日前,由中国石油大学(华东)化学工程学院吴明铂博士为首的课题组完成的活性炭纤维制备及水处理新技术开发,通过了山东省科技厅组织的专家鉴定,鉴定委员会一致认为,该成果具有创新性、实用性,达到国际先进水平。
   
    课题组以粘胶基纤维为原料,在较高收率下,制备出具有一定孔隙结构的活性炭纤维(ACF),并进一步调控出适于饮用水净化的高比表面积ACF,粘胶纤维的炭化收率可达44%(接近于理论值44.4%)。阐明了磷酸盐催化粘胶纤维脱水反应机理;通过改变炭化、活化等工艺条件,实现对活性炭纤维的孔结构和比表面积的有序调控。采用适当工艺得到比表面积2685m2/g,总孔容1.39cm3/g的ACF;以自制ACF为吸附材料,开发了“臭氧氧化+活性炭纤维吸附”饮用水处理新技术,设计、加工了2吨/小时的饮用水深度处理装置,处理后的出水满足饮用水最新国家标准(GB5479-2006);在处理微污染源水的实验中,ACF对有机污染物有良好的去除效果,出水CODMn在1.0mg/L以下。 ACF对水中铅、镉等重金属亦有良好的去除能力;开发的ACF配套水处理装置和ACF净水器因水质好(出水可以直接饮用)、操作方便,具有很好的经济效益。
   
    据中国石油大学(华东)化学工程学院吴明铂博士介绍,活性炭技术被公认是饮用水深度处理的有效方法之一。但因吸附量有限、费用高、不易回收等原因,在水处理中的应用受到限制。该项技术采用ACF代替普通活性炭应用于水处理,能大大提高其脱除效率和出水水质。ACF对水中有机物等杂质具有高的吸附量和吸脱附速率,可直接用于净水器。ACF因具有好的形态,使用更加方便,且易于回收、再生和循环使用,可大幅度降低运行成本。研制的ACF部分替代常规水处理工艺中的过滤材料,对目前常规水处理工艺进行简单改造,即可有望解决目前饮用水中存在的CODMn等超标问题,使饮用水指标达到最新标准。开发的ACF配套水处理装置可满足办公场所、高档住宅、宾馆、大型体育活动场所、特殊地区(如盐碱地)等对高质量饮用水的需求;ACF净水器则可进入千家万户,为广大百姓提供优质饮用水;“臭氧氧化+活性炭纤维吸附组合技术”可作为水深度处理新技术用于水厂,达到提高出水质量的目的。ACF因具有丰富的孔隙结构和优异的选择性吸附性能,在天然气净化脱硫、废气处理等领域都具有潜在的应用前景。该课题的研究必将有助于解决目前饮用水中存在的质量问题,能大幅度提高饮用水的质量和人们的生活质量,从而具有重要的社会效益。