活性炭廢水處理的應(yīng)用-華南師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院

1、.：.；活性炭廢水處置的運(yùn)用王景華 華南師范大學(xué) 廣州 摘要: 本文主要從網(wǎng)絡(luò)上查詢及搜集 -年間學(xué)者們發(fā)表關(guān)于固體吸附劑在環(huán)境維護(hù)方面的文章，選取了活性炭在處置污水方面運(yùn)用的課題，并舉例闡明，如：城市污水深度處置、活性炭吸附法處置染料廢水、生物活性炭技術(shù)在水處置中的運(yùn)用、草漿漂白廢水活性炭處置法。綜述活性炭運(yùn)用現(xiàn)狀及開展前景。關(guān)鍵詞：活性炭 固體吸附劑 廢水處置. 活性炭吸附法處置染料廢水紡織工業(yè)的開展帶動了染料消費(fèi)的開展. 調(diào)查闡明,全世界每年消費(fèi)的染料超越萬噸,其中的%直接進(jìn)入水體以廢水的方式排出, %在隨后的紡織染色過程中損失. 染料廢水成分復(fù)雜,水量變化大,色度深,濃度大,處置困難.

2、 染料廢水的處置方法很多,主要有氧化、吸附、膜分別、絮凝、生物降解等. 這些方法各有優(yōu)缺陷,其中吸附法是利用吸附劑對廢水中污染物的吸附作用去除污染物. 吸附劑是多孔性物質(zhì),具有很大的比外表積. 活性炭是目前最有效的吸附劑之一,能有效地去除廢水的色度和COD. 活性炭處置染料廢水在國內(nèi)外都有研討,但大多數(shù)是和其它工藝耦合,其中活性炭吸附多用于深度處置或?qū)⒒钚蕴孔鳛檩d體和催化劑,單獨(dú)運(yùn)用活性炭處置較高濃度染料廢水的研討很少. 本文采用活性炭吸附法直接處置三種模擬染料廢水,探求最正確處置工藝條件,為尋求活性炭吸附法處置染料廢水的新途徑提供相關(guān)研討根底.-活性炭量對染料廢水脫色率的影響為了確定最正確活

3、性炭用量,取 mL 初始濃度為 mg/L的酸性品紅、堿性品紅和活性黑B染料廢水在室溫下分別處置. 、 h. 染料廢水脫色率和活性炭量之間的變化曲線如下圖. 當(dāng)在 mL酸性品紅、堿性品紅和活性黑B染料廢水中分別參與. 、. 、. g活性炭時,廢水的脫色率均到達(dá)%以上,色度稀釋倍數(shù)不超越倍,到達(dá)國家一級排放規(guī)范,繼續(xù)添加活性炭用量,廢水的脫色率添加很少. 因此,濃度為 mg/L 的酸性品紅、堿性品紅、活性黑B染料廢水在室溫下的最正確活性炭用量分別為. %、. %、. %.在最正確脫色條件下進(jìn)展活性炭吸附實(shí)驗(yàn),測定吸附前后染料廢水的CODCr值. 濃度為 mg/L的酸性品紅、堿性品紅和活性黑B 染料

4、廢水吸附前的CODCr分別為. mg/L、. mg/L 和. mg/L,吸附后三種染料廢水的CODCr均小于 mg/L,到達(dá)國家一級排放規(guī)范. 酸性品紅廢水CODCr的去除率較差,為. %; 堿性品紅和活性黑B 廢水CODCr的去除率較高,分別為. %和. %.可見活性炭對染料廢水有良好的脫色效果. 酸性品紅廢水的脫色最容易,堿性品紅廢水次之,活性黑B廢水最難. 染料廢水的脫色率隨溫度的升高而添加,pH值對染料廢水的脫色效果沒有太大的影響. 活性炭量是影響染料廢水脫色率的主要要素,對濃度為mg/L的酸性染料、堿性染料、活性黑B染料廢水,室溫下的最正確活性炭用量分別為. %、. %、.%.在最正

