活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　本次评估了活性炭吸附单乙醇胺的可行方法，同时保持胺浓度水平。将活性炭的吸附性能与沸石进行了比较。初步结果表明，在确定的最佳实验条件下，活性炭的应用使COD降低了多达83%，悬浮固体达到了57%和95%的残留油去除率(吸收剂重量：5%，接触时间：1小时)，混合速率：100rpm，环境温度：25-30℃，pH 11)。对于活性炭和沸石，结果显示COD降低了80和70%，悬浮固体分别降低了49%和38%。对于去除残油，在相同的实验条件下，活性炭为87%，沸石为46%。总之，活性炭表现出最佳的吸附性能其次是沸石。

　　目前，单乙醇胺水溶液(MEA)广泛用于从烟道气流中除去二氧化碳和硫化氢。单乙醇胺是一种有机化合物，其具有伯胺(由于其分子中的氨基)和伯醇(由于羟基)。与其他胺类似，单乙醇胺具有弱碱性，有毒，易燃，腐蚀性，无色和粘稠的液体，具有与氨类似的气味。目前正在研究使用活性炭来进行吸附处理。一旦单乙醇胺废水进入废水处理厂，它将通过增加负荷来扰乱废水处理厂的处理难度并显着增加COD，油浓度和悬浮固体，这使得这些废水的有效处理变得复杂。在许多情况下，废水中胺的浓度会导致COD超过200,000ppm水平，所以必须将单乙醇胺废水分出来单独进行处理，相反，会造成其他污染物难以去除增加去除费用，所以目前研究的活性炭吸附有一定的前景。

　　在本研究中，采用活性炭和沸石两种吸附剂进行了探索，以探讨其在降低单乙醇胺水废水中COD，悬浮固体和油浓度的同时具有的可行性。将胺浓度保持在可接受的限度。选择吸附法是因为其直接应用，简单易行，广泛应用于污水处理厂。鉴于单乙醇胺水废水大量来自石油化工厂和其他加工厂，例如发电厂，并且迄今为止缺乏研究，因此研究需求对于找到替代的处理方法非常重要。

　　活性炭在许多工业应用中用作吸附剂，作为高性价比的分离剂，以提高最终产品质量的材料。活性炭在饮用水，废水处理过程，食品和化学工业过程中就是典型的例子。活性炭是最常见的吸附剂，因为其每单位质量的表面积大。由于表面氧化物基团和无机杂质，活性炭的表面是非极性的或仅略微极性的。大多数其他市售吸附剂本质上是极性的。这种差异有一些非常有用的优点。活性炭不能很好地吸附水。因此，在使用前不需要任何预处理来除去水，并且活性炭作为含水体系的选择性吸附剂是非常有用的。

　　活性炭对去除残留油的影响

　　通过改变吸附剂的重量，以100rpm的混合速率，1小时，分析不同吸附剂用量(wt。%)对活性炭与沸石相比对MEA去除残留油的影响。混合时间，在25-30℃的温度下接触时间为1小时。测试在样品的原始pH下进行，即11.21。在CO 2去除单元系统中根据需要维持pH水平。图1显示了使用活性炭和沸石从MEA废水中去除残留油的百分比。从图1中可以看出观察到，在最高吸附剂用量(5重量%)下，活性炭与其他物质相比显示出最高的残油去除率。活性炭成功除去87%的残油，沸石为46%。可以得出结论，活性炭最好比其他吸附剂更好地除去残油。

　　图1：去除的残油的百分比与活性炭的剂量。

　　活性炭对悬浮固体去除的影响

　　图2显示了MEA废水的悬浮固体去除。结果表明悬浮固体从1重量%的活性炭到5重量%的活性炭持续降低。在实验工作之前，使用陶瓷过滤器(0.45μm)过滤样品。在最大吸附剂用量下，活性炭成功去除了57%的悬浮固体，沸石为38%。结果表明，废水中悬浮固体去除活性炭和沸石的吸附处理百分比。对于所有吸附剂，悬浮固体从1重量%至5重量%除去，但活性炭与其它吸附剂相比显示出最有效的吸附剂以减少悬浮固体。

　　图2：悬浮固体去除百分比与活性炭剂量的关系。

　　活性炭对单乙醇胺浓度的影响

　　图3显示活性炭和沸石的应用不显着影响单乙醇胺浓度水平。在5重量%的活性炭中，MEA浓度从41%降至39%。途图中显示胺浓度(%)的水平恒定为1重量%的吸附剂至5重量%的吸附剂。

　　图3：MEA浓度(MEA)与活性炭的剂量。

　　该单乙醇胺废水含有许多类型的分子和离子。因此，某些分子和离子基于其特性被吸附到这些吸附剂表面上。活性炭具有疏水表面，有利于空气中的有机物。同时沸石是亲水性吸附剂。吸附剂的这些特性有助于降低COD水平。从结果可以看出，与活性炭和沸石相比，活性炭是降低COD水平的效果好的吸附剂。

　　活性炭作为吸附单乙醇胺的吸附剂，可以去除残油，悬浮固体，降低COD，同时保持单乙醇胺废水中MEA浓度的水平。初步结果表明，处理过的潜在MEA的废水可以再循环和再利用的CO2去除。活性炭吸附剂在碱性条件下涉及物理和化学吸附机理。在碱性条件下，羟基倾向于MEA吸附的有效官能团。此外，活性炭是一种传统的吸附，成本低，效果好。

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