摘要：以馬拉硫磷作為突發(fā)性污染物，考察了粉狀活性炭對(duì)其的吸附效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，粉狀活性炭對(duì)純水和濾后水中的馬拉硫磷均具有較好的去除效果，對(duì)前者的去除效果更為明顯，去除率隨活性炭投加量的增加而升高。當(dāng)馬拉硫磷濃度為1.25mg/L，純水濾后水中的活性炭投加量分別為12和20mg/L時(shí)，反應(yīng)120min后馬拉硫磷剩余濃度均低于0.25mg/L。對(duì)濾后水而言，藥劑費(fèi)用約為0.06~0.08元/m³。

由于我國(guó)長(zhǎng)期以來的工業(yè)布局，眾多工業(yè)企業(yè)分布在江河湖庫(kù)附近，造成水污染事故隱患無法根除。近年來發(fā)生的水污染事件對(duì)城市供水健康造成威脅。影響很嚴(yán)重。因此，亟須加強(qiáng)對(duì)突發(fā)性污染物的應(yīng)急處理技術(shù)研究，以提高城市供水對(duì)水源污染事故的應(yīng)急能力。突發(fā)性污染事件常有突發(fā)性、未知污染物、高濃度、危害大、影響面廣等特點(diǎn)，自來水廠常規(guī)工藝難以去除相關(guān)污染物，又缺乏相應(yīng)的處置設(shè)備與技術(shù)措施。因此，針對(duì)不同的污染物進(jìn)行分析研究并做相應(yīng)的應(yīng)急技術(shù)儲(chǔ)備是十分必要的。

馬拉硫磷分子式為C₁₀H₁₉O₆PS₂，屬低毒殺蟲劑，中毒潛伏期較長(zhǎng)，伴有惡心、腹痛、抽搐、腦水腫等現(xiàn)象，甚至損害心肌、肝、腎等。《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）規(guī)定其限值為0.25mg/L。運(yùn)用活性炭吸附技術(shù)處理有機(jī)污染物的研究已有多篇報(bào)導(dǎo)。筆者以馬拉硫磷作為突發(fā)性污染物，運(yùn)用粉狀活性炭吸附技術(shù)對(duì)其進(jìn)行研究，以期得出匹配現(xiàn)有水處理工藝，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作易行的處理措施，為水廠應(yīng)急處理提供參考。

波濤活性炭廠家現(xiàn)將：“粉狀活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附性能”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析如下：

一、活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附速率

分別采用純水和水廠濾后水作為試驗(yàn)用水，馬拉硫磷濃度為1.25 mg/L，粉狀活性炭劑量為10mg/L，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。可以看出，粉狀活性炭對(duì)馬拉硫磷具有較好的吸附效果，反應(yīng)基本在60min內(nèi)完成。前30min反應(yīng)很快，純水和濾后水中馬拉硫磷剩余濃度分別為0.447和0.797mg/L；60min時(shí)，污染物去除率分別為70.7%和44.4%，平均吸附速度分別為14.73和9.25μg/（L·min）。此后3h反應(yīng)速度均減緩，去除率分別為79.9%和5l.7%。

從整個(gè)240min的吸附過程看, 馬拉硫磷在純水和濾后水中的平均吸附速度相差較大，分別為4.16和2.69μg/（L·min）。說明濾后水中存在著能被活性炭吸附的其他有機(jī)物，馬拉硫磷的吸附過程受到干擾。另外可以看出：不管是純水還是濾后水，當(dāng)吸附120min后，活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附基本達(dá)到平衡，延長(zhǎng)吸附時(shí)間，馬拉硫磷去除率增加不大，因此將120min作為試驗(yàn)反時(shí)間時(shí)。

二、活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附容量

分別采用去離子水、水廠濾后水為試驗(yàn)用水，馬拉硫磷濃度為1.25mg/L，反應(yīng)時(shí)間為120min。分別考察在不同粉狀活性炭投加量時(shí)對(duì)馬拉硫磷的吸附情況，結(jié)果如圖2所示。