5、確的吸附工藝條件下,酸性品紅、堿性品紅和活性黑B染料廢水的脫色率均超越% ,出水的色度稀釋倍數(shù)不大于倍, COD小于 mg/L,到達(dá)國家一級排放規(guī)范. 思索到分別出的活性炭仍具有部分吸附才干,而且活性炭價錢貴. 因此,可以利用這些活性炭處置染料廢水使其到達(dá)較低的中間濃度,然后再用新的活性炭使處于中間濃度的染料廢水到達(dá)排放規(guī)范,以便減小本錢.染料廢水的脫色是急待處理的難題,因此對染料廢水脫色的研討具有現(xiàn)實(shí)意義.本文可以為染料廢水的脫色研討提供參考.目前,活性炭的再生存在一定的局限性,限制了活性炭的運(yùn)用,假設(shè)再生問題得到處理,活性炭在處置染料廢水中的運(yùn)用會更加廣泛. 城市污水深度處置方法城市污水深

6、度處置也稱高級處置或三級處置,普通是污水回用必需的處置工藝。它是將二級處置出水再進(jìn)一步進(jìn)展物理化學(xué)和生物處置,以便有效去除污水中各種不同性質(zhì)的雜質(zhì),從而滿足用戶對水質(zhì)的運(yùn)用要求。深度處置有多種方法,活性炭法運(yùn)用常見的有以下幾種。-活性炭吸附法由于活性炭具有極大的比外表積,在水的深度處置中是運(yùn)用最廣泛最有效的方法?；钚蕴靠捎行У厝コ取⒊粑?能除去水中大多數(shù)的有機(jī)污染物和某些無機(jī)物,包括某些有毒的重金屬,消毒副產(chǎn)物及其前質(zhì),許多脂類和芳烴化合物?；钚蕴刻幹眉夹g(shù)占地少,易于自動控制,對水量、水質(zhì)、水溫變化順應(yīng)性強(qiáng),飽和炭可再生運(yùn)用,是一種具有寬廣運(yùn)用前景的深度給水處置技術(shù)。但是活性炭吸附對大部分

7、極性短鏈含氧有機(jī)物不能去除,同時再生活性炭很難就近迅速處置,這就需求有備用設(shè)備或資料進(jìn)展循環(huán)運(yùn)用。-臭氧生物活性碳吸附法利用臭氧預(yù)氧化作用,初步氧化分解水中有機(jī)物及其他復(fù)原性物質(zhì),以降低生物活性炭濾池的有機(jī)復(fù)合,同時臭氧氧化能使水中單終身物降解的有機(jī)物斷鏈、開環(huán),使它可以生物降解。另外,臭氧還能起到?jīng)_氧作用,使生物活性炭濾池有充足的溶解氧用于生物氧化。同時它又有本人的局限性,由于活性炭在凈水技術(shù)中主要表現(xiàn)為物理吸附,所以進(jìn)水濃度濁度較高時活性炭微孔極易被堵塞。假設(shè)進(jìn)水中有機(jī)物過高會縮短活性炭運(yùn)轉(zhuǎn)周期,同時去除率下降。生物活性炭普通采用自然掛膜方式,所需時間較長,最正確任務(wù)溫度為 ,進(jìn)水pH值對

8、大多數(shù)細(xì)菌、藻類、原生生物的生長極為重要,普通其最正確pH 值為. . ,消化單包菌pH為. 。這些條件添加了預(yù)處置的強(qiáng)度。.草漿造紙廠廢水總有機(jī)氯的去除和控制-活性污泥法對以麥草為原料的某造紙廠廢水處置設(shè)備進(jìn)展研討,其廢水處置流程以下圖。某麥草漿造紙廠廢水處置流程該廠的處置流程采用的是傳統(tǒng)的活性污泥法, 曝氣池為完全混合流體。研討期間, 廢水量控制在m/ h 左右, 曝氣池水力停留時間 h , 曝氣池污泥負(fù)荷為BOD kg / kgd (MLSS) , DO 為 mg/ L 。研討期間, 取樣點(diǎn) 的CODCr濃度在 mg/ L , BOD 在 mg/ L ; 取樣點(diǎn) 的CODCr濃度在 mg

9、/ L , BOD 在 mg/ L ;CODCr和BOD 去除效率分別到達(dá) %和 %。處置后, AOX含量見表。從表 的數(shù)據(jù)分析可知, 活性污泥法對AOX 的去除效率可達(dá) %。Stuthridge 等 對造紙廢水活性污泥法的研討發(fā)現(xiàn), 被去除的AOX 只需少量留在污泥里, 而 % 的AOX 被轉(zhuǎn)化成無機(jī)氯。Jan AOleszkiewicz 等的研討闡明, 活性污泥法在短的HRT和長的SRT能提高AOX的去除率。. 活性炭吸附性能的有效途徑及其在凈水處置、廢水處置方面的運(yùn)用研討活性炭的運(yùn)用活性炭作為優(yōu)良的吸附劑在飲水的凈化、廢水的深度處置、凈化方面有著廣泛的運(yùn)用。研討闡明，活性炭主要對相對分子

