摘要:研究了粉狀活性炭對內(nèi)吸磷的吸附去除效果以及吸附時間,活性炭投加量和水質條件對吸附效果的影響。結果表明,當內(nèi)吸磷質量濃度為0.30mg/L,活性炭投加量為20mg/L時,在去離子水中吸附60min后,出水內(nèi)吸磷為0.02mg/L;在去離子水中的吸附效果優(yōu)于原水,在實際應用中需根據(jù)原水水質適當調整活性炭投加量或吸附時間;吸附過程符合Freundlich方程,在實際應用中應先進行吸附容量試驗,再估算活性炭的投加量。
內(nèi)吸磷又名1059,純品為無色油狀液體,是一種劇毒、有機磷殺蟲劑,有強大的觸殺和內(nèi)吸殺蟲作用,殘效長。內(nèi)吸磷在生產(chǎn)和使用過程中均可能進入水體,易造成對農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境的污染,并且可以通過口服、皮膚接觸、呼吸攝入等多種渠道進入人畜體內(nèi),引起嚴重中毒。《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)規(guī)定:集中式生活飲用水地表水源地內(nèi)吸磷的限值為0.03mg/L。
波濤活性炭廠家研究了粉狀活性炭對內(nèi)吸磷的吸附性能,以期為水廠在應對突發(fā)性污染事故時,采用粉狀活性炭吸附去除污染物提供基本技術參數(shù)。現(xiàn)將實驗結果分析如下:
一、吸附時間對吸附效果的影響
進行吸附速率試驗,以吸附時間為橫坐標、剩余內(nèi)吸磷質量濃度為縱坐標,繪制吸附速率曲線,如圖1所示。
從圖1可以看出,活性炭對內(nèi)吸磷的吸附效果比較明顯,吸附過程大致分為三個階段:快速吸附期,在此階段污染物的吸附去除率升高迅速,減速吸附期,吸附速率逐漸變緩,平衡吸附期,活性炭對有機污染物的去除率隨時間的延長變化不大。0~30min是快速吸附期,在此階段水中內(nèi)吸磷含量迅速降低,吸附30min時出水內(nèi)吸磷為0.042mgL,吸附速率達到8.6 μg/min;30~120min為減速吸附期,該階段的吸附速率為0.4μg/min,且吸附60min后出水內(nèi)吸磷含量達到《地表水環(huán)境質量標準》要求。吸附120min后,內(nèi)吸磷已基本吸附完全,出水質量濃度為0.006mg/L,去除率為98.0%,繼續(xù)延長吸附時間對去除率影響不大。
二、水質條件對吸附效果的影響
試驗過程中發(fā)現(xiàn),水質條件對活性炭吸附內(nèi)吸磷有較大的影響,如圖2所示。
在去離子水中,吸附30min后的內(nèi)吸磷去除率達到86%,而在原水中的去除率僅為70%。在去離子水中吸附120min后,吸附基本達到平衡,繼續(xù)延長吸附時間,去除率幾乎沒有變化;而在原水中,吸附120min時的去除率為80.0%,延長吸附時間至240min,去除率提高到95%。這說明原水中存在的懸浮物質以及其他有機物會被活性炭吸附,從而使活性炭對內(nèi)吸磷的吸附速率降低;但延長吸附時間,活性炭仍然能去除95%的目標污染物,保證吸附效果。因此,活性炭對內(nèi)吸磷的吸附效果會受原水水質條件影響,在活性炭投加量不變的情況下,應根據(jù)實際水質適當延長活性炭的吸附時間。
三、活性炭投加量對吸附效果的影響
考察了活性炭投加量對內(nèi)吸磷去除效果的影響。當水中內(nèi)吸磷初始質量濃度為0.30mg/L,吸附時間為120min時,活性炭投加量對內(nèi)吸磷去除效果的影響明顯,如圖3所示。
從圖3可以看出,隨著活性炭投加量的增加,剩余內(nèi)吸磷含量迅速下降,在去離子水中,當活性炭投加量為15mg/L時,內(nèi)吸磷去除率達到95.3%,剩余質量濃度為0.014mg/L;而在原水中,需投加50mg/L活性炭,剩余內(nèi)吸磷質量濃度才能達到0.011mg/L。這進一步說明原水中存在會被活性炭吸附的干擾物質,從而降低對內(nèi)吸磷的吸附效率。因此,在實際應用中應根據(jù)水質條件適當增加或減少投炭量。
四、結論
1、粉狀活性炭對內(nèi)吸磷有較好的去除效果,當內(nèi)吸磷質量濃度為0.30mg/L,活性炭投加量為20mg/L時,在去離子水中吸附60min后,出水內(nèi)吸磷為0.02mg/L。
2、水質條件對活性炭吸附去除內(nèi)吸磷的效果影響較大,在實際應用中需根據(jù)原水水質條件適當增加活性炭的投加量或延長吸附時間。