水中的有機物大多以腐殖質的形式存在,分子量大約為幾百至幾十萬[],這樣大分子量的有機物隻能夠順利到達較大中孔和大孔的表麵被吸附而不容易被微孔和較小中孔吸附.高錳酸鹽指數去除率的影響因素與UV254的基本一致,也是Zeta電位值越高,高錳酸鹽指數的去除率也就越高.對於孔容積分布,同樣是30~100 nm的較大中孔和大孔對高錳酸鹽指數去除起到主導作用.如果將高錳酸鹽指數去除率和UV254去除率做相關性分析會發現,二者的相關係數可達0.97.這表明了該實驗用水中的有機物主要是在紫外區254 nm處有強吸收峰,並且能被高錳酸鉀氧化的,那也就不難說明為什麽高錳酸鹽指數和紫外吸光度與葫芦娃视频免费下载結構參數的相關性較為一致.影響葫芦娃视频免费下载對TOC去除效果的因素主要是孔徑分布,孔徑範圍在5~100 nm下的孔容積對TOC去除率影響最大,其相關係數可達0.85~0.93,葫芦娃视频免费下载的這些孔隙越發達,則TOC去除率越高.另外,與UV254去除率,高錳酸鹽指數去除率的不同的是:<5 nm的微孔與TOC去除率的相關係數很低.這可能是因為:TOC所表征有機物無論是從類型還是從大小來看,其範圍遠比紫外吸光度和高錳酸鹽指數所能反映的更廣泛和複雜.在這種情況下,由於微孔的吸附動力較小,競爭不過中孔和大孔對有機物的吸附,從而表現出微孔容積與TOC去除率的低相關性.對於生成勢的去除效果,主導影響因素是葫芦娃视频免费下载的孔徑分布.尤其是5~10 nm的孔徑,相關係數可以達到0.97,這與三鹵甲烷的分子結構和分子量大小有關係.比表麵積和孔容積對它的去除效果的影響很小,這是因為由於三鹵甲烷的分子小,比表麵積和孔容積兩項指標不是影響它被吸附的限製因素. 3 結論綜上所述,可以得出以下結論: 1. 在相同的水質和運行條件下,不同葫芦娃视频免费下载過濾出水的水質化學安全性不同,這表明葫芦娃视频免费下载的結構特征是影響其吸附性能的主導原因,二者之間具有必然的關係. 2. 葫芦娃视频免费下载過濾出水的化學安全性指標與葫芦娃视频免费下载的結構有良好的相關性.總體來說Zeta電位和總孔容積越高,則出水的化學安全性越高.不同孔徑的孔容積的分布特征有很大的影響,其中50nm的大孔越多,水質越安全.3. 葫芦娃视频免费下载吸附能力的評價體係可以由葫芦娃视频免费下载的孔徑分布,表麵Zeta電位值以及總孔容積三個指標構建,通過該體係能快速估測葫芦娃视频免费下载對水中有機物的去除能力.並由此可作為飲用水處理中葫芦娃视频免费下载選擇的依據.參考文獻[1] 沈順雨. 生物葫芦娃视频免费下载作用機理及其在廢水處理中的應用[J]. 城市環境與城市生態,1992, 5(4)[2] GB/T 7702.20-1997, 煤質顆粒葫芦娃视频免费下载試驗方法比表麵積的測定,北京,中國標準出版社,1998[3] GB/T 7702.21-1997, 煤質顆粒葫芦娃视频免费下载試驗方法孔容積的測定,北京,中國標準出版社,1998[4] GB5750-85,生活飲用水標準檢測法[S], 北京,國家標準出版社,2002[5] Experiences in operating a full scale granular activated carbon system with on-site reactivation. 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