影响高分子除氯剂吸附效果因素专题报告
高分子材料科学与工程-王京平-超高交联树脂对氯酚类化合物的吸附性能
第22卷第4期高分子材料科学与工程V o l.22,N o.4 2006年7月POL Y M ER M A T ER I A L S SC IEN CE AND EN G I N EER I N G Jul.2006超高交联树脂对氯酚类化合物的吸附性能Ξ王京平,费正皓,唐树和(江苏省滩涂生物资源与环境保护重点建设实验室,盐城师范学院应用化学与环境工程研究所,江苏盐城224002)摘要:通过静态吸附研究,比较了Am berlite XAD24和ZH201吸附树脂对水溶液中22氯苯酚、2,42二氯苯酚、2,4,62三氯苯酚的吸附热力学特性。
结果表明,在288K～318K和研究的浓度范围内,ZH201、XAD24对氯酚类化合物的吸附平衡数据符合F reundlich和L angm uir吸附等温方程。
22氯苯酚在两树脂上的吸附为放热过程,是单分子层的物理吸附;而2,42二氯苯酚和2,4,62三氯苯酚在XAD24吸附是单分子层物理吸附,在ZH201的吸附属单分子层吸热过渡化学吸附,主要是毛细管凝聚和微孔填充作用造成的吸附。
并计算了氯酚类化合物在两树脂上的吸附焓变、自由能变、吸附熵变,对吸附行为进行了合理的解释。
关键词:超高交联树脂;氯苯酚;吸附热力学中图分类号:TB34 文献标识码:A 文章编号:100027555(2006)0420238205 氯酚类化合物是美国环保局规定的优先控制的有机污染物,同样也是欧共体国家和我国有限测定饮用水中的项目之一[1]。
它是合成杀螨剂、杀鼠剂、除草剂和防霉剂的农药中间体[2];也是生产治疗冠心病和脑兴奋剂药物的医药中间体,在其生产过程中排放出大量的有毒有机废水。
吸附树脂是内部呈交联网状结构的高分子球状体,具有可选择的孔结构和表面化学结构,通过分子间的非共价键力从水溶液中吸附有机溶质,并可方便地洗脱再生,从而实现废水中有机物质的富集、分离和回收[3～5]。
因此,用树脂法处理化工废水受到企业和科学工作者的广泛关注。
混凝_吸附处理黄河水及对氯消毒中氯衰减的影响
第31卷第5期2010年5月环境科学ENVIRONMENTAL SCIENCEVol.31，No.5May ，2010混凝-吸附处理黄河水及对氯消毒中氯衰减的影响战晓，高宝玉*，刘斌，许春华，岳钦艳（山东大学环境科学与工程学院，山东省水污染控制与资源化重点实验室，济南250100）摘要：选用2种无机高分子混凝剂聚合氯化铁（PFC ）和聚合氯化铝（PAC ）处理黄河水，考察了混凝剂的投加量对浊度、UV 254、DOC 和高锰酸盐指数的去除效果，并结合混凝出水的Zeta 电位分析其混凝机制.选择粉末活性炭与混凝联用，研究了混凝剂和吸附剂投加量以及二者的投加顺序对有机物去除效果的影响，并对混凝吸附后出水进行加氯消毒，考察水中残余氯随时间的变化.结果表明，2种混凝剂均有较高的浊度去除率（﹥90%）.PAC 对UV 254、高锰酸盐指数和DOC 的去除率分别为29.2%、26.1%和27.9%；PFC 对三者的去除率分别为32.3%、23.3%和32.9%.PAC 在混凝过程中，电中和作用占主导地位；PFC 在混凝过程中，吸附架桥和电中和同时发挥作用.混凝-吸附联用处理黄河水样时，有机物的去除率随混凝剂和吸附剂投加量的增加而升高.先混凝后吸附工艺对UV 254和DOC 的去除效果优于先吸附后混凝工艺.先使用PAC 混凝后吸附对UV 254和DOC 的去除率分别为95.2%和99.9%；对于PFC ，先混凝后吸附对UV 254和DOC 的去除率分别为90.1%和99.9%.但是先投加粉末活性炭能提高矾花的沉降性能，且处理出水在保持持续消毒效果方面优于前者.关键词：混凝；吸附；黄河水；有机物；氯衰减中图分类号：X522；TU991.2文献标识码：A文章编号：0250-3301（2010）05-1198-08收稿日期：2009-07-18；修订日期：2009-09-02基金项目：“十一五”国家科技支撑计划重点项目（2006BAJ06B05）；“十一五”国家水污染控制与治理重大专项（2008ZX07422-003-02）作者简介：战晓（1986 ），女，硕士研究生，主要研究方向为水处理技术，E-mail ：zhxiao2007@ *通讯联系人，E-mail ：bygao@Coagulation and Adsorption on Treating the Yellow River and the Impact on Chlorine Decay During Chlorination ProcessZHAN Xiao ，GAO Bao-yu ，LIU Bin ，XU Chun-hua ，YUE Qin-yan（Shandong Key Laboratory of Water Pollution Control and Resource Reuse ，School of Environmental Science and Engineering ，Shandong University ，Ji'nan 250100，China ）Abstract ：Two types of inorganic polymer coagulants ，polyferric chloride （PFC ）and polyaluminum chloride （PAC ），were chosen to treat the Yellow River water.Different dosages were investigated in order to investigate the