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    活性炭去除废水中的微生物

    来源:韩研活性炭网 作者:韩研活性炭网 2017-12-15

      活性炭去除废水中的微生物,这期我们使用ZnCl2和H3PO4作为活化剂,来制备活性炭处理水中的微生物。带有微生物的废水可能来自培养物,废弃药物,化学废物,体液和人体排泄物的水。这些废水可能直接排入到主要流域,这会对附近的环境质量和对人们的健康产生严重的影响。这些水中含有的病原体会引起各种疾病。因此,未经处理的微生物废水可能造成供水污染破坏性影响严重。也被归类为无害(无风险)和危险(有风险)的废物。危险废物可能具有毒性,遗传毒性,腐蚀性,冲击敏感性,易燃性,反应性,爆炸性,放射性,含有传染剂和/或锐器等危险成分。

      近年来,有几种方法用于处理废水。然而,活性炭吸附提供了最有效和经济的废水管理方法。由于商业吸附剂成本高昂,研究人员开发了不同方法来改性与商业吸附剂竞争良好的低成本吸附剂。过去用作制备活性炭前体的一些低成本材料包括:椰壳,稻壳,玉米芯和花生壳。另外,由于有限的供水来源,使用活性炭处理废水和受污染的地下水正在大量增加着。在这样的处理中,活性炭通常用作主要处理,在其他纯化工艺之前,或作为最终的三级或高级处理。从活性炭的研究工作开始,并研究活性炭去除废水中微生物的能力。

      实验样品制备

      把活性炭原材料干燥了三天。干燥的样品在流水龙头下适当地清洗以除去灰尘和水溶性杂质。在洗涤过程中累积的过量水在露天空气中再排放12小时,然后将其引入设定在105℃的实验室烘箱中并干燥24小时。将干燥的样品用陶瓷实验室研钵和研杵轻轻压碎,然后用<400μm筛孔筛进行筛分。将样品储存在密封容器中以供进一步使用。

      样品的碳化和化学活化

      对原材料的碳化上进行一些修改。将约50克原材料样品置于大型陶瓷坩埚中,并在马弗炉中在350℃下碳化。加热8小时后取出样品,并在活化前在干燥器中冷却。碳化样品的化学活化使用1M的ZnCl 2和H 3 PO 4作为活化剂进行活性炭的活化。碳化的样品在室温下用活化剂浸渍。将精心称重的50克碳化样品置于含有每种活化剂的分开的烧杯中。将每个烧杯的内容物充分混合并稍微加热直至形成糊状物。然后将糊状物转移到置于炉中的坩埚中,在400℃下加热2小时,然后升温至600℃4小时。然后使活性炭样品在干燥器中冷却,然后用热蒸馏水分几次洗涤。将洗涤的样品在105℃烘箱干燥6小时至恒重。然后使用实验室筛将其过筛至400μm的粒度。精细筛分样品储存在干净的密闭容器中进一步研究。

      1、NHZ-材料一用ZnCl2活化的活性炭。

      2、NHH-材料一用H3PO4活化的活性炭。

      3、NCZ-材料二用ZnCl 2活化的活性炭。

      4、NCH-材料二用H 3 PO 4活化的活性炭。

      色谱柱吸附研究

      固定床柱通过干法填充技术制备,其中垂直安装的圆柱形硼硅酸盐玻璃柱(直径为2.4cm,长度为32.2cm,体积为约150ml)填充有约10g各制备的活性炭(即约12ml柱体积),并通过重力沉降。吸附剂的底部在柱中用少量非反应性玻璃棉填充,使用蒸馏水至柱高约0.5cm,以防止吸附剂堵塞柱的出口并返回处理过的水样。在将废水样品引入柱之前,用10mL蒸馏水洗涤具有吸附剂的柱。大约50毫升的废水转移到活性炭中并使其与吸附剂接触30分钟。在整个运行过程中保持吸附剂不被淹没,以避免空气滞留在床中。接触时间过去后,将柱的抽头被让开和处理过的水(滤液)允许排出,并收集在烧杯中,测量和分析之前转移到样本瓶。

      微生物分析

      样品收集后立即进行微生物分析,并在每个处理过程之后进行,并使用倾倒板技术进行测定。对原料废水和处理过的废水样品进行总异养细菌和真菌计数,将等分试样(1mL)的废水转移到9mL的蒸馏水中并连续稀释10倍(10-2至10-5)。然后将0.1mL等份的连续稀释的样品分别在45℃在熔化的营养琼脂(NA)和葡萄糖琼脂(SDA)的平板上铺板以分别和计数总需氧细菌和真菌。将它们旋转混合并在37℃下培养平板48小时以获得细菌计数,并且在环境实验室温度下培养5天以进行真菌计数,并进行菌落计数。在培养期后,计数在平板上产生的总细菌菌落和总真菌计数,乘以10和稀释因子,结果表示为样品的菌落形成单位数(CFU/mL)。

      注意:确定细菌和真菌负荷以确定楝树碳对减少微生物负荷的有效性。然而,细菌和真菌没有被分离出来,以确定哪种细菌或真菌被吸附最多或最少。

      图1:细菌和真菌计数的减少百分比。

      处理的废水样品的细菌和真菌分析结果如图1所示。细菌和真菌计数的NIS限值为0CFU / 100mL,而细菌排放的允许限度并且废水中的真菌数量是10,000CFU / 100mL。原污水的细菌和真菌数量分别为4,270和2,400 CFU / 100 mL,极高。细菌载量由NCZ大大降低了99.4%(2600CFU / 100mL),99.3%(3000CFU / 100mL),99.3%(3100CFU / 100mL)和99.3%(2800CFU / 100mL) NCH,NHZ和NHH样品(图1)。NCZ,NCH,NHZ和NHH样品的真菌负荷也显着降低至88.75%(2700CFU / 100mL),90.0%(2400CFU / 100mL),85.83%(3400CFU / 100mL)和90.42% (2300 CFU/100 mL)。

      图2:接触时间对处理废水的细菌负荷的影响。

      图3:接触时间对处理过的废水的真菌负荷的影响。

      时间对废水微生物负荷的影响

      通过改变废水样品在接触活性炭材料的柱中停留的时间(流速)来研究接触时间的影响。每种活性炭材料的研究时间为10至30分钟。时间对微生物的影响图2和图3给出了处理过的水样的负荷。图2显示样品的细菌负荷显着减少超过其原始量的99%。前10分钟的接触足以迅速减少细菌负荷。随后的时间没有显示出任何显着的变化,相对于前10分钟内减少的数量。图3显示了同样的效果和模式,原水废水的真菌负荷已经减少了98%以上。这些结果表明,活性炭样品可能具有很强的抗菌性能。

      图4:体积对细菌负荷的影响。

      图5:初始体积对真菌负荷的影响。

      废水量对吸附剂性能的影响

      通过改变通过柱子并与活性炭接触的废水的量来实现废水的体积对每种测试活性炭的吸附能力的影响。四种原材料做成的活性炭对微生物参数的吸附趋势相似。吸附细菌和真菌的最有效的初始体积是10cm3。在初始体积为10cm 3时,活性炭有效地吸附废水中的高细菌和真菌负荷,此后吸附量几乎保持恒定,如图4和5所示。

      结论:活性炭显示出优异的去除废水中的微生物的能力。真菌载量降低了90.42%,细菌载量大大降低了99.94%。研究表明,所制备的活性炭是有效的,可用于工业废物与生活废物等多组分系统中去除微生物。废水与制备的活性炭接触的前10分钟足以使细菌和真菌负荷迅速减少90%以上。

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