活性炭对苯酚的吸附

科研开发化工科技,1999,7(4):35～38SCIENCE &T ECHNO LOG Y IN CHEM ICA L I ND UST RY收稿日期:1999-05-27作者简介:张会平(1964-),男,博士,副教授。

1991年6月毕业于广州华南理工大学化学工程专业,获博士学位。

1991年12月进入北京清华大学化学工程系国家重点化学工程实验室的工业化学与化学工程博士后流动站作博士后,现在厦门大学化工系从事教学与研究工作。

主要研究方向是分离与反应工程,环境化工,精细化工产品的开发。

发表论文近20篇。

＊国家自然科学基金资助项目(29676035)苯酚在活性炭上的吸附与脱附研究＊张会平　钟　辉　叶李艺(厦门大学化工系,厦门,361005)摘　要　本文研究了苯酚水溶液在活性碳上的吸附平衡关系,溶液pH 值对活性炭吸附性能的影响,苯酚在固定床上的吸附动力学和脱附动力学。

同时采用间歇法和固定床连续法研究吸附苯酚后的活性炭碱再生工艺过程,多次再生对活性炭再生效率的影响,探讨了碱法再生活性炭的初步规律。

关键词　活性炭　吸附　苯酚　再生分类号　T Q 243.1 活性炭具有极为发达的内部孔隙结构和较大的比表面积,是一种最常用的吸附剂之一。

活性炭在化工,食品,医药,军事和环境保护等领域都具有较广阔的应用,尤其是在环境保护中,大量用于废气净化,水和废水处理之中。

含酚废水是一种十分典型且普遍存在的工业有机废水,如何更加有效治理含酚废水,减少环境污染,保护人类生存环境,是一项长期有待解决的工程实际问题。

活性炭吸附法处理含酚废水是一种常用的废水深度处理方法,如何合理设计活性炭吸附处理含酚废水的工艺过程,有效再生活性炭使之得到循环使用,提高其使用寿命,减少资源浪费,同时回收酚类加以利用,是一项既有理论意义又有实际应用价值的研究课题。

本文以苯酚为含酚废水的代表,通过研究苯酚水溶液在活性炭上的吸附平衡和固定床吸附动力学基础上,用NaOH 溶液作为碱法再生溶液,探讨再生活性炭的工艺过程,为将来进行工艺过程设计奠定一定基础。