turbidity ，UV 254，DOC and permanganate index removal efficiency and their coagulation mechanisms based on the Zeta potentials.The natural organic matter removal by the combination of coagulation and adsorption with powder activated carbon were analyzed based on different coagulant and adsorbent dosages and dosing orders.The effects of combination of coagulation and adsorption on the residual chlorine decay were analyzed.The results showed that the two coagulants had high turbidity removal efficiency （>90%）.The UV 254，DOC ，permanganate index removal efficiency were 29.2%，26.1%and 27.9%respectively for PAC coagulation and were 32.3%，23.3%and 32.9%respectively for PFC.Electric neutralization played an important role in the PAC coagulation process while both adsorption bridging and electric neutralization performed when PFC was used.The removal percentage of organic matter increased with the increase coagulant and adsorbent.The adsorption after coagulation process gave the better UV 254and DOC removal efficiency than the coagulation after adsorption.The UV 254and DOC removal efficiency were 95.2%and 99.9%for PAC coagulation after adsorption and were 90.1%and 99.9%for PFC coagulation first.But adding powder activated carbon can improve floc settlement performance and maintained persistent disinfection effect.Key words ：coagulation ；adsorption ；Yellow River ；organic matter ；chlorine decay地表水中天然有机物（natural organic matters ，NOM ）会使水产生色度和臭味［1］，降低水处理工艺的处理效果，对人体健康存在潜在的毒害作用.而且NOM 在消毒过程中易产生三氯甲烷类、卤乙酸等对人类有致癌作用的消毒副产物（disinfection by-products ，DBPs ）［2，3］.因此对地表水中有机物的去除日益成为大家关注的焦点［4］.常规的“混凝-沉淀-过滤-加氯消毒”给水处理工艺至今仍被世界上大多数国家所采用，是以地表水为水源的水处理工艺，它能有效去除水中的浊度和细菌，但对有机物的去除能力有限［5 7］，且去除过程主要集中在混凝-沉淀阶段［8］，因此对有机物的去除需要结合其他工艺流程进行综合优化考虑.活性炭很早就被用于常规处理中强化控制致味、致嗅化合物，它是DBPs 有机前驱物的一种有效5期战晓等：混凝-吸附处理黄河水及对氯消毒中氯衰减的影响吸附剂，对有机物特别是小分子量有机物的吸附能力较强［9，10］.将活性炭吸附与混凝联用，可在很大程度上弥补了混凝阶段对NOM中相对分子质量小的有机物去除率不高的缺陷［11］，也是控制三卤甲烷等DBPs最具可行性的方法［12］.目前，对于混凝和活性炭吸附联用的处理工艺已经有较多的研究［13 17］，但是混凝吸附联用顺序对NOM的去除及其对加氯消毒过程中氯衰减的影响研究较少.本实验选取2种无机高分子混凝剂聚合氯化铝（PAC）和聚合氯化铁（PFC），研究其对黄河水的处理效果，并与粉末活性炭吸附联用，讨论了混凝吸附联用工艺顺序对NOM的去除效果及对加氯消毒过程氯衰减的影响.1材料与方法1.1仪器及材料ZR4-6型混凝实验搅拌机，2100P型便携式液体浊度仪，HY-4调速多用振荡器，JH-752型紫外/可见分光光度计，Zetasizer3000Hsa型Zeta电位分析仪，HI93711余氯/总氯浓度测定仪，TOC-VCPH 型TOC测定仪，FA2004N电子天平.AlCl3·6H2O（AR），FeCl3·6H2O（AR），无水Na2CO3（AR），Na2HPO4·12H2O（AR），无水乙醇（AR），HCl（AR），NaOH（AR），KMnO4（AR），Na2C2O4（GR），NaClO（AR），活性炭粉（AR）；实验用水均为去离子水.1.2实验水样实验水样取自黄河济南泺口段.黄河水为济南市的主要饮用水水源，影响其水质的主要污染物为泥沙和微量有机物.