對(duì)于純水來說，當(dāng)活性炭的濃度達(dá)到12mg/L時(shí)，出水中馬拉硫磷的濃度基本保持在0.25mg/L以下，再提高活性炭投加量，去除效果并無明顯改善。而對(duì)濾后水來說，由于吸附競(jìng)爭(zhēng)的存在，只有當(dāng)投加量為20mg/L時(shí)，馬拉硫磷吸附效果才明顯，剩余濃度約為0.25mg/L，且隨著投加量增加，吸附效果越明顯。

根據(jù)圖1中的吸附速率曲線，以120min時(shí)的濃度作為吸附平衡濃度，將各組試驗(yàn)數(shù)據(jù)按照平衡吸附容量公式q₀=V（C₀-C₁）/W進(jìn)行整理，其中q₀為吸附容量，mg/mg，V為水樣體積，L；C₀為污染物初始濃度，mg/L；C₁為污染物平衡濃度，mg/L；W為活性炭投加量，mg，結(jié)果見圖3。

從圖3可以看出，活性炭對(duì)純水和濾后水中馬拉硫磷的吸附容量與其平衡濃度之間的關(guān)系均符合Freundich經(jīng)驗(yàn)公式。

兩條吸附等溫線與Freundich方程擬合度均好，但純水中活性炭的吸附容量大于濾后水。隨著平衡濃度的增加，純水中活性炭的吸附容量大幅度增加，濾后水中活性炭的吸附容量增加幅度相對(duì)較小，總體表現(xiàn)為濾后水中活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附能力比純水中要小。

將吸附等溫線方程取對(duì)數(shù)變換后做圖也可以看出，在純水中活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附能力比濾后水中要大，可以用κ、l/n值作為衡量吸附能力的指標(biāo)，更能直觀地表達(dá)活性炭對(duì)不同水體中的污染物的吸附能力。

三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

運(yùn)用活性炭吸附技術(shù)處理馬拉硫磷具有以下特點(diǎn)：

1、設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易，只需要用泵將配置好的活性炭溶液按一定流速加入到凈水工藝的反應(yīng)池前端即可。

2、快速有效，當(dāng)原水發(fā)生濃度為1.25mg/L的馬拉硫磷污染時(shí)，投加約20.0mg/L粉狀活性炭，攪拌120min，即可達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。

3、可靠性高，將污染屏障前移，即水源水中的污染物被控制在水廠凈水工藝前端。

4、應(yīng)急藥劑普通，活性炭產(chǎn)量大使用廣泛。

5、成本相對(duì)較低，相對(duì)于新增龐大的處理構(gòu)筑物等措施，應(yīng)急處理的成本在一次性投資和運(yùn)行費(fèi)用上均較低，假設(shè)粉狀活性炭的市場(chǎng)價(jià)格為3000~4000元/t，活性炭的投加量以20mg/L計(jì)算，那么相應(yīng)的噸水藥劑成本為0.06~0.08元。

四、結(jié)論

1、粉狀活性炭對(duì)馬拉硫磷具有較好的去除效果。當(dāng)馬拉硫磷的濃度為1.25mg/L，活性炭投加量為10mg/L，攪拌4h后，純水中馬拉硫磷的去除率達(dá)到79.9%，濾后水中的去除率為51.7%。水中有機(jī)質(zhì)的存在對(duì)馬拉硫磷的吸附去除有較大影響。

2、水中馬拉硫磷的去除率隨活性炭的投加量的增加而升高，純水、濾后水中活性炭投加量分別為12.0和20mg/L時(shí)，反應(yīng)120min后，馬拉硫磷濃度均可從1.25mg/L降至0.25mg/L以下。

3、活性炭對(duì)馬拉硫磷的吸附符合Freundich經(jīng)驗(yàn)公式，由于濾后水中能被活性炭吸附的基質(zhì)與馬拉硫磷存在競(jìng)爭(zhēng)吸附，活性炭對(duì)純水中馬拉硫磷的吸附能力比濾后水中要大。

4、使用粉狀活性炭處理馬拉硫磷污染事故，當(dāng)原水污染物濃度為1.25mg/L，投加20mg/L的活性炭，出水濃度能滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求，噸水藥劑費(fèi)用為0.06~0.08元。