Con il rapido sviluppo di industrializzazione e urbanizzazione, l'inquinamento idrico sta diventando sempre più grave, in particolare i livelli eccessivi di sostanze dannose come fluoro, arsenico e metalli pesanti, che minacciano seriamente la salute umana e l'ambiente ecologico .allumina attivataè diventato uno dei materiali importanti nel campo del trattamento delle acque a causa delle sue eccellenti prestazioni di adsorbimento, stabilità chimica e economia .
Caratteristiche dell'allumina attivata per il trattamento dell'acqua
Area specifica elevata: fornisce un gran numero di siti di adsorbimento .
Struttura porosa: i micropori e i mesopori sono distribuiti, adatti per l'adsorbimento di molecole di diverse dimensioni .
Stabilità chimica: resistente all'acido e alcalino, adatto a una varietà di condizioni dell'acqua .
Adsorbimento selettivo: ha una forte affinità per gli inquinanti come il fluoruro, l'arsenico e il fosfato .
Rinnovabilità: la capacità di adsorbimento può essere ripristinata mediante il riscaldamento o la pulizia chimica .
Applicazione dell'allumina attivata nel trattamento delle acque
1. trattamento dell'acqua potabile
(1) Rimozione del fluoro
Il fluoruro è un elemento di traccia essenziale per il corpo umano, ma l'assunzione eccessiva può portare a malattie come la fluorosi dentale e la fluorosi scheletrica . L'allumina attivata può rimuovere in modo efficiente gli ioni fluoruro dall'acqua attraverso lo scambio di ioni e l'adsorbimento superficiale, ed è particolarmente idoneo per il trattamento con acqua potabile in aree ad alto contenuto di fluoruro.
(2) Rimozione dell'arsenico
L'arsenico è un inquinante altamente tossico . Attivata Alumina può efficacemente adsorbare arsenato, ma la sua capacità di adsorbimento per l'arsenite è debole . Pertanto, è spesso necessario usare un ossidante per convertire come (iii) in as (v) per aumentare la velocità di rimozione.
2. trattamento delle acque reflue industriali
• Rimozione del fosfato: utilizzato per il trattamento delle acque reflue in settori come l'elettroplaggio e i fertilizzanti per prevenire l'eutrofizzazione dei corpi idrici .
• Adsorbimento di metalli pesanti: può rimuovere ioni metallici dannosi come piombo, cadmio e cromo .
• Rimozione di inquinanti organici: alcune allumina attivata hanno anche una certa capacità di adsorbimento per materia organica come coloranti e fenoli .
3. altre applicazioni
• Essiccant: usato per la disidratazione di gas o liquidi .
• Catalyst Carrier: utilizzato per supportare i catalizzatori nell'industria chimica .
Meccanismo di adsorbimento dell'allumina attivata
Il processo di adsorbimento diallumina attivataDipende principalmente dai seguenti meccanismi:
1. Exchange di idrossile di superficie: gli anioni in acqua (come F⁻, aso₄³⁻) subiscono una reazione di sostituzione con gruppi idrossilici sulla superficie dell'allumina .
2. adsorbimento elettrostatico: la superficie dell'allumina è carica positivamente e può adsorb ioni caricati negativamente .
3. adsorbimento fisico: le molecole sono adsorbite dalle forze di van der Waals di strutture porose .
L'efficienza di adsorbimento è influenzata da fattori come il valore del pH, la concentrazione di inquinanti iniziali, il tempo di contatto e la temperatura . I parametri di processo devono essere ottimizzati per migliorare l'effetto del trattamento .