将水样静置24h后，取上清液进行烧杯实验.上清液水质如表1所示.1.3实验方法表1实验水样水质Table1Physicochemical characteristics of test water温度/ħ浊度/NTU pH值DOC/mg·L－1UV254高锰酸盐指数/mg·L－115.0 20.010.1 15.68.07 8.42 2.058 2.9790.062 0.071 2.30 2.441.3.1混凝剂的制备取一定量的FeCl3·6H2O固体于烧杯中，加入约30mL去离子水，磁力搅拌至完全溶解，缓慢加入Na2CO3粉末至预定碱化度（［OH－］/［Fe3+］），待泡沫消失后，按照磷、铁摩尔比为0.08的比例加入稳定剂Na2HPO4·12H2O粉末，继续搅拌至完全溶解，制得PFC溶液.静置熟化24h，备用.将AlCl3·6H2O和无水Na2CO3固体粉末分别研碎，按预定的碱化度（［OH－］/［Al3+］）充分混合，将混合粉末在30min内缓慢加入到盛有100mL去离子水、处于80ħ水浴中的反应器内.反应过程中快速搅拌，至溶液为无色透明状时反应结束，制得PAC溶液.静置熟化24h，备用.混凝剂的基本性质见表2.表2混凝剂基本化学指标Table2Characteristics of coagulants混凝剂碱化度Fe2O3或Al2O3含量/%pHPFC0.510.00.70ʃ0.10PAC 2.0 4.5 2.85ʃ0.101.3.2吸附剂的制备实验用粉末活性炭由天津市广成化学试剂有限公司生产的活性炭（粉）研磨而成.将活性炭（粉）用研钵磨细，过100目筛后用去有机物水冲洗，烘干，放在干燥器内备用.实验均用同一批粉末炭样.1.3.3混凝实验于快速搅拌下（200r/min）向1000mL水样中加入一定量的混凝剂（以Fe3+或Al3+计），继续搅拌1min后慢速搅拌（40r/min）15min，静沉结束后，取上清液测定相关水质指标.1.3.4吸附实验取原水水样或者混凝出水于具塞锥形瓶中，加入一定量的粉末活性炭，在25ħ，150r/min条件下振荡2h，然后过滤并取滤液测相关水质指标.1.3.5先吸附后混凝效果实验于快速搅拌下（200r/min）向1000mL水样中加入一定量的粉末活性炭，快搅2h后加入一定量的混凝剂，进行混凝实验.静沉结束后取上清液测相关水质指标.1.3.6氯消毒实验将NaClO溶液稀释成有效氯（以Cl2计）含量为1.5g/L的NaClO储备液，取500mL处理后出水于棕色瓶中，投加2mg/L NaClO储备液，用玻璃塞封口.测定不同时间水样的游离性余氯浓度.1.3.7氯衰减模型氯衰减一级模型是所研究氯衰减模型中最简单9911环境科学31卷也是迄今为止应用最广的模型之一［18］.本实验选择一级模型对氯消毒实验中余氯数据进行数据拟合，数据处理如下：dc /dt =－K b c（1）积分可得：c t =c 0exp （－K b t ）+b =c 0exp （－t /k b ）+b （2）式中，c t 为t 时刻的氯质量浓度；c 0为初始时刻氯质量浓度；K b 为水中氯衰减系数，k b 为其倒数，与氯衰减速度成反比；b 为实验结束时的游离性余氯量；t为时间.2结果与讨论2.1投加量对混凝效果的影响在原水pH 下进行混凝实验，考察PFC 和PAC对UV 254、高锰酸盐指数、DOC 和浊度的去除效果，实验结果见图1.图1混凝剂投加量对混凝效果的影响Fig.1Effects of coagulant dosages on coagulation由图1可见，随着混凝剂投加量的增加，UV 254、高锰酸盐指数和DOC 的去除率随之升高.在低投加量下，PAC 对UV 254和DOC 的去除效果较好，在高投加量下，PFC 对二者有较高的去除率.在实验投加量范围内，PAC 对高锰酸盐指数的去除率高于PFC 对其去除率.混凝剂投加量为0.24mmol /L 时，PAC 对UV 254、高锰酸盐指数和DOC 的去除率分别为29.2%、26.1%和27.9%；PFC 对三者的去除率分别为32.3%、23.3%和32.9%.随着投加量的增加，2种混凝剂的浊度去除率迅速增大且最后趋于稳定.当投药量>0.08mmol /L 时，2种混凝剂的浊度去除率均能达到90%以上，剩余浊度<1NTU.PAC 投加量>0.18mmol /L 时，剩余浊度略有上升.混凝出水的Zeta 电位随投药量的变化如图2所示.结果表明，随着投加量的增加，2种混凝体系的Zeta 电位均呈现逐渐升高的趋势.PFC 混凝体系Zeta 电位上升缓慢，在投加量范围内没有达到等电点，而PFC 对UV 254、高锰酸盐指数、DOC 和浊度的去除率却随投加量的增加明显升高.由此可知电中和作用并不是PFC 混凝的主要作用机制，吸附架桥在混凝过程中发挥了重要作用.PAC 混凝体系Zeta 电位随着投药量的增加明显上升，在等电点附近达0215期战晓等：混凝-吸附处理黄河水及对氯消毒中氯衰减的影响图2混凝剂投加量对混凝效果的影响Fig.2Effects of coagulant dosages on Zeta potentials到了对浊度的最佳去除效果，这说明混凝过程中，电中和作用占主导地位，使其与水中带负电荷的大分子有机物质结合能力强，使之易于除去，这也可能是低投加量下PAC 混凝体系对UV 254、DOC 和高锰酸盐指数去除率高于PFC 的原因.随着投加量的继续增加，Zeta 电位呈现正值，水中胶体表面电荷出现反转，增加了絮体之间的排斥力，使得絮体在水中重新稳定，从而引起浊度去除率下降.2.2混凝剂投加量对混凝吸附联用的影响在原水pH 值下，固定粉末活性炭的投加量为0.2g /L ，选用不同投加量的PAC 和PFC 进行混凝吸附联用实验，研究混凝剂投加量对混凝吸附联用效果的影响，实验结果见图3.