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2016-11-30 20:38:21臨沂市環(huán)境監(jiān)測站山東臨沂276000
中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2016年3期
陳 靜（臨沂市環(huán)境監(jiān)測站，山東 臨沂 276000）
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淺談?dòng)没钚蕴课椒ㄈコ形?/p>
陳 靜
（臨沂市環(huán)境監(jiān)測站，山東 臨沂 276000）
摘 要：隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，自然環(huán)境的不斷破壞，水資源也受到金屬元素和有毒物質(zhì)的污染，導(dǎo)致人類飲水健康安全隱患，其中，硒元素就是其中一種物質(zhì)。本文作者通過對水體中硒元素危害進(jìn)行分析，提出活性炭吸附法概念及提高活性炭吸附法除硒的措施。
關(guān)鍵詞：活性炭；吸附；硒
1 硒在水體中過量存在的危害及凈化
硒是人體中必不可少的微量元素之一，對人體的生長具有重要作用。硒也是一種非金屬元素，人體內(nèi)攝入過量的硒會(huì)導(dǎo)致致癌性，嚴(yán)重危機(jī)人類身體健康。水中硒元素過量是導(dǎo)致人體攝入硒過量的主要原因，地下水中硒超標(biāo)現(xiàn)象非常常見，因此做好水中硒的凈化工作非常必要和重要。地下水中，硒主要以無機(jī)硒酸根離子和亞硒酸根離子兩種形式存在。一般情況下，正常的地下水中不會(huì)存在過量的硒，如果受到工業(yè)廢水污染或受硒污染的原水中存在過量的亞硒酸根離子。也有特殊的情況，就是地層原因使水體中含過量的硒。無論是硒的酸根離子還是硒化合物都是有毒物質(zhì)，而且亞硒酸鹽要比硒酸鹽的毒性作用更強(qiáng)。我國有關(guān)部門規(guī)定，飲用水中的含硒量不得超過10ug/L，這樣的限量要求在常規(guī)的水凈化處理中很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而使用化學(xué)方法進(jìn)行水處理，會(huì)導(dǎo)致化學(xué)試劑大量使用造成水體的二次污染，增加成本的同時(shí)不容易控制和操作，因此選擇一種成本低、操作簡單、不容易造成污染的物理方法非常重要。經(jīng)過多次研究和分析，活性炭吸附法具有較好的效果，活性炭吸附法具有成本小、凈化效率高、短時(shí)間內(nèi)可吸附大量多種雜質(zhì)等特點(diǎn)，而且物理吸附法操作方便，設(shè)備簡單，不會(huì)造成水體重復(fù)污染。最重要的是活性炭可以進(jìn)行回收再利用，其選擇性好，吸附量大，性能穩(wěn)定，綠色環(huán)保，在工業(yè)生產(chǎn)中能夠廣泛應(yīng)用。
2 活性炭吸附法除硒的原理
活性炭吸附處理水體是一種物體方法，活性炭可以重復(fù)利用，效果好、綠色環(huán)保，在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都被廣泛應(yīng)用?；钚蕴恐g存在空隙，這些空起到主要吸附作用，空隙的形成是炭在活化過程中，無組織的碳素和炭成分被消耗完全消耗后在微晶間留下的空間。自然狀態(tài)下的活性炭空隙面積較大，空隙面積越大，其活化吸附能力越強(qiáng)。一般狀態(tài)下的活性炭空間空隙面積都超過100m2?；钚蕴康幕罨に嚭苤匾?，活化方法得當(dāng)能夠增加空隙的形成，使空隙壁的總面積增加，提高活性炭的吸附容量?；钚蕴孔鳛橐环N物理吸附劑，被吸附的雜質(zhì)不僅是單一的附著在吸附劑的外表固定不動(dòng)，而是能夠小幅度的自由運(yùn)動(dòng)，這樣可以增加吸附劑的吸附效率?；钚蕴康奈绞欠肿恿ψ饔卯a(chǎn)生的，產(chǎn)生的吸附熱較小，不需要額外的活化能進(jìn)行能量供應(yīng)，在低溫下也可以進(jìn)行，這樣就是活性炭的應(yīng)用不受條件限制，在工業(yè)生產(chǎn)過程中直接向凈化池中注入水體和活性炭即可，操作簡單方便，最大程度的減少成本。
3 活性炭吸附法除硒的流程
