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廣東韓研活性炭科技股份有限公司
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閱讀：152發布時間：2021-11-29
活性炭通過稱為吸附的方法從水中除去有機化合物的能力是的，通過各種化學反應除去氯和氯胺，并且用作通用過濾介質。然而，其用于還原溴酸鹽的用途尚不清楚。現在技術員研究了活性炭的多種使用，大部分已經締結的活性炭不是一個經濟有效的解決方案。然而，這些技術員沒有意識到活性炭驗證方法的局限性，或者不是所有的活性炭都是相似的，特別是經過改性強化后的活性炭。
反應原理
溴酸鹽(BrO3-)是由臭氧與天然溴在飲用水中反應形成的消毒副產物。雖然使用標準氯化消毒不可能形成溴酸鹽，但有一些證據表明，商業上可獲得的次氯酸鈉溶液可能含有溴酸鹽作為污染物。溴酸鹽是一種高毒性物質，導致不可逆的腎衰竭，耳聾和死亡。因此，一些環保機構已將10μg/ L為飲用水中可接受濃度或污染物水平(MCL)。
飲用水中溴酸鹽形成的重要前體是溴化物。飲用水中的平均溴化物濃度約為100μg/ L。由于溴酸鹽為63%溴化物，所以在臭氧化時，僅需6.3微克/升的溴化物就需要轉化為溴酸鹽，超過MCL。地下水中溴的天然來源是沉積巖中的鹽水侵入和溴化物溶解。溴通常在飲用水中以次溴酸(HOBr-)或次溴酸鹽(OBr-)的形式存在。當暴露于臭氧化時，溴離子容易被氧化成溴水溶液。除溴酸鹽外，
為了了解溴酸鈉的形成，需要對臭氧分解的必要理解。臭氧可以 在形成副產物中發揮直接(分子臭氧途徑)或間接(羥基自由基途徑)氧化作用。臭氧與溴離子直接反應形成次溴酸鹽和氧氣。
O3 + Br- O2 + OBr-
然后兩個臭氧分子與次溴酸鹽直接反應形成溴酸鹽和氧氣。或者，次溴酸鹽可以與通過破壞臭氧產生的多個羥基自由基反應。
2O3(或OH *)+ OBr- 2 O2 + BrO3
這些反應是廣義的，而不一定是平衡的，但是它們對溴酸鹽形成中的作用機制給出了很好的概述。
活性炭的溴化還原研究
很多技術員已經研究了使用活性炭去除或還原溴酸鹽，迄今為止的數據各不一致，在某些情況下，由于用于確定活性炭適用性的技術而導致產生誤導，明顯的是，活性炭排放篩選過程被忽視，這導致了關于在此應用中使用活性炭的概括。
然而，在表面性質對溴酸鹽去除的影響，根據數據顯示表面性質可以并且確實影響溴酸鹽去除性能。其他應用如液相中的氯胺除去和硫化氫和二氧化硫在氣相中的氧化也已顯示受表面性質的影響。生產的催化性能和吸附性能的市售活性炭確實存在，并且已經研究了溴酸鹽還原。但是，由于測試條??件，這些數據是誤導性的。
活性炭溴酸還原的應用-反應動力學
使用差示反應器進行測試以確定標準煤質活性炭和催化增強活性炭的反應速率。典型的活性炭特性反應速率數據顯示反應遵循一級反應，更重要的是數據顯示催化增強活性炭的反應速率比標準活性炭快3.4倍。
水的分析證實溴酸鹽破壞的反應產物是溴化物。催化增強活性炭的反應速度越快，可使更短的接觸時間系統被設計用于全面的使用。實驗設計研究表明，典型的性能如碘值不能用于預測溴酸鹽還原性能，然而，通過過氧化物數量測定的催化活性可用于確定更適用的活性炭。
活性炭-現實世界應用差示反應器研究可用于測定反應速率。然而，需要進行全面測試來驗證數據。關于減少溴酸鹽的研究已經采用了快速小規模柱試驗(RSSCT)程序，其被設計用于吸附應用，并且不能很好地轉化為存在不同的去除機理如氧化/還原或離子交換的應用。使用實際的粒徑活性炭和全尺寸的接觸時間進行柱研究以驗證性能。使用30分鐘接觸時間和催化增強的活性炭研究表明，溴酸鹽可以從平均值110ppb的溴酸鹽平均降低到平均小于5ppb。
活性炭實驗結果：
差示反應器研究表明溴化物還原反應為溴化物為一級。顯示標準活性炭性能如碘值不能用于表明溴酸鹽還原性能。通過過氧化物數量測定的催化活性炭確實給出了溴酸鹽還原性能的一些跡象。研究數據顯示活性炭可用于將溴酸鹽還原成可接受的水平。
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