图3混凝剂投加量对混凝吸附效果的影响Fig.3Effects of coagulant dosages on combination of coagulation and adsorption由图3可以看出，混凝吸附联用对UV 254和DOC 的去除率较高，随着混凝剂投药量的增加，去除率缓慢增加.PAC 与粉末活性炭联用对UV 254的去除率较高.在较低的混凝剂投加量范围内，PFC 与粉末活性炭联用对DOC 的去除率高于PAC 与吸附联用对DOC 的去除率；但在高投加量范围内，情况相反.混凝剂投加量为0.02mmol /L 时，PFC 混凝与粉末活性炭吸附后，UV 254和DOC 的去除率分别为83.1%和90.6%，单独使用PFC ，二者去除率仅为3.1%和0.8%；使用PAC 与粉末活性炭处理水样，UV 254和DOC 的去除率分别为87.1%和85.3%，单独使用PAC 对二者的去除率仅为6.2%和7.6%.由此可见，混凝与粉末活性炭吸附联用，可以大大提高对有机物的去除效果，减少混凝剂的投加量.2.3吸附剂投加量对混凝吸附联用的影响在原水pH 值下，分别投加0.06mmol /L 的PAC和0.08mmol /L 的PFC ，混凝后出水进行吸附实验，研究粉末活性炭投加量对黄河水中有机物的去除效果，实验结果如图4所示.结果表明，随着粉末活性炭投加量的增加，混凝吸附体系对水中有机物去除率增加.粉末活性炭投加量为0.2g /L 时，PFC 与其联用对UV 254和DOC 的去除率分别为89.7%和97.2%；PAC 与其联用对UV 254和DOC 的去除率分别为89.2%和98.3%.混凝工艺主要去除相对分子质量>6000的有机物，而粉末活性炭去除的有机物主要集中在相对分子质量<6000的部分，两者重叠性较小［8］，故联用对有机物有较好的去除率.2.4混凝和吸附联用顺序的影响固定粉末活性炭的投加量为0.2g /L ，分别采用先混凝后吸附（PAC +粉末活性炭/PFC +粉末活性炭）和先吸附后混凝（粉末活性炭+PAC /粉末活性炭+PFC ）的方法处理黄河水，研究混凝吸附联用顺序对黄河水中有机物的去除效果，实验结果如图51021环境科学31卷所图4吸附剂投加量对混凝吸附效果的影响Fig.4Effects of adsorbent dosages on combination of coagulation andadsorption图5混凝吸附联用顺序对处理效果的影响Fig.5Effects of combination orders on treatment efficiency示.随着混凝剂投加量的增加，2种工艺对有机物的去除率逐渐上升.无论使用PFC 还是PAC ，先混凝后吸附工艺对UV 254和DOC 的去除效果优于先吸附后混凝工艺的去除效果.这可能是因为混凝去除了水中大分子物质［19］，减少了对后续粉末活性炭吸附孔道的堵塞，活性炭吸附小分子有机物质的能力得到了充分发挥，这也弥补了常规处理工艺对低分子质量有机物去除率较低的不足［20］.先吸附后混凝过程，由于水中大分子有机物质的存在对吸附过程具有堵塞孔道的作用，使得活性炭的吸附效果不能充分发挥.2.5先吸附后混凝对絮体沉降性能的影响絮体沉降性能的优劣对于“混凝-沉淀”工艺20215期战晓等：混凝-吸附处理黄河水及对氯消毒中氯衰减的影响的处理效果具有重要影响，良好的沉降性能可以减少沉降时间，降低水力停留时间，提高沉淀池的处理能力.固定混凝剂投加量为0.24mmol /L ，吸附剂投加量为0.2g /L ，选用混凝和先吸附后混凝过程进行烧杯实验，测定静置沉降阶段上清液的剩余浊度随时间的变化，实验结果如图6所示.图6静置沉降阶段剩余浊度随时间变化情况Fig.6Variety of residual turbidity with time in the settlement从图6可以看出，先吸附后混凝和单独混凝后上清液的剩余浊度均随时间的延长逐渐降低.粉末活性炭+PFC 体系、粉末活性炭+PAC 体系分别沉降3min 和10min 后，上清液浊度可降至1NTU 以下.而单独使用PFC 和PAC 混凝，浊度降至1NTU 以下时，分别需要10min 和15min.因此，投加粉末活性炭使絮体沉降性能较单独混凝具有一定的优势，所生成的絮体可以在相对较短的时间内达到良好的沉降效果.这可能是由于粉末活性炭的吸附性，在混凝过程中起到助凝作用，为水中有机物提供了一个附着点，从而提高了矾花的沉淀性能［21］.2.6混凝和吸附顺序对消毒过程中氯衰减的影响为了研究混凝和吸附联用对于加氯消毒过程中氯衰减的影响，对单独混凝、先混凝后吸附、先吸附后混凝出水进行氯消毒实验，测定游离性余氯随时间的变化，根据式（2）对数据进行拟合，结果见图7.图7氯消毒衰减曲线拟合Fig.7Model fitting to experimental chlorine decay data从图7可以看出，在开始的12h 内，氯的衰减速度极快，之后衰减速度减缓，最终余氯量趋于稳定.水中消耗氯的有机物可分为快速还原剂和慢速还原剂［22，23］，在起初很短的时间内，快速还原剂与氯完全反应，慢速还原剂部分反应，即为图中曲线的快速下降阶段，之后，只有慢速还原剂与氯反应，随着慢速还原剂和氯的消耗，反应速度越来越慢，当慢速反应剂和氯的浓度比超过阈值后，反应停止，余氯浓度不再变化，即图中曲线趋于平衡.表3是消毒数据拟合公式及相应参数.先吸附3021环境科学31卷后混凝出水进行消毒处理时，游离性余氯衰减kb值大于先混凝后吸附出水的kb值，即游离性余氯衰减速度前者低于后者.