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有机废水处理材料能否取代活性炭?

有机废水处理材料能否取代活性炭?

    有机工业废水的处理工艺流程,一般包含预处理、生物处理和后处理三部分。预处理主要包括水质水量均化、大颗粒固态悬浮物的去除等物理处理技术,以及提高有机物可生物降解性能、降低废水毒性的一些化学法、物化法和生物法处理技术。对于某些难处理的废水,虽然经过预处理和生物处理,有时其出水COD依然还较高,不能满足排放要求,此时,需再辅以后处理,以做到最终达标排放,后处理方法多为物化法和化学法。

    水体污染已经日益成为全球环境问题的重大问题之一,其中农药、医药、化妆品等有机污染物废水尤其是治理难点!目前,工业上去除废水中有机物最常用的方法之一就是活性炭吸附,该方法操作简便、价格便宜,还可以将活性炭进行脱附后重复使用。同时,该方法也存在这样一些问题:1)吸附速度较慢;2)对于相对亲水的有机污染物去除效果不明显;3)活性炭再生需要消耗大量能量,成本较高,而且再生之后的吸附效果也会有所降低。

    不溶于水的高分子β-环糊精,貌似是一个不错的新选择。廉价、持续性地生成葡萄糖超分子大环来吸附有机物。β-环糊精吸附有机污染物的原理是与有机物形成主-客体分子的复合物,然而,目前交联型β-环糊精比表面积较低,去除效果难以和活性炭媲美!

    近日,康奈尔大学的William R. Dichtel等人利用芳香基团使β-环糊精交联耦合,得到了一种比表面积高达250 m2/g的3D介孔β-环糊精高分子,该材料对多种有机污染物的吸附速率常数是活性炭的15-200倍,在温和条件下冲洗后可以多次重复利用而不降低性能。通过和商业上领先的活性炭材料对比,该β-环糊精高分子对实际环境中的有机污染物的去除表现出更好的性能。

    据研究人员表示,这种β-环糊精高分子材料易于工业化制备,成本低廉,经过优化可使价格达到5-25美元/千克,这是常用炭过滤器的价格的一半!该材料不仅可以在家庭水过滤方面使用,还有望用于工业废水处理和生态修复,将极有可能取代活性炭成为下一代新型水处理材料!