來源：韓研活性炭網 作者：韓研活性炭網 2017-12-15
活性炭去除廢水中的微生物，這期我們使用ZnCl2和H3PO4作為活化劑，來制備活性炭處理水中的微生物。帶有微生物的廢水可能來自培養物，廢棄藥物，化學廢物，體液和人體排泄物的水。這些廢水可能直接排入到主要流域，這會對附近的環境質量和對人們的健康產生嚴重的影響。這些水中含有的病原體會引起各種疾病。因此，未經處理的微生物廢水可能造成供水污染破壞性影響嚴重。也被歸類為無害(無風險)和危險(有風險)的廢物。危險廢物可能具有毒性，遺傳毒性，腐蝕性，沖擊敏感性，易燃性，反應性，爆炸性，放射性，含有傳染劑和/或銳器等危險成分。
近年來，有幾種方法用于處理廢水。然而，活性炭吸附提供了最有效和經濟的廢水管理方法。由于商業吸附劑成本高昂，研究人員開發了不同方法來改性與商業吸附劑競爭良好的低成本吸附劑。過去用作制備活性炭前體的一些低成本材料包括：椰殼，稻殼，玉米芯和花生殼。另外，由于有限的供水來源，使用活性炭處理廢水和受污染的地下水正在大量增加著。在這樣的處理中，活性炭通常用作主要處理，在其他純化工藝之前，或作為最終的三級或高級處理。從活性炭的研究工作開始，并研究活性炭去除廢水中微生物的能力。
實驗樣品制備
把活性炭原材料干燥了三天。干燥的樣品在流水龍頭下適當地清洗以除去灰塵和水溶性雜質。在洗滌過程中累積的過量水在露天空氣中再排放12小時，然后將其引入設定在105℃的實驗室烘箱中并干燥24小時。將干燥的樣品用陶瓷實驗室研缽和研杵輕輕壓碎，然后用<400μm篩孔篩進行篩分。將樣品儲存在密封容器中以供進一步使用。
樣品的碳化和化學活化
對原材料的碳化上進行一些修改。將約50克原材料樣品置于大型陶瓷坩堝中，并在馬弗爐中在350℃下碳化。加熱8小時后取出樣品，并在活化前在干燥器中冷卻。碳化樣品的化學活化使用1M的ZnCl 2和H 3 PO 4作為活化劑進行活性炭的活化。碳化的樣品在室溫下用活化劑浸漬。將精心稱重的50克碳化樣品置于含有每種活化劑的分開的燒杯中。將每個燒杯的內容物充分混合并稍微加熱直至形成糊狀物。然后將糊狀物轉移到置于爐中的坩堝中，在400℃下加熱2小時，然后升溫至600℃4小時。然后使活性炭樣品在干燥器中冷卻，然后用熱蒸餾水分幾次洗滌。將洗滌的樣品在105℃烘箱干燥6小時至恒重。然后使用實驗室篩將其過篩至400μm的粒度。精細篩分樣品儲存在干凈的密閉容器中進一步研究。
1、NHZ-材料一用ZnCl2活化的活性炭。
2、NHH-材料一用H3PO4活化的活性炭。
3、NCZ-材料二用ZnCl 2活化的活性炭。
4、NCH-材料二用H 3 PO 4活化的活性炭。
色譜柱吸附研究
固定床柱通過干法填充技術制備，其中垂直安裝的圓柱形硼硅酸鹽玻璃柱(直徑為2.4cm，長度為32.2cm，體積為約150ml)填充有約10g各制備的活性炭(即約12ml柱體積)，并通過重力沉降。吸附劑的底部在柱中用少量非反應性玻璃棉填充，使用蒸餾水至柱高約0.5cm，以防止吸附劑堵塞柱的出口并返回處理過的水樣。在將廢水樣品引入柱之前，用10mL蒸餾水洗滌具有吸附劑的柱。大約50毫升的廢水轉移到活性炭中并使其與吸附劑接觸30分鐘。在整個運行過程中保持吸附劑不被淹沒，以避免空氣滯留在床中。接觸時間過去后，將柱的抽頭被讓開和處理過的水(濾液)允許排出，并收集在燒杯中，測量和分析之前轉移到樣本瓶。
微生物分析
