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    活性炭在處理工業廢水上的應用

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    活性炭在處理工業廢水上的應用

    發布日期:2018-06-14 作者:江蘇嘉和炭業科技股份有限公司 點擊:

    1.前言
    我國是水資源嚴重緊缺同時又是水資源嚴重浪費的國家,而隨著城市化進程的加快,城市工業廢水和生活廢水污染問題日益嚴重,加強污水處理特別是工業廢水的處理顯得尤為重要。據統計,我國每年排出的工業廢水約為8×108m3,其中不僅含有氰化物、氯酚等劇毒成分,而且含有鉻、鋅、鎳等金屬離子。廢水的處理方法很多,主要有化學沉淀法、電解法和膜處理法等,本文介紹的是活性炭吸附法。活性炭的表面積巨大,有很高的物理吸附和化學吸附功能,因此活性炭吸附法被廣泛應用在廢水處理中,而且具有效率高,效果好等特點。
    2.活性炭活性炭是一種經特殊處理的炭,具有無數細小孔隙,表面積巨大,每克活性炭的表面積為500-1500m2。活性炭有很強的物理吸附和化學吸附功能,而且還具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面積,將毒物吸附在活性炭的微孔中,從而阻止毒物的吸收。同時,活性炭能與多種化學物質結合,從而阻止這些物質的吸收。

    2.1活性炭的分類在生產中應用的活性炭種類有很多,一般制成粉末狀或顆粒狀。粉末狀的活性炭吸附能力強,制備容易,價格較低,但再生困難,一般不能重復使用。顆粒狀的活性炭價格較貴,但可再生后重復使用,并且使用時的勞動條件較好,操作管理方便。因此在水處理中較多采用顆粒狀活性炭。

    2.2活性炭吸附活性炭吸附是指利用活性炭的固體表面對水中的一種或多種物質的吸附作用,以達到凈化水質的目的。

    2.3影響活性炭吸附的因素吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標。吸附能力的大小是用吸附量來衡量的,而吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時間內所吸附的物質量。在水處理中,吸附速度決定了污水需要和吸附劑接觸時間。活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結構有關。一般來說,顆粒越小,孔隙擴散速度越快,活性炭的吸附能力就越強。污水的pH值和溫度對活性炭的吸附也有影響。活性炭一般在酸性條件下比在堿性條件下有較高的吸附量。吸附反應通常是放熱反應,因此溫度低對吸附反應有利。當然,活性炭的吸附能力與污水濃度有關。在一定的溫度下,活性炭的吸附量隨被吸附物質平衡濃度的提高而提高。
    3.活性炭在污水處理中的應用
    由于活性炭對水的預處理要求高,而且活性炭的價格昂貴,因此在廢水處理中,活性炭主要用來去除廢水中的微量污染物,以達到深度凈化的目的。

    3.1活性炭處理含鉻廢水鉻是電鍍中用量較大的一種金屬原料,在廢水中六價鉻隨pH值的不同分別以不同的形式存在。活性炭有非常發達的微孔結構和較高的比表面積,具有極強的物理吸附能力,能有效地吸附廢水中的鉻。活性炭的表面存在大量的含氧基團如羥基(-OH)、羧基(-COOH)等,它們都有靜電吸附功能,對鉻產生化學吸附作用。完全可以用于處理電鍍廢水中的鉻,吸附后的廢水可達到國家排放標準。試驗表明:溶液中鉻質量濃度為50mg/L,pH=3,吸附時間1.5h時,活性炭的吸附性能和鉻的去除率均達到最佳效果。因此,利用活性炭處理含鉻廢水的過程是活性炭對溶液中鉻的物理吸附、化學吸附、化學還原等綜合作用的結果。活性炭處理含鉻廢水,吸附性能穩定,處理效率高,操作費用低,有一定的社會效益和經濟效益。