10、質(zhì)量小于，尤其是-的有機(jī)物吸附作用較強(qiáng)。-水質(zhì)凈化活性炭在凈化給水方面不僅對色、嗅去除效果良好，而且對合成洗滌劑ABS、三鹵甲烷THMs、鹵代烴、游離氯也有較高的吸附才干，也能有效地去除幾乎無法分解的氨基甲酸酯類殺蟲劑等?；钚蕴磕苡行У厝コ械挠坞x氯和某些重金屬 如Hg、Sb、Sn、Cr且不易產(chǎn)生二次污染，常用于家庭用水及飲用水的凈化處置工藝中。- 污水處置活性炭在廢水處置方面的主要優(yōu)點(diǎn)是處置程度高、出水水質(zhì)穩(wěn)定。與其他方法配合運(yùn)用可獲得質(zhì)量很高的出水水質(zhì)，甚至到達(dá)飲用水規(guī)范。劉紅等發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e+的催化效果明顯優(yōu)于Cu+，焦化廢水在經(jīng)g/L的活性炭吸附后，再以.( .g/L的HO、.g/L 的

11、Fe+進(jìn)展催化氧化，COD 總?cè)コ士蛇_(dá).%。宋志文等采用生物活性炭法處置低濃度甲醇廢水，利用活性炭的吸附作用和生物膜的降解作用，處置效果明顯好于樹脂和單純活性炭吸附。在其最正確運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，當(dāng)甲醇的質(zhì)量濃度為.-.mg/L 時，去除率大于%。陳穎等.用載鎳活性炭對含活性紅X-B 廢水進(jìn)展處置，去除率能到達(dá).%以上，較不加金屬的活性炭去除率提高%。Xie Qiang 等也研討發(fā)現(xiàn)，活性炭經(jīng)硝酸改性后再負(fù)載硝酸銅進(jìn)展二次活化制備高性能活性炭，可使硝酸銅的催化性能得到進(jìn)一步的提升。活性炭單獨(dú)運(yùn)用也有特殊的成效。A.Fortuny等 研討發(fā)現(xiàn)，活性炭在催化濕式氧化傳統(tǒng)污水廠不能處置的含酚廢水方面是有希

12、望的替代品。在與其他金屬催化劑的h 對比測試中，不負(fù)載任何金屬的活性炭表現(xiàn)出最高的酚轉(zhuǎn)化才干。研討闡明，低灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù).%活性炭在酚的濕式氧化中有催化效應(yīng)。在轉(zhuǎn)化酚的過程中，炭因燒失而逐漸耗費(fèi)且炭外表積也減少了，這是其酚轉(zhuǎn)化才干從%下降到d后的%的緣由。目前科學(xué)家正重點(diǎn)研討尋覓適宜的酚氧化條件，以防止炭的耗費(fèi)。.存在的問題及今后的開展方向活性炭在環(huán)保方面繼續(xù)發(fā)揚(yáng)重要作用的同時，人們已將活性炭與儲氣CH/、H、膜分別、化工分別、分析傳感器和生物機(jī)體聯(lián)絡(luò)起來，這些研討領(lǐng)域的開發(fā)為活性炭產(chǎn)品提供了新的生命力，也為活性炭的研制提出了新的要求?；钚蕴康难兄茟?yīng)順應(yīng)于運(yùn)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，所以有針對性地研制具有特殊吸附性能的活性炭成為重要的研討方向之一?；钚蕴课綑C(jī)理還有待深化研討。外表官能團(tuán)或微晶晶格缺陷與其吸附才干的關(guān)系的研討還沒有突破性進(jìn)展。目前，關(guān)于活性炭對水中無機(jī)物吸附機(jī)理的研討還很少，對有機(jī)物的吸附機(jī)理也不完善，應(yīng)進(jìn)一步研討。消費(fèi)規(guī)模小、產(chǎn)質(zhì)量量參差不齊、資源浪費(fèi)等問題也限制了本行業(yè)