樣品收集后立即進行微生物分析，并在每個處理過程之后進行，并使用傾倒板技術進行測定。對原料廢水和處理過的廢水樣品進行總異養細菌和真菌計數，將等分試樣(1mL)的廢水轉移到9mL的蒸餾水中并連續稀釋10倍(10-2至10-5)。然后將0.1mL等份的連續稀釋的樣品分別在45℃在熔化的營養瓊脂(NA)和葡萄糖瓊脂(SDA)的平板上鋪板以分別和計數總需氧細菌和真菌。將它們旋轉混合并在37℃下培養平板48小時以獲得細菌計數，并且在環境實驗室溫度下培養5天以進行真菌計數，并進行菌落計數。在培養期后，計數在平板上產生的總細菌菌落和總真菌計數，乘以10和稀釋因子，結果表示為樣品的菌落形成單位數(CFU/mL)。
注意：確定細菌和真菌負荷以確定楝樹碳對減少微生物負荷的有效性。然而，細菌和真菌沒有被分離出來，以確定哪種細菌或真菌被吸附最多或最少。
圖1：細菌和真菌計數的減少百分比。
處理的廢水樣品的細菌和真菌分析結果如圖1所示。細菌和真菌計數的NIS限值為0CFU / 100mL，而細菌排放的允許限度并且廢水中的真菌數量是10,000CFU / 100mL。原污水的細菌和真菌數量分別為4,270和2,400 CFU / 100 mL，極高。細菌載量由NCZ大大降低了99.4%(2600CFU / 100mL)，99.3%(3000CFU / 100mL)，99.3%(3100CFU / 100mL)和99.3%(2800CFU / 100mL) NCH，NHZ和NHH樣品(圖1)。NCZ，NCH，NHZ和NHH樣品的真菌負荷也顯著降低至88.75%(2700CFU / 100mL)，90.0%(2400CFU / 100mL)，85.83%(3400CFU / 100mL)和90.42% (2300 CFU/100 mL)。
圖2：接觸時間對處理廢水的細菌負荷的影響。
圖3：接觸時間對處理過的廢水的真菌負荷的影響。
時間對廢水微生物負荷的影響
通過改變廢水樣品在接觸活性炭材料的柱中停留的時間(流速)來研究接觸時間的影響。每種活性炭材料的研究時間為10至30分鐘。時間對微生物的影響圖2和圖3給出了處理過的水樣的負荷。圖2顯示樣品的細菌負荷顯著減少超過其原始量的99%。前10分鐘的接觸足以迅速減少細菌負荷。隨后的時間沒有顯示出任何顯著的變化，相對于前10分鐘內減少的數量。圖3顯示了同樣的效果和模式，原水廢水的真菌負荷已經減少了98%以上。這些結果表明，活性炭樣品可能具有很強的抗菌性能。
圖4：體積對細菌負荷的影響。
圖5：初始體積對真菌負荷的影響。
廢水量對吸附劑性能的影響
通過改變通過柱子并與活性炭接觸的廢水的量來實現廢水的體積對每種測試活性炭的吸附能力的影響。四種原材料做成的活性炭對微生物參數的吸附趨勢相似。吸附細菌和真菌的最有效的初始體積是10cm3。在初始體積為10cm 3時，活性炭有效地吸附廢水中的高細菌和真菌負荷，此后吸附量幾乎保持恒定，如圖4和5所示。
結論：活性炭顯示出優異的去除廢水中的微生物的能力。真菌載量降低了90.42%，細菌載量大大降低了99.94%。研究表明，所制備的活性炭是有效的，可用于工業廢物與生活廢物等多組分系統中去除微生物。廢水與制備的活性炭接觸的前10分鐘足以使細菌和真菌負荷迅速減少90%以上。
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