山西活性炭吸附废水中的新污染物

　　活性炭吸附废水中的新污染物

　　我们研究了许多由生物质制成的活性炭作为水中新兴污染物的吸附剂的应用。本研究首先确定了水流中常见的不同类型的新兴污染物，描述了合成活性炭的生物质来源，并描述了吸附剂的特性。

　　新出现的污染物

　　由于我们社会新的消费习惯和新技术的发展，新兴污染物是在低浓度废水中发现的化合物。这些化合物的排放限制合物的危害性，这些化合物的排放限制不完善，导致环境污染。化合物被视为新兴污染物，包括许多不同的物质，如个人护理产品(PPCPs)，食品添加剂、增塑剂和杀虫剂。一些污染物的低浓度通常是ng·L -1至μg·L -在1的范围内，由于一般水处理厂没有设计用于处理如此低浓度的污染物，因此很难在常规水处理厂进行检测和清除。这种新型污染物只有通过开发和更多可用的新的、更准确的分析技术，如液相色谱和质谱，才能检测出来。对于未来废水中这些化合物的允许浓度和严格的排放指标，有必要对新兴污染物的去除进行研究。

　　生物质原料制成活性炭

　　碳水化合物、脂质和蛋白质等生物质可以转化为不同产品的生物燃料和生物炼制概念。生物质涵盖所有形式的有机物，包括生物和废物形式的植物和动物废物。可分为两种废物或特殊能源作物。生物质废物包括农业和森林残留物、城市固体废物、食品加工废物和动物粪便。作为一种重要的生物能源，从这些废物中获得的价值不容忽视。如果有效利用，生物质废物可用作合成高价值固体产品和/或化学品的原料，减少不可再生化石燃料来源的能耗。此外，使用固体废物还可以节省垃圾填埋空间，提高生物质资源的价值。图1中总结了不同类型的生物质原料，并在下面简要描述。

　　不同类型的生物质原料。

　　生产活性炭的方法

　　一般来说，活性炭吸附剂可以由任何具有高比例碳的前体制成。因此，生物质材料是活性炭吸附剂的理想前体。在这项研究中，生物质在热处理后得到生物炭，生物炭在活化步骤后得到活性炭。橄榄核等常见的生物质材料。图2显示了生物质活性炭的制造方法。生物炭通常在碳化时制备，而活性炭需要使用物理和化学活化产生更加发达的孔隙。合成活性炭的孔隙率、表面化学和产量高度依赖于合成中使用的初始生物质组成和操作条件。

　　生物质活性炭制造。

　　新兴物污染物在生物质制成的活性炭上吸附

　　由于水净化中特别关注新污染物的去除，表1总结了活性炭作为吸附剂（包括生物质前体和活化剂）的一些特征参数，以及活性炭吸附研究中使用的温度pH以及吸附能力，数据可以从以前研究过的项目中获得。

　　由于这些吸附剂的多样性、污染物分子的化学性质和吸附条件，很难建立活性炭吸附新兴污染物的一般关系。然而，通常认为吸附是通过有时可以同时发生的不同机制进行的，包括：（1）活性炭石墨烯层π电子和吸附物的芳环π电子之间的分散和相互作用；（2）供体-受体的相互作用涉及氧表面基团（如基础）和受体有机污染物的芳香环；（3）吸附剂-吸附静电相互作用和氢键。一般吸附机制虽然难以建立，但可以假设一些一般陈述：(a)吸附机理复杂，涉及静电与吸附剂-吸附剂分散相互作用；(b)该过程由许多不同的因素决定，包括吸附溶解度、吸附剂和吸附疏水性π-π相互作用的强度；(c)π-π相互作用的强度取决于活性炭芳环的吸附特性和官能，后者可通过不同类型的处理进行改性;(d)溶液的pH由于影响活性炭的表面电荷和吸附物的电离和形态，因此值在吸附机理中起着至关重要的作用。。

　　以生物质废物为合成活性炭原料的优点，即：(i)废物重新评估；(ii)*终碳的成本较低，因为前体可以以低成本或非成本广泛获得；(iii)碳来自可再生资源；(iv)碳燃烧不会增加大气中的生物质来源CO2积累。

　　水中的新兴污染物很可能成为未来几年的问题。因此，寻求新技术或开发现有技术对确保安全和持续供水至关重要。此外，由于资源和能源短缺，这些过程和技术必须具有经济和环境可持续性。在此背景下，目前的综述强调，生物质废物作为活性炭制造的前体材料，对新兴污染的吸附潜力很大。但主要研究的目的是更多地应用活性炭。