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随着二氧化氯作为消毒剂在水厂中的使用越来越广泛,其无机消毒副产物亚氯酸盐(ClO2-)超标问题也逐步暴露出来。活性炭由于具有良好的吸附性能,可被应用于去除水中的ClO2-。国外对活性炭去除ClO2-研究中,结论上在活性炭去除ClO2-的性能方面存在一定差异,国内研究目前较少,处于烧杯实验阶段,以粉末活性炭为对象开展了一些研究。本文从三个方面针对颗粒活性炭(GranularActivatedCarbon,GAC)去除ClO2-进行了研究,即不同材质GAC的优选、GAC去除ClO2-的静态吸附影响因素、GAC去除ClO2-的动态吸附条件及其综合去除效果,并对GAC去除ClO2-的效能进行了评估。 研究了不同性质GAC去除ClO2-的性能差异,通过比较不同GAC的ClO2-吸附性能得出,煤质柱状活性炭具有最大的ClO2-吸附能力,其ClO2-饱和吸附量达到111.61mg/g,利用煤质柱状活性炭吸附ClO2-发现,ClO2-在GAC上的吸附更符合Freundlich模型,并且属于为优惠吸附,颗粒内扩散模型能更好的描述ClO2-在GAC上的吸附。 GAC去除ClO2-的静态吸附影响因素研究表明,反应条件中GAC使用量、ClO2-初始浓度、pH对ClO2-的去除影响显著,温度、搅拌强度与粒径影响较小,在固定GAC质量与ClO2-浓度比值的前提下,ClO2-初始浓度为1~5mg/L时,去除率从41.9%增加到87.1%,pH由3升高至13,去除率降至10%以下,阴离子和有机物(腐殖酸)都会对ClO2-的去除产生影响,一价阴离子>二价阴离子>三价阴离子,有机物对ClO2-去除的影响小于阴离子的影响。ClO2-被GAC吸附后,部分被还原为Cl-,一部分仍以ClO2-的形式存在,无ClO3-产生。 GAC去除ClO2-的动态吸附条件及其综合去除效果研究表明,空床接触时间(EmptyBedContactTime,EBCT)和炭层厚度对ClO2-去除影响显著,EBCT为1~15min,ClO2-去除率上升近60%,炭层厚度与ClO2-去除率成正比,水流方向对ClO2-去除效果影响较小,反冲洗工序不会导致已吸附的ClO2-脱落;ClO2-的存在对有机物、pH、浊度以及色度的去除影响较小;ClO2-的存在会使滤柱中微生物生长区域下移,但微生物总量基本不变;以水厂运行条件及《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)为参考,估算得出煤质柱状活性炭滤池可有效控制ClO2-的时间达到1700d。