活性炭在水处理中的应用1前言据统计,我国每年排出的工业废水约为8×108 m3 ,其中不仅含有氰化物等剧毒成分,而且含有铬、锌、镍等金属离子。

废水的处理方法很多,主要有化学沉淀法、电解法和膜处理法等[1],本文介绍的是活性炭吸附法。

活性炭的表面积巨大，有很高的物理吸附和化学吸附功能。

因此活性炭吸附法被广泛应用在废水处理中。

而且具有效率高，效果好等特点。

2活性炭活性炭是一种经特殊处理的炭，具有无数细小孔隙，表面积巨大，每克活性炭的表面积为500-1500平方米。

活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能，而且还具有解毒作用。

解毒作用就是利用了其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。

同时，活性炭能与多种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。

2.1 活性炭的分类在生产中应用的活性炭种类有很多。

一般制成粉末状或颗粒状。

粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低，但再生困难，一般不能重复使用。

颗粒状的活性炭价格较贵，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。

因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭[1]。

2.2 活性炭吸附活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。

2.3 影响活性炭吸附的因素吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标[2]。

吸附能力的大小是用吸附量来衡量的。

而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。

在水处理中，吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。

活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。

一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。

污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。

活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量[2]。

吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。

当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关。

在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。

传统水处理滤料椰壳活性炭制作及处理方法椰壳活性炭对含酚废水的处理方案含酚废水广泛来源于石油化工厂、树脂厂、焦化厂和炼油化工厂。

经实验证明：椰壳活性炭对苯酚的吸附性能好，温度升高不利于吸附，使吸附容量减小;但升高温度达到吸附平衡的时间缩短。

椰壳活性炭的用量和吸附时间存在最佳值，在酸性和中性条件下，去除率变化不大;强碱性条件下，苯酚去除率急剧下降，碱性越强，吸附效果越差。

椰壳活性炭脱酚法适用于处理少量含酚废水。

椰壳活性炭脱酚法的特点:设备简单，操作容易，脱酚率在85-90。

但是再生过程复杂，预处理要求高，吸附剂成本较高。

椰壳活性炭对放射性气体的治理方法随着各行各业工业的发展，排放的放射性气体对环境污染越应重视，排出气体必须净化。

在原子反应堆中的放射性蜕变过程中，主要排出两种碘的同素，I (半衰期8.04天)和1331 (半衮期21h).含碘的气体经燃料电池薄膜中的裂缝而逸出，并先后污染热载体的第一回路.当状态失调时.这些放射性的碘化物可落人反应堆的锅炉内，但这些碘化物不应该落入室外空气中。

因此, 原子能发电站应安装为清除这些杂质所需的相应过滤系统.除单?鎮外.在防悬浮微粒过滤器上还可收集部分杂质?还可分离出甲基鎮，如果在细孔活性炭上，甚至可从湿空气中很容易地淸除单质碘蒸气，那么甲基镇却恰恰相反，它具有较髙的蒸气压力，以致用吸附方法都不可能获得较为满意的净化。

所示的为甲基碘蒸气的压力随温度变化的关系。

椰壳活性炭的分凝方法椰壳活性炭的分凝方法分凝法亦称部分冷凝法，它是根据混合气体中各组分冷凝温度的不同当提合气体冷却到温WVi,商沸点组分凝结成液体，而低沸点组分仍为气体，这时将气体和液体分离即将混合气中的组分分离。

天然气、石油气、焦炉气以及合成S池放气都是多组分混合气。

实理它们?分离往往需要在若干个分庳级中分阶段进行，在每一级中组分摩尔分数将发生显著变化。

椰壳活性炭的分凝方法多组分气体混合物当被冷却到某一温度水平时，进人分脔器，将已冷凝组分分离出去，然后再进人下一级冷凝器，继续降温并分凝。

活性炭的过滤器的作用活性炭过滤器是用于去除水中杂质的水处理设备，由玻璃钢过滤罐、控制阀、布水器等相关配件构成。

活性炭是一种经特殊处理的炭，具有无数细小孔隙，表面积巨大，每克活性炭的表面积为500-1500m2。

活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能，而且还具有解毒作用。

解毒作用就是利用了其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。

在水处理中，吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。

活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。

一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。

污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。

活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量。

吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。

当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关。

在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。

活性炭滤料是净水中最主要、使用最多的吸附材料。

活性炭是由椰壳、果壳等为原料，经过炭化、活化、破碎、筛选、风选、水洗、烘干等工序制得。

早在二十世纪三十年代，人们就用活性炭从焦化厂的废水中吸附苯酚，因此，活性炭在水处理中的应用已有近八十年的历史。

有记载1862年英国采用活性炭净化饮用水。

我国现代最早的净水也是以活性炭为净水材料的。

可以说，从净水器诞生以来，活性炭一直与净水“形影不离”，难分难解。

活性炭滤料可去除水中嗅和味、色度、余氯、胶体、有机物、重金属、放射性物质等，是净水中使用最早、最广泛实用的净水材料。

同时，活性炭能与多种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。

活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。

活性炭吸附实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是探究活性炭对不同物质的吸附性能，了解影响活性炭吸附效果的因素，如吸附时间、溶液浓度、温度等，并通过实验数据计算活性炭的吸附量和吸附效率。

