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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(dòng)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(wàn)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(guò)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(duì)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(guó)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(duì)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(shí),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(guó)家一級(jí)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(cè)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(guó)家一級(jí)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(duì)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(duì)染料廢水的脫色效果沒(méi)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(duì)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(guó)家一級(jí)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?jī)r(jià)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(duì)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(wèn)題得到處理,活性炭在處置染料廢水中的運(yùn)用會(huì)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(jí)處置或三級(jí)處置,普通是污水回用必需的處置工藝。它是將二級(jí)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(duì)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?、臭味,能除去水中大多數(shù)的有機(jī)污染物和某些無(wú)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(dòng)控制,對(duì)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(duì)大部分
7、極性短鏈含氧有機(jī)物不能去除,同時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)活性炭微孔極易被堵塞。假設(shè)進(jìn)水中有機(jī)物過(guò)高會(huì)縮短活性炭運(yùn)轉(zhuǎn)周期,同時(shí)去除率下降。生物活性炭普通采用自然掛膜方式,所需時(shí)間較長(zhǎng),最正確任務(wù)溫度為 ,進(jìn)水pH值對(duì)
8、大多數(shù)細(xì)菌、藻類、原生生物的生長(zhǎng)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(duì)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(shí)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(duì)AOX 的去除效率可達(dá) %。Stuthridge 等 對(duì)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(wú)機(jī)氯。Jan AOleszkiewicz 等的研討闡明, 活性污泥法在短的HRT和長(zhǎng)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(duì)相對(duì)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(duì)色、嗅去除效果良好,而且對(duì)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(wú)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(shí),去除率大于%。陳穎等.用載鎳活性炭對(duì)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(duì)比測(cè)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(guò)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(wèn)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(shí),人們已將活性炭與儲(chǔ)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(lái),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。活性炭的研制應(yīng)順應(yīng)于運(yùn)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,所以有針對(duì)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。活性炭吸附機(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(méi)有突破性進(jìn)展。目前,關(guān)于活性炭對(duì)水中無(wú)機(jī)物吸附機(jī)理的研討還很少,對(duì)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(wèn)題也限制了本行業(yè)
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