Con el rápido desarrollo de la industrialización y la urbanización, la contaminación del agua se está volviendo cada vez más grave, especialmente los niveles excesivos de sustancias nocivas como el fluoruro, el arsénico y los metales pesados, que amenazan seriamente la salud humana y el entorno ecológico . entre muchas tecnologías de tratamiento de agua,alúmina activadase ha convertido en uno de los materiales importantes en el campo del tratamiento del agua debido a su excelente rendimiento de adsorción, estabilidad química y economía .
Características de la alúmina activada para el tratamiento de agua
Área de superficie específica alta: proporciona una gran cantidad de sitios de adsorción .
Estructura porosa: se distribuyen microporos y mesoporos, adecuados para la adsorción de moléculas de diferentes tamaños .
Estabilidad química: resistente ácido y álcali, adecuado para una variedad de condiciones de agua .
Adsorción selectiva: tiene una fuerte afinidad por los contaminantes como el fluoruro, el arsénico y el fosfato .
Renovabilidad: la capacidad de adsorción se puede restaurar mediante calefacción o limpieza química .
Aplicación de alúmina activada en el tratamiento de agua
1. Tratamiento de agua potable
(1) eliminación de fluoruro
El fluoruro es un elemento traza esencial para el cuerpo humano, pero la ingesta excesiva puede conducir a enfermedades como la fluorosis dental y la fluorosis esquelética . La alúmina activada puede eliminar eficientemente los iones de fluoruro del agua a través del intercambio iónico y la adsorción de la superficie, y es particularmente adecuada para el tratamiento de agua de bebida en las áreas de alto contenido de flujo .}}}
(2) Extracción del arsénico
El arsénico es un contaminante altamente tóxico . La alúmina activada puede adsorbar efectivamente el arsenato, pero su capacidad de adsorción para arsenita es débil ., por lo tanto, a menudo es necesario usar un oxidante para convertir como (iii) en AS (v) para aumentar la tasa de remoción .}
2. tratamiento de aguas residuales industriales
• Desmontaje de fosfato: utilizado para el tratamiento de aguas residuales en industrias como la electroplatación y los fertilizantes para prevenir la eutrofización de los cuerpos de agua .
• Adsorción de metales pesados: puede eliminar iones metálicos dañinos como plomo, cadmio y cromo .
• Extracción de contaminantes orgánicos: una alúmina activada también tiene una cierta capacidad de adsorción para materia orgánica, como tintes y fenoles .
3. otras aplicaciones
• Desecant: utilizado para la deshidratación de gases o líquidos .
• Cortador de catalizador: se usa para apoyar a los catalizadores en la industria química .
Mecanismo de adsorción de alúmina activada
El proceso de adsorción dealúmina activadaprincipalmente depende de los siguientes mecanismos:
1. Intercambio hidroxilo de superficie: aniones en agua (como F⁻, aso₄³⁻) experimentan una reacción de reemplazo con grupos hidroxilo en la superficie de la alúmina .
2. Adsorción electrostática: la superficie de la alúmina se carga positivamente y puede adsorbir iones cargados negativamente .
3. Adsorción física: las moléculas están adsorbidas por las fuerzas de Van der Waals de estructuras porosas .
La eficiencia de adsorción se ve afectada por factores como el valor de pH, la concentración de contaminantes iniciales, el tiempo de contacto y la temperatura . Los parámetros del proceso deben optimizarse para mejorar el efecto del tratamiento .