二、实验原理活性炭是一种具有高度孔隙结构和巨大比表面积的吸附材料。

其吸附作用主要基于物理吸附和化学吸附两种机制。

物理吸附是由于活性炭表面的分子间作用力（范德华力）而引起的，对各种物质均有一定的吸附能力，但吸附强度相对较弱。

化学吸附则是由于活性炭表面的官能团与被吸附物质之间发生化学反应而产生的，具有较强的选择性和特异性。

在一定条件下，活性炭对溶液中的溶质分子进行吸附，当达到吸附平衡时，吸附量与溶液的初始浓度、吸附时间、温度等因素有关。

通过测定溶液在吸附前后的浓度变化，可以计算出活性炭的吸附量和吸附效率。

三、实验材料与仪器1、实验材料活性炭：颗粒状，粒度为 20-40 目。

待吸附物质：甲基橙溶液、亚甲基蓝溶液、苯酚溶液。

其他试剂：盐酸、氢氧化钠、蒸馏水等。

2、实验仪器分光光度计：用于测定溶液的吸光度，从而计算溶液的浓度。

电子天平：用于称量活性炭的质量。

恒温振荡器：用于控制实验温度和搅拌溶液，以保证吸附过程的均匀性。

移液管、容量瓶、锥形瓶等玻璃仪器。

四、实验步骤1、活性炭的预处理将活性炭用蒸馏水洗涤数次，以去除表面的杂质和粉尘。

在 105℃的烘箱中烘干至恒重，备用。

2、标准曲线的绘制分别配制不同浓度的甲基橙溶液、亚甲基蓝溶液和苯酚溶液。

用分光光度计在各自的最大吸收波长处测定溶液的吸光度，绘制标准曲线。

3、吸附实验准确称取一定量的预处理后的活性炭，放入锥形瓶中。

加入一定体积和浓度的待吸附溶液，将锥形瓶放入恒温振荡器中，在设定的温度和转速下进行吸附。

在不同的时间间隔（如 5min、10min、20min、30min、60min 等）取出一定量的溶液，用分光光度计测定其吸光度，根据标准曲线计算溶液的浓度。

4、数据处理根据吸附前后溶液的浓度变化，计算活性炭的吸附量（q）和吸附效率（η）。

- 14 -高 新 技 术颗粒活性炭被广泛应用于防臭、去除剩余氯、洗涤剂、杀虫剂、颜料、芳香族以及其他杂环有机物的处理上[1]。

尽管颗粒活性炭在水处理上的效果较好，但是活性炭在水处理运行中存在使用量大、价格高的问题，其费用往往占运行成本的30%~45%。

用过的活性炭不经处理即废弃、掩埋或燃烧，不仅会浪费资源，而且还会造成二次污染。

因此，对用过的活性炭进行再生具有显著的经济效益，还可以减少对环境的污染。

活性炭再生是指将失去活性的饱和态活性炭经过特殊处理，使其重新具有活性，恢复大部分的吸附能力的过程和方法[2]。

该文采用电化学试验来探讨活性炭的再生机理以及影响饱和活性炭再生效率的因素，从而确定活性炭电化学再生的最佳条件。

1 试验准备1.1 主要仪器和试剂该试验的主要仪器和试剂如下：可见分光光度计为T 6型；直流稳压稳流电源为LW 10J 10型；pH 计为F 2；水泵为RS-46BB 。

1.2 测定方法该试验采用的测定方法为苯酚4-氨基安替比林分光光度法[3]（水和废水监测分析方法第四版）。

1.3 试验装置电化学反应器结构如图1所示。

试验装置主要分为5个部分，A 部分为电解槽，B 部分为布水器，C 部分为电解槽上部的电极分布法兰，D 部分为电解槽与布水器间的电极分布法兰，E 部分为钛电极。

试验装置采用上图圆柱形有机玻璃三维电化学反应器，有效尺寸为ø7.0 cm ×10 cm 。

电极的内径为ø0.6 cm 的圆柱形过滤式电极，材质为金属钛，孔径为30 μm~50 μm 。

电极以正多边形阴阳极交错式排布，电极间填充活性炭。

2 试验过程2.1 电流强度对再生效率的影响在电化学反应中，电流强度是非常重要的影响因素之一，因此，在控制流速为20 mL/min 、电解质为Na 2SO 4、浓度为1 g/L 、填充物为饱和活性炭且吸附物为苯酚的条件下，改变电流强度，考察电流分别为2 A 和4 A 时对活性炭再生效率的影响。

2024年注册环保工程师之注册环保工程师专业基础题库附答案（基础题）单选题（共45题）1、大气环境质量现状监测，对于二级评价项目，监测点数不应少于（）。

A.6个B.8个C.10个D.12个【答案】 A2、病毒的分类方法有很多，根据专性宿主分类可分为动物病毒、植物病毒、细菌病毒等，下面哪一种病毒属于动物病毒( )。

