解析活性炭溴化還原反應的原理

活性炭從水中除去化合物，通過化學反應除去氯和氯氨，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。大多數沒有意識到活性炭驗證方法的局限性，或者不是的活性炭都是相似的，經過改性后的活性炭。 溴酸鹽（BrO3-）是由臭氧與天然溴在飲用水中反應形成的副產物。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，導致不可逆的情況，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的污染物水平（MCL）。        飲用水中溴酸鹽形成的重要前提是溴化物。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，所以在溴氧化時，需要6.3微克\升的溴化物就需要轉化為溴酸鹽，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。 為了了解溴酸鈉形成，需要對臭氧分解的理解。臭氧可以子啊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-       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-2O2+BrO3       這些反應是廣義的，而不是平衡的，但是他們對溴酸鹽形成中的作用機制給出了的概述。 使用差示反應器進行測試以標準 煤質活性炭和催化活性炭的反應速率。典型的活性炭特性反應速率顯示反應遵循反應，重要的是數據顯示催化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的使用。實驗設計：典型的性能如碘值不能用于預測溴酸鹽還原性能，然而，通過過氧物數量測定的催化活性可用于適用的活性炭。 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，需要進行測試來驗證數據。關于減少溴酸鹽的研究已經采用了小規模柱試驗（RSSCT）程序，其被設計用于吸附應用，并且不能的轉化為存在不同的機理，如氧化\還原或者離子交換的應用。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的活性炭，溴酸鹽可以從平均110ppb的溴酸鹽平均低到平均小于5ppb。 差示反應器溴化物還原反應為溴化物。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。