鈣離子和pH對(duì)活性炭吸附的影響

　　鈣離子和pH活性炭廣泛應(yīng)用于地下水過(guò)濾和廢水處理，因?yàn)樗哂懈弑砻娣e和多孔結(jié)構(gòu)，可以物理吸附各種污染物，特別是揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)相互作用。目前，活性炭已被用作一系列滲透性反應(yīng)性墻(PRB)有機(jī)污染物的吸附劑，特別是氯化有機(jī)化合物污染的地下水。為了更好地利用活性炭，研究了不同設(shè)計(jì)的含活性炭PRB應(yīng)用于地下水處理。PRB污染物通過(guò)地下水流被動(dòng)接觸屏障中的活性炭，從而吸附和過(guò)濾污染物。

　　地下水的主要污染物是TCE，本研究是利用活性炭滲透反應(yīng)墻處理地下水。通過(guò)我們的一系列研究方法，我們了解了地下水Hp鈣離子對(duì)活性炭吸附和再生過(guò)程的影響。對(duì)以后的廢水處理有數(shù)據(jù)支持。

　　實(shí)驗(yàn)方法

　　所有實(shí)驗(yàn)均采用分批模式和環(huán)境室溫下的非緩沖溶液進(jìn)行。樣品的初始pH用H2 SO4和NaOH調(diào)節(jié)。所有實(shí)驗(yàn)均為2個(gè)帶有聚四氟乙烯涂層的塞子和磁攪拌裝置L在錐形燒瓶中進(jìn)行?；旌纤俾士烧{(diào)(150rpm)磁攪拌器攪拌反應(yīng)液。包括對(duì)照在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)一式三份?？箟难嵊糜诮K止自由基反應(yīng)。.在實(shí)驗(yàn)中選擇三次吸附，因?yàn)槿挝讲粌H實(shí)現(xiàn)了高吸附TCE去除效率，足夠TCE可吸附在活性炭中。

　　一、pH對(duì)活性炭吸附/再生過(guò)程的影響。

　　為了研究pH動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)對(duì)活性炭吸附過(guò)程的影響。吸附實(shí)驗(yàn)在2L TCE溶液(30mg L-1)和1g同時(shí)在活性炭中進(jìn)行初始活性炭pH調(diào)整到3，7和9從5mL分析反應(yīng)溶液樣品TCE濃度。在含有1mL抗壞血酸(0.1mol L-1)的10mL硼硅酸鹽小瓶混合10、30、60、120、180、240、360、480、720和1440分鐘。

　　在活性炭再生過(guò)程中，首先進(jìn)行吸附和溶液pH固定在7，選擇反應(yīng)時(shí)間12小時(shí)(根據(jù)吸附平衡時(shí)的動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果)。為了幫助活性炭飽和炭飽和（未完全飽和），然后冷凍干燥飽和活性炭，幫助再生。基于吸附的TCE量，溶液pH分別調(diào)整到3、7、9。吸附/再生循環(huán)重復(fù)3次。在反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行分析TCE，HO氯化物濃度。

　　二、鈣離子對(duì)活性炭吸附/再生過(guò)程的影響。

　　研究鈣離子對(duì)活性炭吸附過(guò)程的影響pH動(dòng)力學(xué)測(cè)試7下。吸附實(shí)驗(yàn)在2L TCE溶液(30mg L-1)和1g活性炭中進(jìn)行。將鈣離子濃度調(diào)整到0.01,0.05和0.1mol L-1。取5mL反應(yīng)溶液的等分試樣并在含有1mL抗壞血酸(0.1mol L-1)的10mL硼硅酸鹽小瓶合并10、30、60、120、180、240、360、480、720。和1440分鐘。分析TCE濃度。

　　對(duì)于活性炭的再生過(guò)程，首先吸附溶液pH固定在7，選擇12小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間。為了幫助活性炭飽和炭飽和（未完全飽和），然后冷凍干燥飽和活性炭，幫助再生。根據(jù)吸附的TCE將溶液中的鈣離子濃度調(diào)整到0.01,0.05和0.1 mol L-吸附/再生循環(huán)重復(fù)3次。在反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行分析TCE，HO氯化物濃度。

　　pH對(duì)活性炭吸附/再生過(guò)程的影響

　　pH活性炭表面電荷的變化會(huì)影響吸附性能。如圖1所示，吸附/再生循環(huán)，不同pH三次。圖1左Y軸在吸附/再生循環(huán)期間表示吸附或氧化TCE圖1右Y軸表示吸附/再生循環(huán)期間TCE再生效率。在再生期間TCE*終被氧化成氯化物(1)mol TCE*終產(chǎn)生3mol氯化物)，這意味著氯化物可以代表TCE的氧化量。除3氧化產(chǎn)生的氯化物外TCE量。在**次再生循環(huán)中，3、7和9之間存在差異pH條件下，30.22%，29.29%和33.98%的TCE礦化成氯化物(圖1)。然而，在第二次和第三次再生周期中，當(dāng)pH3時(shí)，活性炭的再生效率降至26.75%和21.87%。由于pH值為7和9時(shí)TCE當(dāng)吸附減少(圖1)時(shí)pH9點(diǎn)，活性炭的再生效率提高到42點(diǎn).52%和44.01%，降至17.04%，然后在pH7點(diǎn)到30.41%。

　　pH對(duì)活性炭吸附/再生過(guò)程的影響。

　　鈣離子對(duì)活性炭吸附/再生過(guò)程的影響

　　由于其在化合物形式中的溶解度相對(duì)較低，地下水中的鈣離子容易沉淀和復(fù)合。人們普遍認(rèn)為，pH活性炭上無(wú)帶電有機(jī)化合物的吸附帶電有機(jī)化合物的吸附。然而，鈣離子的存在會(huì)影響溶液中活性炭的吸附能力和鐵的氧化能力。CaSO 4和CaCO 3容易沉淀在地下水中，顯然會(huì)影響活性炭的吸附能力。

　　如所示，進(jìn)行了兩次吸附/再生循環(huán)。鈣離子存在于**次吸附/再生循環(huán)中，TCE去除顯著減少。顯然，即使活性炭在第二次吸附/再生循環(huán)中再生，在鈣離子條件下也很難去除TCE。這說(shuō)明鈣離子不僅在活性炭的吸附能力上，而且在其再生過(guò)程中起著重要作用。原因可能是鈣離子與其他離子的結(jié)合，容易沉淀在活性炭表面，影響其吸附能力，導(dǎo)致第二循環(huán)TCE減少去除。

　　鈣離子濃度不同TCE去除。

　　一般來(lái)說(shuō)，即使在低濃度下，鈣離子對(duì)活性炭吸附能力和再生的影響也很明顯。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出結(jié)論，活性炭滲透反應(yīng)墻是一種有價(jià)值的地下水處理方法。由于一些環(huán)境因素影響活性炭的吸附效果，需要改進(jìn)，但具有立即去除有機(jī)污染物的優(yōu)點(diǎn)，然后在吸附/再生過(guò)程中可持續(xù)使用。