由于游离性余氯成分较为单一，可作为衡量消毒效果的指标之一［24］，而且卤代烃浓度含量和余氯变化正好成反比，余氯含量越少，卤代烃的含量越多［25，26］.混凝和吸附联用处理出水进行氯消毒后，最终游离性余氯含量比较为：粉末活性炭+PFC﹥PFC+粉末活性炭﹥PFC；粉末活性炭+ PAC﹥PAC+粉末活性炭﹥PAC.因此采用PFC 和PAC进行混凝处理时，与粉末活性炭吸附联用可以保持持续的消毒效果.这是因为联用处理比单独混凝去除有机物多，因而可与氯反应的有机物量减少，能够生成的消毒副产物量减小，最终游离性余氯含量较多；单独混凝后出水有机物含量较多，耗氯量增加，最终游离性余氯含量较少，消毒副产物的生成量增加，水质的化学稳定性较差.而且先进行粉末活性炭吸附后进行混凝处理，比先混凝后吸附在保持消毒效果方面更具优势.表3混凝吸附出水消毒后余氯拟合方程及参数Table3Fitting equations and parameters of residual chlorine after coagulation and adsorption treatment混凝剂和吸附剂游离性余氯拟合方程R2k b b PFC y=0.18013exp（－x/0.62832）+0.053030.942130.628320.05303 PFC+粉末活性炭y=0.96344exp（－x/0.00916）+0.125980.888900.009160.12598粉末活性炭+PFC y= 1.28817exp（－x/0.86610）+0.169880.977900.866100.16988 PAC y=1.10171exp（－x/0.07057）+0.156950.940390.070570.15695 PAC+粉末活性炭y=1.30634exp（－x/0.33997）+0.169500.951240.339970.16950粉末活性炭+PAC y= 1.31181exp（－x/0.75355）+0.374430.967790.753550.374433结论（1）2种混凝剂在处理黄河水时，具有较高的浊度去除率.在较低投加量下，PAC对UV254和DOC的去除效果较好，在高投加量下，PFC的效果较好；在实验投加量范围内，与PFC相比，PAC对高锰酸盐指数去除率较高.PAC混凝过程中，电中和作用占主导地位；而PFC混凝过程中，吸附架桥和电中和同时发挥作用.（2）混凝-吸附联用工艺处理水样时，有机物的去除率随着混凝剂和吸附剂投加量的增加而升高.（3）先混凝后吸附工艺对UV254和DOC的去除效果优于先吸附后混凝工艺，但是投加粉末活性炭能提高絮体的沉降性能.（4）先吸附后混凝出水进行消毒处理时，在保持持续消毒效果和减少消毒副产物生成量方面优于先混凝后吸附工艺.参考文献：［1］Edwards G A，Amirtharajah A.Removing colour caused by humic acids［J］.J AWWA，1985，77：50-57.［2］Kavanaugh M C.Modified coagulation for improved removal of trihalomethane precursors［J］.J AWWA，1978，70：613-620.［3］Gallard H，Gunten U V.Chlorination of natural organic matter：kinetics of chlorination and of THM formation［J］.Water Res，2002，36（1）：65-74.［4］Sharp E L，Parsons S A，Jefferson B.Seasonal variations in natural organic matter and its impact on coagulation in watertreatment［J］.Sci Total 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conditions［J］.Desalination，2003，151（1）：53-66.［18］周建华，赵洪宾，薛罡.配水管网中与有机物反应的余氯衰减动力学模型［J］.环境科学，2003，24（3）：45-49.［19］Haberkampa J，Ruhl A S，Ernst M，et al.Impact of coagulation and adsorption on DOC fractions of secondary effluent andresulting fouling behavior in ultrafiltration［J］.Water Res，2007，41（17）：3794-3802.［20］王福连，高乃云，徐斌，等.颗粒活性炭吸附去除黄浦江原水中有机物的研究［J］.中国给水排水，2006，22（11）：1-5.［21］姜瑞雪，王龙，张丽.强化混凝在微污染水源水处理中的应用［J］.水资源保护，2006，22（5）：68-70.［22］Kastle G J，Fisher I H，Jegatheesan V.Evaluation of chlorine Decay kinetics expressions for drinking water distribution systermsmodeling［J］.J Water SRT-Aqua，1999，48（6）：219-226.［23］李星，杨艳玲，彭永臻，等.高锰酸钾与氯联用预处理控制三卤甲烷形成的效能与机理［J］.给水排水，2005，31（10）：24-27.［24］赵进沛，李秀芹.饮水消毒中的有效氯和余氯及其含量测定［J］.职业与健康，2008，24（20）：2213-2214.［25］吴卿，赵新华.管网饮用水三氯甲烷检测与影响因素分析［J］.中国公共卫生，2006，22（5）：587-588.［26］叶必雄，王五一，杨林生，等.饮用水中卤乙酸的研究进展［J］.卫生研究，2006，35（3）：373-376.5021。