工業(yè)生產(chǎn)和生活應(yīng)用中使用活性炭吸附法對水體除硒的主要流程分為三步，分別是活性炭雙過濾池處理、高純度活性炭吸附處理、濾沙活性炭吸附處理。首先，通過活性炭雙過濾池進(jìn)行地下水的初步處理，是整個(gè)水凈化處理的第一個(gè)環(huán)節(jié)，主要出去水體中的大顆粒雜質(zhì)，一般是肉眼可見的大型雜物、懸浮物等，對硒鹽的吸附程度較低。其次，初步處理過后就是高純度活性炭吸附處理。使用純度較高的活性炭，吸附能力較強(qiáng)，對水體中的色素、微生物及氧化分解產(chǎn)生的酚、苯、石油、殺蟲劑等進(jìn)行有效吸附，能夠出去水中1/4的硒。最后，活性炭吸附的最后一個(gè)環(huán)節(jié)就是濾沙活性炭吸附，除去水中肉眼不能看見的雜質(zhì)及各種有害元素。最終環(huán)節(jié)的吸附主要是除去重金屬離子及其鹽物質(zhì)，這一環(huán)節(jié)能夠有效除去3/4左右的硒，加上前兩步吸附處理，能夠除去地下水中99%左右的硒，能夠有效的達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
4 提高活性炭除硒法的有效措施
活性炭吸附法除水中的硒是一種效率高、效果好、成本小、收益大的方法，其吸附能力較強(qiáng)，吸附容量大，但是活性炭的吸附能力也受到一定條件限制，影響水體的凈化，因此提高活性炭除硒的效率措施的提出對工業(yè)水體凈化非常重要，下面對其進(jìn)行簡單分析。
4.1適當(dāng)調(diào)節(jié)活性炭投入量
活性炭的投入量與水體除硒的效果存在較大關(guān)系，一般情況下，活性炭加入量越多，吸附效果越好。但是，考慮到工業(yè)上大量水體凈化的成本控制問題，大量的投入活性炭顯然是不可取的，那么適當(dāng)增加活性炭的投入量，既能有效的控制成本，又能提供活性炭除硒的效率，提高水體凈化除硒的經(jīng)濟(jì)效益，是一種一舉兩得的辦法。工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，活性炭的投入使用量決定于需要凈化的水量和水體中存在的雜質(zhì)及其比例。通常狀況下，水體中硒的濃度不超過40ug/L，活性炭投入量為20g/L時(shí)，水體中硒酸根離子的去除率可達(dá)到97.8%，水中硒的殘留量約為3.45ug/ L，繼續(xù)增加活性炭投入量其硒除去量不會(huì)大幅度增加。當(dāng)活性炭投入量縮小為其1/5時(shí)，水體中硒的除去率為81.23%，水中殘留的硒濃度約6.82ug/L，相對于國家規(guī)定的飲用水標(biāo)準(zhǔn)10ug/L，工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)符合標(biāo)準(zhǔn)了，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)水體中雜質(zhì)量及硒的濃度多少進(jìn)行活性炭投入量調(diào)整。
4.2調(diào)節(jié)水pH值
活性炭吸附效率與水的pH值具有直接關(guān)系，控制好水體酸堿度能夠有效的提高凈化效率，減少成本。通過實(shí)驗(yàn)研究表面，當(dāng)水體中的硒濃度達(dá)40ug/L時(shí)，凈化水pH為1.5時(shí)，凈化效率為64.23%。升高水體pH到3.5時(shí)，凈化率為72.12%。當(dāng)凈化水pH值達(dá)6以上時(shí)，可提高水體凈化率達(dá)94%以上，達(dá)到最佳凈化效果。所以，在工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中嚴(yán)格控制pH值，必要時(shí)添加酸堿調(diào)節(jié)劑能夠有效的提高凈化效率。
結(jié)語
綜上所述，地下水中硒元素過量對人體產(chǎn)生較大危害，開發(fā)應(yīng)用成本投入小、凈化效率高的水體除硒手段非常必要?；钚蕴课椒ň褪且环N高效、環(huán)保、成本低、效果好的吸附方法，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]張小滿，曹達(dá)文，高廷耀.常規(guī)水處理工藝應(yīng)用粉末活性炭技術(shù)的最佳投點(diǎn)選擇研究[J].給水排水，2014.
[2]石太宏，方建章，王松平.活性炭吸附Zn（B）的熱力學(xué)與機(jī)理研究[J].水處理技術(shù)，2014.