A.噬菌体B.大肠杆菌C.SARSD.烟草花叶病毒【答案】 C3、在以下四大类微生物中，只含DNA或RNA一种核酸的是( )。

A.真菌B.真细菌C.古生菌D.病毒【答案】 D4、在用重铬酸钾法测定COD时，若加热回流过程中溶液颜色变为绿色，是何原因导致（）。

A.水样中的难氧化的有机物含量过高B.Fe3＋转变为Fe2＋C.水样中的可氧化有机物含量过高D.没有加入硫酸银催化剂【答案】 C5、采用活性炭对含苯酚废水进行吸附处理，吸附等温线满足q= 2.5c 0.5，其中q为吸附容量(mg/g)，c为吸附平衡时苯酚浓度(mg/L)。

假设废水中的苯酚浓度为100mg/L、体积为10L，拟采用间歇吸附法将废水中的苯酚浓度降低到20mg/L，试计算需要的活性炭投加量。

(假设采用的活性炭曾用于含苯酚废水的处理，但未饱和，活性炭内的初始苯酸含量为5mg/g)A.146. 84gB.117.47gC.67.74gD.3. 27g【答案】 A6、如果有一船底穿孔后进水，则进水的过程和船的下沉过程属于（）。

A.变水头进水、沉速先慢后快B.变水头进水、沉速先快后慢C.恒定进水、沉速不变D.变水头进水、沉速不变【答案】 C7、细胞壁肽聚糖含量在40%以上的细菌是( )。

A.酵母菌B.枯草芽孢杆菌C.大肠杆菌D.放线菌【答案】 B8、关于纯氧曝气，下列说法正确的是（）。

A.由于顶面密封，上层聚集二氧化碳，不利于氨化B.氧的传质效率比较高，但是氧的利用效率和传统曝气方式相同C.污泥浓度高，容易污泥膨胀D.污泥量大【答案】 A9、废水处理最常用的气浮方法是（）。

苯酚尾气治理工艺优化研究摘要：化学实验与化学生产结束之后都会或多或少的产生一些对环境或人类有害的物质。

有害物质包括有固体、液体和气体，种类极多如有害的气体物质有烃类，醚类酯类等，当有害的气体物质释放在了空气中就会对环境造成污染，不仅造成了资源的浪费严重的话还会对人体健康构成威胁。

如在物理性质上的挥发性、易燃易爆性、状态与颜色是不同的，化学性质上的反应方式与反应程度也不同，所以对化工品所产生的废弃物的回收处理方法也有差异。

本文将会对于苯酚发生反应所产生的尾气优化治理方面提出了可处理的方案。

关键词：苯酚、尾气治理、工艺优化对于化工品所产生废气，通常采用的物理回收方法有冷凝法、吸附法、洗涤法等虽然以上方法处理的工艺简单，但是它们的适用范围很广，而且处理时候的投入资金也比较少。

因为苯酚的凝固点比较高，常温下为40.6℃，而且容易析出晶体，在反应的时候容易造成管道和设备的堵塞，所以实际处理的时候不适合用冷凝法来处理苯酚产生的尾气。

据资料查询显示，对于苯酚的治理技术也不少，例如吸附法、生物降解法、光催化降解等。

1.采用活性炭吸附技术活性炭吸附技术主要通过选择合适的颗粒状或者片状的活性炭作为吸附剂来吸附有机物，然后通过相应的方法来回收有机物。

活性炭吸附技术的主要优点是安全性极其高，而且能够回收苯酚尾气中的大部分有机物，可是这种方法并不能有效的的将苯酚尾气处理完全，去除效率不高，在环保要求日渐严格的环境下，活性炭吸附是不能满足要求的。

随着科技大发展，人们开始尝试用活性炭纤维吸附剂，相比于传统的活性炭吸附剂，它的优势在于去除尾气的效率比较高，但是它的弊端就是运行不够稳定，而且处理过程投入的成本也很高。