    3.2活性炭處理含氰廢水在工業生產中,金銀的濕法提取、化學纖維的生產、煉焦、合成氨、電鍍、煤氣生產等行業均使用氰化物或副產氰化物,因而在生產過程中必然要排放一定數量的含氰廢水。活性炭用于凈化廢水已有相當長的歷史,應用于處理含氰廢水的文獻報道也越來越多。但由于CN、HCN在活性炭上的吸附容量小,一般為3mgCN/gAC~8mgCN/gAC(因品種而異),在處理成本上不合算。

    3.3活性炭處理含汞廢水活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能,但吸附能力有限,只適宜于處理含汞量低的廢水。如果含汞的濃度較高,可以先用化學沉淀法處理,處理后含汞約1mg/L,高時可達2-3mg/L,然后再用活性炭做進一步的處理。

    3.4活性炭處理含酚廢水含酚廢水廣泛來源于石油化工廠、樹脂廠、焦化廠和煉油化工廠。經實驗證明:活性炭對苯酚的吸附性能好,溫度升高不利于吸附,使吸附容量減小;但升高溫度達到吸附平衡的時間縮短。活性炭的用量和吸附時間存在最佳值,在酸性和中性條件下,去除率變化不大;強堿性條件下,苯酚去除率急劇下降,堿性越強,吸附效果越差。

    3.5活性炭處理含甲醇廢水活性炭可以吸附甲醇,但吸附能力不強,只適宜于處理含甲醇量低的廢水。工程運行結果表明,可將混合液的COD從40mg/L降至12mg/L以下,對甲醇的去除率達到93.16%~100%,其出水水質可以滿足回用到鍋爐脫鹽水系統進水的水質要求。

    3.6煉油廠的深度處理煉油廠含油廢水,經隔油、氣浮和生物處理后,在經砂濾和活性炭過濾深度處理。廢水的含酚量從0.1mg/L(經生物處理后)降至0.005mg/L,氰從0.19mg/L降至0.048mg/L,COD從85mg/L降至18mg/L。

    3.7活性炭處理含對氯苯酚的廢水對氯苯酚(P—chlorophenol)別名對氯酚,4—氯苯酚,相對分子量為128.56,對氯苯酚為白色針狀晶體,工業品帶黃色或粉紅色。具有不愉快的刺激性氣味,相對密度為(40℃/4℃)1.2651,沸點為217℃,熔點為42—43℃,閃點為121℃,微溶于水,在水中溶解度為(20℃)27.1g/l,易溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、堿溶液等,1%的水溶液為酸性。對氯苯酚毒性強烈,當皮膚吸收或吸入、吞咽后都具有高毒性。對生物體組織有強烈刺激、易燃。對氯苯酚是嚴重的水源污染物質。如若不能合理處理含對氯苯酚的廢水將對人們及其他生物構成極大危害。因此,該廢水的處理一直是水處理研究中被受關注的課題。現實工業中含酚廢水的處理方法有化學法物化法及生化法,吸附法等,如酚醛縮聚法、化學氧化法、溶劑萃取法、絡合萃取法等。由于吸附法設備簡單、操作方便、凈化率高、吸附量大、可以得到純度較高的回收物,并且再生容易能耗低等諸多優點在工業上廣泛應用。從環境和經濟效益兩個角度出發,水處理技術應考慮兼顧資源回收與廢水處理達標排放兩個方面的問題。吸附是一種操作簡便、可實現廢水中有用資源回收利用、對高低濃度廢水均適用的物理化學方法,但是如果吸附劑再生性能差、價格貴,則很難在實際廢水處理中被普遍應用。
    4.當前中國使用活性炭吸附法處理廢水的方法處于初始發展階段,一些有關的理論和技術還不夠成熟。而且,在我國,目前活性炭的供應比較緊張,再生設備少,再生費用高,限制了活性炭的廣泛使用。不同應用需要不同功能的活性炭。原有的活性炭產品不能滿足新的要求,因而不斷開發新的活性炭產品就顯得十分重要。所以,它需要專業工作者的積極參與和政府的鼎力支持,采取多學科交叉與融合的研究方法,使活性炭處理廢水技術向著更加科學美好的方向發展

    相關標簽:工業活性炭

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