中圖分類號(hào)：X703
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
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陳 靜（臨沂市環(huán)境監(jiān)測站，山東 臨沂 276000）
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陳 靜
（臨沂市環(huán)境監(jiān)測站，山東 臨沂 276000）
摘 要：隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，自然環(huán)境的不斷破壞，水資源也受到金屬元素和有毒物質(zhì)的污染，導(dǎo)致人類飲水健康安全隱患，其中，硒元素就是其中一種物質(zhì)。本文作者通過對水體中硒元素危害進(jìn)行分析，提出活性炭吸附法概念及提高活性炭吸附法除硒的措施。
關(guān)鍵詞：活性炭；吸附；硒
1 硒在水體中過量存在的危害及凈化
硒是人體中必不可少的微量元素之一，對人體的生長具有重要作用。硒也是一種非金屬元素，人體內(nèi)攝入過量的硒會(huì)導(dǎo)致致癌性，嚴(yán)重危機(jī)人類身體健康。水中硒元素過量是導(dǎo)致人體攝入硒過量的主要原因，地下水中硒超標(biāo)現(xiàn)象非常常見，因此做好水中硒的凈化工作非常必要和重要。地下水中，硒主要以無機(jī)硒酸根離子和亞硒酸根離子兩種形式存在。一般情況下，正常的地下水中不會(huì)存在過量的硒，如果受到工業(yè)廢水污染或受硒污染的原水中存在過量的亞硒酸根離子。也有特殊的情況，就是地層原因使水體中含過量的硒。無論是硒的酸根離子還是硒化合物都是有毒物質(zhì)，而且亞硒酸鹽要比硒酸鹽的毒性作用更強(qiáng)。我國有關(guān)部門規(guī)定，飲用水中的含硒量不得超過10ug/L，這樣的限量要求在常規(guī)的水凈化處理中很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而使用化學(xué)方法進(jìn)行水處理，會(huì)導(dǎo)致化學(xué)試劑大量使用造成水體的二次污染，增加成本的同時(shí)不容易控制和操作，因此選擇一種成本低、操作簡單、不容易造成污染的物理方法非常重要。經(jīng)過多次研究和分析，活性炭吸附法具有較好的效果，活性炭吸附法具有成本小、凈化效率高、短時(shí)間內(nèi)可吸附大量多種雜質(zhì)等特點(diǎn)，而且物理吸附法操作方便，設(shè)備簡單，不會(huì)造成水體重復(fù)污染。最重要的是活性炭可以進(jìn)行回收再利用，其選擇性好，吸附量大，性能穩(wěn)定，綠色環(huán)保，在工業(yè)生產(chǎn)中能夠廣泛應(yīng)用。
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4 提高活性炭除硒法的有效措施
活性炭吸附法除水中的硒是一種效率高、效果好、成本小、收益大的方法，其吸附能力較強(qiáng)，吸附容量大，但是活性炭的吸附能力也受到一定條件限制，影響水體的凈化，因此提高活性炭除硒的效率措施的提出對工業(yè)水體凈化非常重要，下面對其進(jìn)行簡單分析。
4.1適當(dāng)調(diào)節(jié)活性炭投入量
活性炭的投入量與水體除硒的效果存在較大關(guān)系，一般情況下，活性炭加入量越多，吸附效果越好。但是，考慮到工業(yè)上大量水體凈化的成本控制問題，大量的投入活性炭顯然是不可取的，那么適當(dāng)增加活性炭的投入量，既能有效的控制成本，又能提供活性炭除硒的效率，提高水體凈化除硒的經(jīng)濟(jì)效益，是一種一舉兩得的辦法。工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，活性炭的投入使用量決定于需要凈化的水量和水體中存在的雜質(zhì)及其比例。通常狀況下，水體中硒的濃度不超過40ug/L，活性炭投入量為20g/L時(shí)，水體中硒酸根離子的去除率可達(dá)到97.8%，水中硒的殘留量約為3.45ug/ L，繼續(xù)增加活性炭投入量其硒除去量不會(huì)大幅度增加。當(dāng)活性炭投入量縮小為其1/5時(shí)，水體中硒的除去率為81.23%，水中殘留的硒濃度約6.82ug/L，相對于國家規(guī)定的飲用水標(biāo)準(zhǔn)10ug/L，工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)符合標(biāo)準(zhǔn)了，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)水體中雜質(zhì)量及硒的濃度多少進(jìn)行活性炭投入量調(diào)整。
4.2調(diào)節(jié)水pH值
活性炭吸附效率與水的pH值具有直接關(guān)系，控制好水體酸堿度能夠有效的提高凈化效率，減少成本。通過實(shí)驗(yàn)研究表面，當(dāng)水體中的硒濃度達(dá)40ug/L時(shí)，凈化水pH為1.5時(shí)，凈化效率為64.23%。升高水體pH到3.5時(shí)，凈化率為72.12%。當(dāng)凈化水pH值達(dá)6以上時(shí)，可提高水體凈化率達(dá)94%以上，達(dá)到最佳凈化效果。所以，在工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中嚴(yán)格控制pH值，必要時(shí)添加酸堿調(diào)節(jié)劑能夠有效的提高凈化效率。
結(jié)語
綜上所述，地下水中硒元素過量對人體產(chǎn)生較大危害，開發(fā)應(yīng)用成本投入小、凈化效率高的水體除硒手段非常必要?；钚蕴课椒ň褪且环N高效、環(huán)保、成本低、效果好的吸附方法，在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]張小滿，曹達(dá)文，高廷耀.常規(guī)水處理工藝應(yīng)用粉末活性炭技術(shù)的最佳投點(diǎn)選擇研究[J].給水排水，2014.
[2]石太宏，方建章，王松平.活性炭吸附Zn（B）的熱力學(xué)與機(jī)理研究[J].水處理技術(shù)，2014.
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