三种国产活性炭吸附去除水中病毒能力的比较

环境与健康杂志2008年7月第25卷第7期JEnvironHealth,July2008,Vol.25,No.7文章编号:1001-5914(2008)07-0611-05三种国产活性炭吸附去除水中病毒能力的比较王华,黄海,郝越力摘要:目的开展饮用水的深度处理,比较几种常用的国产活性炭在不同条件下吸附去除水中病毒的能力。方法采用三角瓶实验比较了两种国产椰壳颗粒活性炭和一种国产粘胶基纤维活性炭毡在设定条件下(磷酸盐缓冲液,pH=7.3,25℃)去除病毒的能力以及其中一种椰壳颗粒活性炭在不同条件下(预处理前后,温度15～35℃,pH=6.0～8.4,钙离子浓度为0～500mg/L,离子强度为0～0.1mol/L)去除病毒的能力。实验病毒为从污水中富集的大肠杆菌(Escherichiacoli285)噬菌体指示病毒。结果颗粒活性炭去除病毒的过程较好地符合一级反应动力学(R2=0.83～0.99),而纤维活性炭的符合程度较差(R2=0.44～0.64),速率常数为0.5053～2.6068(颗粒炭)和0.2192～0.4138(纤维炭);预处理活性炭(用去离子水煮沸2h后冲洗)即可增强又可减弱病毒的去除效果,取决于活性炭来源;两个厂家生产的椰壳颗粒炭在去除病毒的效果上有较大差异,其相对强弱取决于有无预处理;较高的温度和钙离子浓度或离子强度以及偏酸偏碱条件通常加快颗粒炭对病毒的去除。一级动力学模拟计算表明,15min内去除率约为30%,最高为40%,最低为5%;在实验5h内的最大去除数量为5个对数。实际测定结果显示,虽然颗粒炭的实验用量(1g)是纤维炭(0.1g)的10倍,但是后者比前者有更快的初始去除速率。结论三种国产活性炭在吸附去除水中病毒的效果上有较大差异,其相对强弱取决于实验条件。如果考虑目前水处理技术中较短的活性炭滤池处理时间(大约15min),研究能进一步提高本实验所用的国产活性炭材料在吸附去除病毒方面的能力十分必要。关键词:水;活性炭;病毒;大肠杆菌;噬菌体;饮用水;水处理中图分类号:R123.6文献标识码:AComparisonofSeveralDomesticProductsofActivatedCarboninVirusAdsorptioninWaterWANGHua,HUANGHai,HAOYue-li.CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,NankaiUniversity,Tianjin300071,ChinaAbstract:ObjectiveFordrinkingwaterdeeptreatment,thisstudycomparedtheabilitiesofseveralcommondomesticproductsofactivatedcarboninvirusremovalfromwaterthroughadsorption.MethodsThisstudycomparedtheabilitiesinvirusremovaloftwotypesofgranularactivatedcarbon(GAC)materials(domesticproductmadeofcoconutshell)andonetypeofactivatedcarbonfiber(ACF)material(domesticproductmadeofmucilageglue-basedACFfelt)underafixedcondition(phosphatebufferedsaline-PBSsolution,pH=7.3,25℃)andtheabilitiesofoneoftheabovetwoGACtypesundervariousconditions(beforeandafterpretreatment,15-35℃,pH=6.0-8.4,concentrationofCa2+0-500mg/L,ionicstrength0-0.1mol/L).Thetestedviruswastheindicatorphagesobtainedfromsewagewithanenterobacterium(Escherichiacoli285).ResultsTheremovalprocesswiththeGACsfollowedthefirstorderkineticmodel(R2:0.83-0.99),whereasthatoftheACFdidnot(R2:0.44-0.64),withtherateconstantsof0.5053-2.6068(GACs)and0.2192-0.4138(ACF).Pretreatment(boilingfor2handthenwashingi