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活性炭國家專精特新“小巨人”企業(yè)活性炭產(chǎn)學(xué)研合作

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活性炭對砂石過濾器改進(jìn)減少磷流失
文章作者:韓研網(wǎng)絡(luò)部 更新時間:2022-4-12 15:28:07

  活性炭對砂石過濾器改進(jìn)減少磷流失

  氮(N)和磷(P)等營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體,會刺激了藻類和其他水生植物的生長,從而啟動了富營養(yǎng)化過程。在大多數(shù)淡水系統(tǒng)中,磷是加速富營養(yǎng)化過程的主要限制性養(yǎng)分,磷向水生系統(tǒng)的異地遷移一直是水質(zhì)管理特別關(guān)注的問題。雨水徑流造成的磷(P)損失是一個水質(zhì)問題,本研究的目的是研究活性炭用于磷去除的砂石過濾器。進(jìn)行批量吸附實(shí)驗(yàn)在浸出實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時評估砂石過濾器和活性炭的磷吸附。

  過濾介質(zhì)和活性炭

  主要的多孔介質(zhì)(圖1)是市售的游砂和浮石,它們是相同的材料。游砂質(zhì)地細(xì)砂(97.5%沙子、1.8%淤泥和0.7%粘土,根據(jù)比重計法),而浮石的直徑大多大于2毫米。活性炭是韓研出廠的,是本研究中摻入沙子或浮石柱的吸附活性炭。有關(guān)活性炭詳細(xì)信息,請聯(lián)系我們。

  圖1:用作主要過濾介質(zhì)的沙子和浮石材料。

  批量吸附實(shí)驗(yàn)的方法

  酸二氫鉀在去離子水中制備磷溶液,將活性炭稱重到試管中,,并用36mL的16.3mg/L-1正磷酸鹽平衡,僅包括沙子或浮石樣品。將管在端到端振蕩器上以90min-1的頻率平衡24小時,并通過0.2-μm膜過濾器過濾上清液。根據(jù)鉬酸鹽法,使用UV-VIS分光光度計分析濾液中的正磷酸鹽。總共16根柱子(直徑7.62厘米,高7.62厘米)用沙子或浮石填充到4.56厘米的深度(圖2)。十六列對應(yīng)于由兩種過濾器(沙子或浮石)和四種活性炭改進(jìn)材料組成的實(shí)驗(yàn),包括對照(無添加活性炭),一式兩份。將含活性炭改良劑和不含活性炭改良劑(按重量計5%)的沙子或浮石混合,然后將其干填充到柱中。每個柱子的底部都用粗棉布保護(hù),這樣可以大限度地減少過濾材料的損失。

  圖2:過濾柱實(shí)驗(yàn)設(shè)置。

  間歇吸附磷

  在間歇吸附條件下,活性炭對水中磷的去除率高達(dá)19%,而僅砂石過濾器對磷的去除率低得多(1.7%至2.3%)圖3。值得注意的是,對活性炭的去離子水提取物證實(shí),碳材料本身溶解出了相當(dāng)高的磷濃度。眾所周知,作為土壤改良劑的生物炭可以提高土壤的養(yǎng)分保持能力。然而,本研究中測試的生物炭在實(shí)驗(yàn)室條件下沒有顯示出磷的吸附甚至釋放。在我們的研究中,值得注意的是,活性炭去除了19%的水溶液磷;钚蕴咳コ卓梢酝ㄟ^額外的氧化步驟來解釋。

  圖3:批量吸附實(shí)驗(yàn)中的磷(正磷酸鹽)去除率。

  過濾柱實(shí)驗(yàn)中的磷浸出

  過濾柱流出物中的磷濃度隨著整個磷溶液的增加,活性炭改進(jìn)的沙柱和用活性炭改進(jìn)的浮石柱顯示出最低的磷濃度,這表明活性炭柱在吸附階段(浸出)在一定程度上地保留了磷,與批量吸附實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相匹配。在解吸階段,所有柱中的總磷濃度下降,并在浸出事件結(jié)束時達(dá)到最低磷濃度。

  圖4:過濾柱實(shí)驗(yàn)中的磷(正磷酸鹽)保留率。

  通過浸出的磷累積量與施用的磷量估計的磷保留(%)顯示了活性炭改進(jìn)的沙子和浮石柱的區(qū)別圖4;钚蕴扛倪M(jìn)的砂柱產(chǎn)生很高的磷保留(37%),其次是活性炭改進(jìn)的砂柱保留(30%)。僅浮石柱在磷保留方面的效果最差(13%)。總體而言,在任何活性炭改進(jìn)中,砂柱產(chǎn)生的磷保留比浮石柱高4-10%。這種差異可能歸因于砂柱比浮石柱的體積密度更大,粒徑更細(xì),從而使磷在砂柱中的保留時間更長。

  活性炭對砂石過濾器改進(jìn)減少磷流失,本研究展示了用活性炭改進(jìn)的沙子和浮石過濾器對水性磷吸附的性能。在批量吸附實(shí)驗(yàn)下,沙子和浮石介質(zhì)本身的磷吸附能力有限(1.7%到2.3%)。在活性炭中,活性炭表現(xiàn)出最高的磷吸附量(19%),過濾柱實(shí)驗(yàn)證實(shí)活性炭改進(jìn)的砂柱通過浸出產(chǎn)生的磷損失最低,其次活性炭改進(jìn)的浮石柱。

文章標(biāo)簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質(zhì)活性炭,木質(zhì)活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.

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