铜、铬、铅和砷对自然水体生物膜吸附五氯酚的影响
⑥
２ ０ １ ５ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
铜、 铬、 铅 和砷对 自然水体生物膜吸附 五 氯 酚 的影 响
朱 时佳 花修 艺 郭 志勇 张利文 董德 明 李录峰 孙 宁
（ 地下水资源与环境教育部重点实验 室 ， 水 资源与水环境 吉林 省重点实验室 ， 吉林 大学环境与资 源学 院， 长春 １ ３ ０ ０ １ ２ ）
中图法分类号 ０ ６ ４ ７ ． ３ ２
Ｘ １ ３ ２ ；
文献标志码
Ａ
重 金 属和 持久 性有 机污 染物 作 为持久 性有 毒 物 质受 到人 们 的广泛 关注 。两 类污 染物 在 自然水 体 中
作 用机制 仍 不 清楚 。 因此 ， 本 文 选 取 五氯 酚 （ Ｐ Ｃ Ｐ） 为可离子 化 有机 污染 物 的代 表— — Ｐ ｃ Ｐ及其 钠 盐作
市 段 。将 附着生 物 膜 的 近 岸 浅层 岩 石从 水 中取 出 ， 将 表层 生物 膜 （ 厚 度 ＜５ １ Ｔ Ｉ ｍ） 刮 人 盛 有 微 量 矿 物 盐 溶 液 的容器 内并 迅 速 转 移 至实 验 室 ¨ 。取 一 定 量
充 分搅 拌 均匀 的生 物膜 悬浊 液 ， 经冷 冻干 燥后 ， 称 量
干重 ， 建立 生 物膜悬 浊 液体 积与 其 干重 的关 系 曲线 ， 并以其干重对实验结果进行分析比较。
１ ． ２ 吸 附 实 验
目前 ， 关 于共 存 重金 属 对 自然水 体 生 物 膜 吸 附
持 久性 有机 污染 物 的影 响 尚未 得 到广 泛 研 究 ， 相 关
２ ０ １ ５年 ２月 １日收到 国家 自然科 学基金（ ２ １ ２ ７ ７ ０ ５ ６， ２ １ ３ ０ ７ ０ ４ １ ） 和国家“ 水污染控制与治理科技 重大专项 ”
常顶瓦斯油吸附法脱除微量氯的实验研究的开题报告
常顶瓦斯油吸附法脱除微量氯的实验研究的开题报告一、选题背景随着工业化的快速发展，工业过程中所产生的废气中，含有许多有害的气体污染物，如氯气、二氧化硫等。
这些气体污染物的大量排放不仅会严重危害环境和人民的健康，还会导致大气污染、酸雨等问题的产生。
因此，除去工业废气中的有害气体污染物成为了一个亟待解决的环保难题。
其中，氯气作为一种高毒、易爆和高压气体，其处理难度较大。
在氯气的去除技术中，常顶瓦斯油吸附法是一种较为有效的处理方法。
该方法通过油品主要成分的化学反应与氯气反应，使氯气得以捕获，达到了去除氯气的目的。
目前，该方法已经在一些工业生产中得到了应用，但是针对其中微量氯气的去除效果还不尽如人意，这就需要我们进行更加深入的研究。
二、理论意义常顶瓦斯油吸附法为氯气的去除提供了一种全新的解决方案。
通过对常顶瓦斯油吸附法中氯气的去除机理的研究，可以更加深入地了解该方法的工作原理和优化条件。
同时，还可以为实际工程应用提供有效的理论参考和支持，提高氯气去除的效率和准确性。
三、研究内容和方法1.研究对象以常顶瓦斯油为吸附剂，微量氯气为实验对象进行研究。
2.研究内容a. 对常顶瓦斯油中氯气吸附去除的机理进行探究。
b. 制备常顶瓦斯油吸附剂，并对吸附剂的吸附性能进行实验测试。
c. 对不同条件下常顶瓦斯油吸附去除微量氯气的效果进行实验研究。
d. 对实验结果进行分析和总结，提出优化建议。
3.研究方法本研究将采用实验和理论相结合的方法，首先通过实验测试，得到常顶瓦斯油吸附剂的吸附性能指标，并对其吸附去除微量氯气的效果进行评价。
同时，结合有关的理论知识，分析常顶瓦斯油吸附去除微量氯气的机理及影响因素。
最后，根据实验和理论的分析结果，提出相应的优化建议。
四、预期成果通过本次研究，我们预期可以得到以下几个方面的成果：1.充分探究常顶瓦斯油吸附法去除微量氯的机理，并总结吸附去除氯气的优化条件。
2.制备出具有较高吸附去除微量氯气效果的常顶瓦斯油吸附剂，并评估其吸附除氯效果。
水含量对对二甲苯_PX_装置吸附剂_ADS_37_吸附效果的影响_王忠启
辽宁化工 Liaoning Chemical Industry
Vol.45，No. 4 April，2015
水含量对对二甲苯(PX)装置 吸附剂（ADS-37）吸附效果的影响
王忠启, 孙国民, 杨秀波
（中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司芳烃厂, 辽宁 辽阳 111003）
邻二甲苯含量，%（m/m） ≤
颜色（铂-钴色号），号 ≤
酸洗比色
溴指数，mg Br/100 g
≤
总硫含量 ，mg/kg
≤
馏程在（101.3 kPa）下，包括 138.3 ℃,≤
表 3 PX 质量控制指标
指
标
优等品
一等品
清澈透明、无机械杂质、无游离水
99.7
99.5
0.10
0.10
0.10
0.10
0.20
［3］ 张杏祥，桑芝富.管壳式换热器壳程传热性能比较[J].石油化工设 备，2006，35（3）：7~10．
［4］ Lutuha J, Nemcansky J. Performance improvement of tubular heat exchangers by helical baffles [J].Trans IChE, 1990, 68(A): 263-270.
