活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　活性炭吸附處理啤酒廢水，活性炭是一種常見的吸附劑，它可以由很多不同類型的材料制成。最近我們發現一種可生物降解的廉價天然資源，可以被作為活性炭的前體材料。用這種材料制成的活性炭能夠從初始凝結的啤酒廢水中去除懸浮物和溶液顆粒雜物。關鍵的參數如接觸時間，活性炭吸附劑劑量，pH值和溫度的影響使用間歇模式進行研究。熱行為研究使用熱重分析和差示掃描量熱分析進行評估。那下面我們來開始研究吧。

　　釀造是一項耗費大量水資源的活動，產生的污染物除了釀造使用的各種化學品。而且在啤酒廢水排入到下水道對含水層的污染。這些有機/無機富集BRE在水中濃度的增加對植物和動物造成嚴重的健康危害，從而阻礙了生態系統的功能。這種情況是一些水再生系統中遇到的典型情況，那里的大部分水資源不能在沒有處理形式的情況下使用，因為污水排放量很少考慮環境控制。

　　大啤酒生產的BRE含有大量的SDP。通常情況下，BRE的有機物含量由糖，可溶性淀粉，乙醇，揮發性脂肪酸和主要是谷物，酵母和干物質的固體組成3。未經處理的BRE定量地含有懸浮固體(100-1500mg / l)，化學需氧量(300-800mg / l)，氮氣(30-100mg / l)和磷(10-30mg / l)�，F在我們新研發了一種活性炭專門處理啤酒廢水，下面開始測試。

　　材料收集

　　啤酒廠污水從幾家啤酒廠得到啤酒制造廢水用黑色塑料容器來保存，并進一步防止在流出物的特性的變化。

　　活性炭原料通過用蒸餾水充分洗滌以除去雜質，對原料進行預處理，并將洗滌的樣品在40℃的空氣循環烘箱中干燥14小時。將殼樣品混合，過篩并獲得范圍在2和3mm之間的顆粒并將其儲存在干燥器中用于實驗。將兩份已知重量的活性炭樣品分別浸入60%的氯化銨和磷酸溶液中24小時。殼樣品的碳化在馬弗爐中在600℃下進行4小時，用蒸餾水洗滌至pH7，在110℃下干燥8小時，隨后使用標準篩篩分至所需的直徑。

　　活性炭吸附劑樣品用的理化和儀器表紅外分析以測定活性炭中存在的官能團。通過熱重分析和差示掃描量熱分析，分別使用TGA-Q50和DSC-Q200模型來評估活性炭的熱行為。用掃描電鏡模型FEI-QUANTA 200通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察活性炭的表面形貌。使用標準方法進行生物吸附劑的物理化學和儀器表征。

　　吸附實驗

　　根據在錐形瓶中進行批次吸附實驗。在典型的實驗中，將20ml流出物樣品與10-50g / l范圍內的適量的活性炭吸附劑，然后在20℃下搖動5-60分鐘轉/秒。吸附測量的溫度范圍在20至30℃之間，并根據需要適當地應用適當的值。然后使用Whatman no 42濾紙在慢速流動下在玻璃漏斗中過濾樣品，所述濾紙具有良好的孔隙率和2.5微米的顆粒保留。過濾后的液體相對于顆粒(SDP)含量進行分析。

　　圖、2接觸時間和活性炭劑量的變化對從BRE(BRE體積= 20ml，C 0 = 161.92mg / l，初始BRE pH，原始溫度= 25℃)去除SDP%的影響。

　　圖、3接觸時間和不同活性炭劑量對從BRE(BRE體積= 20ml，C 0  = 161.92mg / l，初始BRE pH，原始溫度= 25℃)中去除SDP%的影響。

　　接觸時間和活性炭用量對BRE吸附去除SDP的影響

　　用于吸附除去SDP的相對于時間和吸附劑劑量的結果示于圖2,3在10-50克/升的范圍內。圖 5和6表明，SDP去除與在吸附劑用量增加而增加。從圖中可以看出，對于活性炭1(圖2)和活性炭2(圖 3)，平衡時間為30分鐘后，顆粒截留迅速增加并趨于恒定 。從圖 5中，活性炭1在10g / l時的去除百分數分別為5和30-60分鐘時的60.5978和69.8369%。對于活性炭1(圖 2)，分別以50g / l，63.3152和74.1168%記錄5分鐘和(30-60)分鐘。在圖3(活性炭2)中描繪了類似的趨勢， 其中在10g / l劑量下分別在5分鐘和(30-60分鐘)達到52.4456和66.1005%。對于50g / l 活性炭2劑量，分別在2和(30-60)分鐘時達到55.095和67.527%的去除率。結果表明，活性炭1在本實驗條件下表現優于活性炭2。

　　新研究的活性炭能夠從啤酒廢水(BRE)中吸附SDP。使用活性炭從BRE中去除SDP是接觸時間，生物吸附劑劑量，溫度和pH的函數。吸附容量隨著溫度的升高而增加。在pH 6.95，50g / l劑量和30℃下達到最佳的SDP清除。在所考慮的等溫線模型中，平衡數據在所研究的實驗條件下最好地擬合了Langmuir模型。動力學數據與偽二階方程非常一致。計算得到的熱力學參數表明，對于2種活性炭，相關的吸附體系都是有利的，吸熱的和自發的。

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