采用片状活性炭吸附剂工艺去治理苯酚尾气也是常用的手段。

首先苯酚尾气经过氧化塔进行氧化然后通过水冷、深冷和气液分离后，再用活性炭对苯酚氧化尾气进行吸附；利用活性炭纤维作为吸附剂在生活中也很常见，先将苯酚尾气经过氧化塔进行氧化然后通过水冷后在用废水凝液分离罐将尾气进行气液分离，还需要对不凝气通过深冷后进行二级废气凝液分离罐再一次将苯酚尾气进行气液分离，最后再用活性炭纤维吸附剂对分离后的气体进行吸附处理。

浓硫酸改性活性炭对模拟废水中苯酚的吸附研究李明;王璐【摘要】A new adsorbent was synthesized from activated carbon which was modified by concentrated sulfuric acid and the performance of the adsorbent for phenol was carried out. The experimental results showed that the optimal absorption conditions were as follows:when the adsorption temperature was 35 ℃, the initial concentration of phenol was 0. 8 g/L, the adsorbent dosage was 1. 0 g and the adsorption time was 20 min, the removal rate was up to 96. 2%. Compared with the unmodified activated carbon, the adsorption effect was greatly improved. What’s more, the adsorbent was reused after 5 times, the removal rate was still up to more than 70. 0%. Experiments showed that the activated carbon treated by sulfuric acid acts as a good adsorbent in the performance of adsorption for phenol.%采用浓硫酸改性活性炭作吸附剂,研究其对模拟废水中苯酚的吸附性能。

苯酚在活性炭复合材料结构化固定床上的吸附动力学邵琰;鄢瑛;张会平【摘要】以不锈钢微纤、粉状活性炭和粘合剂为原料,采用湿法造纸和烧结工艺制备出纸状微纤包覆活性炭复合材料；在固定床进出口端分别装填颗粒活性炭(13 cm)和微纤包覆活性炭复合材料(2 cm)形成结构化固定床,测定苯酚在颗粒活性炭固定床和结构化固定床上的吸附透过曲线；考察不同实验条件下苯酚在结构化固定床上的吸附动力学,并采用Yoon模型和无效层厚度理论进行理论分析。

结果表明,相对于颗粒活性炭固定床,苯酚在结构化固定床上的吸附透过曲线斜率明显增加,苯酚在结构化固定床上的吸附透过曲线斜率随着进口初始浓度的提高或流体流量的增大而增大；根据无效层厚度理论和Yoon模型分别分析计算,苯酚在结构化固定床上的无效层厚度相对于颗粒活性炭固定床的减少了14%,Yoon模型中的吸附速率常数k值明显增加。

因此,采用基于微纤包覆活性炭复合材料的结构化固定床,可以强化床层上的吸附传质过程,并提高吸附床层利用率。

%Stainless steel fiber-reinforced activated carbon paper was prepared by a wet papermaking method, followed by a high temperature treatment, using stainless steel fibers as the reinforcement and coniferous wood pulp cellulose as the binder. A fixed bed for phenol adsorption was made by first packing granular activated carbon to a depth of 13 cm followed by 2 cm of the as-made pa-per near the outlet. The adsorption dynamics of phenol in the bed were investigated under different experimental conditions. Results show that the breakthrough curve of phenol in the bed is steeper than that in a bed packed only with activated carbon with the same bed height. The breakthrough time of phenol in the bed decreases and the breakthroughcurves become sharper with increasing flow rate and inlet concentration. The length of the unused bed decreases by 14% compared with the bed packed with activated carbon on-ly, indicating that mass transfer in the bed and its utilization ratio are improved by the paper packing.【期刊名称】《新型炭材料》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P269-274)【关键词】苯酚;活性炭;微纤包覆活性炭复合材料;吸附动力学;结构化固定床【作者】邵琰;鄢瑛;张会平【作者单位】五邑大学化学与环境工程学院，广东江门 529020;华南理工大学化学与化工学院，广东广州 510641;华南理工大学化学与化工学院，广东广州510641【正文语种】中文【中图分类】O647.311 前言苯酚是一种常见的工业污染物，具有生物毒性，含酚废水是工业有机废水中最普遍最有代表性的一类［1，2］。