3结论
通过对以上数据分析可以看出，水对吸附剂 ADS-37 工况的影响是较为显著的。而且从数据中 可以看出水不光对间二甲苯有着主要的作用，对邻 二甲苯也有着一定效果。
随着吸附剂含水量上升，对对二甲苯的选择性
微孔能力下降，因为微孔被水占据了，这样降低了 对二甲苯的回收率。如果吸附剂过于干燥，吸附剂 沸石的离子强度受到不利影响且对对二甲苯的选 择性降低。对二甲苯纯度首先由于间二甲苯污染而 降低，在含水量更低时，邻二甲苯污染也增加，但 除非注入的水比建议量低得太多，否则不会发生这 种情况。
纳米镍铁去除氯代烃影响因素的探讨
纳米镍铁去除氯代烃影响因素的探讨
纳米镍/铁去除氯代烃影响因素的探讨
氯代烃是地下水中最常检出的有机污染物之一,传统的处理方法去除率很低.近年来随着铁还原技术的发展,纳米铁和纳米双金属也成为一个活跃的研究领域.利用批实验的研究方法以四氯乙烯(PCE)和四氯化碳(CT)为目标污染物,研究纳米镍/铁在去除PCE过程中的影响因素.实验结果表明,在碱性条件下,纳米Ni/Fe对PCE脱氯速率比在酸性和中性条件下脱氯速率更快;纳米Ni/Fe对初始浓度为6.51 mg/L的PCE溶液脱氯速率是对初始浓度为20.56 mg/L 的PCE溶液脱氯速率的1.8倍;对于氯代程度相同的CT和PCE,对CT的脱氯速率明显快于对PCE.
作者：刘菲黄园英张国臣 LIU Fei HUANG Yuan-ying ZHANG Guo-chen 作者单位：刘菲,张国臣,LIU Fei,ZHANG Guo-chen(中国地质大学(北京)水资源与环境工程北京市重点实验室,北京,100083) 黄园英,HUANG Yuan-ying(国家地质实验中心,北京,100037)
刊名：地学前缘ISTIC PKU英文刊名：EARTH SCIENCE FRONTIERS 年，卷(期)：2006 13(1) 分类号：X52 关键词：四氯乙烯(PCE) 四氯化碳(CT) 纳米镍/铁反应速率脱氯反应。
离子色谱法测定环境空气和废气中氯化氢吸附效率的影响因素研究
2
式中：K— — —吸收瓶的吸附效率，%。
籽1— — —第一支吸收瓶吸收液制备的试料中氯离子浓度，
mg/L。
技术与实践
Technology and Practice
采样频次
籽1 V1 籽2 V2 K
1 0.826
10 0.201
10 80.4
2 0.736
10 0.144
10 83.6
表 1 不同流量采样时氯化氢的吸附效率
3.1 空白实验
空白实验的目的是检验采样容器及运输过程、实验室分
析容器及所有试料等是否清洁无污染，每批样品至少测定两
个实验室空白和两个全程序空白，且实验室空白测定结果应
低于方法检出限，全程序空白测定结果应低于测定下限。
3.2 校准曲线
用离子色谱法测定氯化氢，每次开机均须绘制标准曲
线，标准曲线的线性相关系数应逸0.999，且每测定 10 个样品
应至少带一个中间浓度校核点进行曲线校核，中间浓度校核
点测量值与去标准溶液浓度值的相对误差应臆10%，从而始
终保证校准曲线的准确性及可用性。
3.3 吸附效率
吸收瓶的吸附效率应逸80%，即串联的第二支吸收瓶所
收集的组分应小于第一支吸收瓶的 25%，否则应调整流量或
采样时间，重新采样。
K
=
籽1伊V 1 籽1伊V 1+籽2伊V
揖Keywords铱hydrogen chloride; adsorption efficiency; influence
揖中图分类号铱O657.7；X831
揖文献标志码铱A
揖文章编号铱1673-1069（2021）07-0184-02
1 引言
随着我国经济的迅猛发展，各行业方兴未艾，许多工厂 会产生大量的氯化氢等有毒有害物质，严重威胁人体健康。 在环境监测领域中应用离子色谱法是近年来较为新兴的成 分测定方式之一。离子色谱法作为一种简便、高效、可靠的测 定离子的方法，现今广泛应用于各类环境空气氯化氢样品的 监测。氯化氢为无色非可燃性气体，有极刺激气味，极易溶于 水，且空气中氯离子普遍存在，极易受外来氯离子的干扰，而 氯离子被吸收液吸收后又具有不稳定性，因此，造成氯化氢 吸附效率不合格，影响分析结果的准确性和合理性。本文结 合日常工作经验，研究了离子色谱法测定环境空气和废气中 氯化氢吸附效率的影响因素，提出了监测过程中应该注意的 问题。
氯气捕捉剂降低指标
氯气捕捉剂降低指标
【实用版】
目录
一、氯气捕捉剂的概述
二、氯气捕捉剂降低指标的原因
三、氯气捕捉剂降低指标的影响
四、如何选择合适的氯气捕捉剂
五、未来发展趋势和建议
正文
一、氯气捕捉剂的概述
氯气捕捉剂是一种用于消除氯气污染的化学物质，其主要作用是在污染源和环境之间形成一种吸附和转化的反应，将氯气转化为无害或低毒物质，从而降低环境中氯气的含量。
二、氯气捕捉剂降低指标的原因
氯气捕捉剂可以降低氯气指标，主要是因为其具有选择性的吸附能力。
氯气捕捉剂能够选择性地吸附氯气，而不与环境中的其他物质发生反应。
通过这种方式，它可以有效地消除氯气污染，从而降低氯气指标。
三、氯气捕捉剂降低指标的影响
氯气捕捉剂降低氯气指标的影响主要体现在环境保护方面。
氯气是一种有毒气体，对人体和环境都有很大的危害。
通过使用氯气捕捉剂，可以有效地消除氯气污染，从而保护环境和人体健康。
四、如何选择合适的氯气捕捉剂
选择合适的氯气捕捉剂，需要考虑以下几个因素：首先，需要考虑氯气捕捉剂的吸附能力，选择吸附能力强的氯气捕捉剂；其次，需要考虑氯
气捕捉剂的选择性，选择选择性强的氯气捕捉剂；最后，需要考虑氯气捕捉剂的成本和环境友好性，选择成本低且环境友好的氯气捕捉剂。
五、未来发展趋势和建议
随着环境保护的重视，氯气捕捉剂在未来将会得到更广泛的应用。
未来的发展趋势主要包括两个方面：一方面，氯气捕捉剂的性能将会得到进一步提升，包括吸附能力、选择性和环境友好性；另一方面，氯气捕捉剂的制备和应用技术将会得到进一步的发展，以满足环境保护的需求。
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影响高分子除氯剂吸附效果因素专题报告
1、除氯剂投加量对氯离子去除效果的影响
最初，随着除氯剂投加量的增加，氯离子去除率逐渐增加，当除氯剂投加量超过20 g/L后，氯离子去除率变化减缓，而氯离子吸附量一直在下降。
除氯剂投加量的增大可以使得除氯剂表面总活性位点增加，即总的理论吸附量上升，但是溶液中氯离子的总量是一定的，更多的吸附位点未被氯离子占据，导致单位质量除氯剂对氯离子的吸附量降低。
从经济角度考虑，选定除氯剂投加量为20 g/L。
2、温度对氯离子去除效果的影响
在反应初始阶段，除氯剂对氯离子的吸附速率较快，属于快速吸附阶段；随反应时间延长，氯离子去除率缓慢提高，趋于平缓，进入缓慢吸附阶段，平衡时间较长；此外，反应温度对氯离子吸附效果也有一定影响，总体来看升温有利于吸附进行。
这主要是因为吸附体系内氯离子的无序扩散能力与温度正相关，使氯离子与吸附剂接触碰撞的机率增加；但升温同样也加快了吸附剂表面吸附脱附的过程，存在双向加速效应，这也是在部分温度下出现氯离子去除率波动变化的原因之一。
除氯剂对氯离子的吸附处理适用于常温条件，无需外部加热，满足工业应用要求。
3、氯离子浓度对氯离子去除效果的影响
低浓度下氯离子倾向于从溶液相到吸附剂表面的吸附，除氯剂对氯离子的吸附是一个自发的化学吸附过程，温度越高自发程度越大。
在固液吸附体系中，溶质的吸附和溶剂的脱附同时存在，溶质分子吸附在吸附剂上，体系总自由度降低，是一个熵减小的过程，而溶剂分子的脱附是一个熵增大的过程，因此吸附过程的熵变是两者的总和。
华北电力大学环境科学与工程系陈玉强、张胜寒通过研究其
熵变可以进一步了解吸附/脱附过程的本质。
本实验中除氯剂吸附氯离子的熵变
为0.017 0～0.090 0kJ/（mol· K），表明该过程为熵增过程，说明吸附过程在固液界面的无序性和体系混乱度增加，进一步说明该反应可自发进行。
4、竞争离子对氯离子吸附效果的影响
实际废水是含有多种组分的复杂体系，工业应用中吸附剂会根据亲和力及离
子浓度等因素选择性地与吸附质结合，处理效果易受多种因素干扰。
CO
3
2-与氯离
子共存时对氯离子去除率的干扰较大，SO
42-次之，反之NO
3
-具有一定的促进效果；
阳离子Na+、 Mg2+和Al3+对除氯效果影响不大， Ca2+和Fe3+有一定的协助效果，但总体影响不大。
5、结论
1）除氯剂对低浓度氯离子具有良好去除效果。
增加投加量会提高氯离子去除率，但单位质量除氯剂对氯离子的吸附量出现降低。
2）吸附过程分为快速和慢速两个阶段，热力学计算表明除氯剂吸附氯离子是一个自发进行的吸热熵增过程，温度越高自发程度越大。
3）多种竞争离子对氯离子的去除存在不同程度的促进或抑制作用，但总体影响不大。