摘要:本文先容了活性炭中粉末活性炭,活性炭纤维(ACF),粒状生物活性炭( GBAC) 等在废水处理惩罚中的应用.与此同时,按照活性炭再生要领的经济性,通过先容活性炭再生技能的要领及微波诱导氧化处理惩罚有机废水,粘土,活性炭,二氧化钛复合陶瓷球降解燃料废水两种要领实例,展望了活性炭在废水处理惩罚中的前景.
要害词:粉末活性炭;活性炭纤维;粒状生物活性炭;废水处理惩罚;应用;再生;前景展望
1,导言
活性炭具有高度发家的孔隙布局和极大的比外貌积,对分子较强的吸附性和催化机能,原料富裕且安详性高,耐酸碱,耐热,不溶于水和有机溶剂,易再生等利益,是一种情况友好型吸附剂.活性炭在废水处理惩罚方面的主要利益是处理惩罚水平高,出水水质不变.与其他要领共同利用可得到质量很高的出水水质,甚至到达饮用水尺度.(1)将溶质聚积在固体外貌的浸染叫吸附浸染, 固体内部的分子被沟通分子所困绕, 分子间的力是均衡的, 而固体外貌, 分子间的力是不服衡的.这样, 它就有足够的强度去捕获液体中的分子, 这种现象就叫物理吸附.活性炭与含有可溶性有机物的水打仗时, 就可以通过吸附浸染将这些物质撤除.
无论是在技能上,照旧在应用范畴及处理惩罚局限上,活性炭吸附法处理惩罚废水工艺都取得了很大成长.与此同时,活性炭的耗损量也迅速增加,停止1997 年底,世界活性炭耗损量达65 万t ;而到2004 年,已经高出70万t ,并以每年15 %的速度递增.在活性炭的应用进程中发生的大量废碳如不举办处理惩罚并接纳操作,不只会造成资源的挥霍,还会对情况造成二次污染.因此,无论从经济效益照旧从环保角度思量,选择符合的活性炭再生技能都很有须要.(2)
2. 活性炭在废水处理惩罚中的应用
难降解有机物单位的处理惩罚要领有多种::反渗透法,化学氧化法,吸附法等, 个中, 活性炭吸附已被证明是实用,靠得住而又经济的要领.利用活性炭时凡是要回收如下须要法子:(1) 预处理惩罚.为担保活性炭发挥正常吸附机能,水中悬浮物等尽大概淘汰, 需要预处理惩罚.( 2) 选择符合的吸附器设计参数.选择吸附器形状, 确定打仗时间, 选择适当滤速.(3)确定失效碳的再生方案.(3)
2.1粉末活性炭强化SBR法处理惩罚有机化工废水
序批式活性污泥法( Sequencing Batch Reactor) 简称SBR, 是传统活性污泥法的一种变形, 它的回响机制以及污染物质的去除处理惩罚机制和传统活性污泥法基内情同.工艺具有工艺流程简朴,处理惩罚结果不变,占地面积小,耐攻击负荷力强和具有除磷,脱氮本领等利益.但由于SBR 工艺的间歇周期运行, 回响器中DO,有机物浓度随时间不绝变革, 处于这种周期性变革情况中的微生物对有机物的降解机理,回响动力学以及工程应用中的设计,节制等越发巨大.粉末炭- 活性污泥法(PAC)是对付现有SBR工艺是一种简朴易行,机动高效的改造要领.PAC法是在现有的活性污泥处理惩罚系统中投入粉末炭, 以提高处理惩罚本领.因微生物排泄的酶被富集到活性炭外貌, 从而有效地使有机物氧化解析, 一些降解速度慢的溶解性有机物由于被活性炭所吸附, 耽误了在系统中的逗留时间, 因而不致穿透出系统.
在实际工程中,有机家产废水水质,水量变换幅度较大,常常含有迫害性物质,回收通例SBR工艺容易呈现污泥膨胀. 李玉华,任刚在对PAC (粉末活性炭)的吸附特性举办考查的基本上,回收粉末活性炭强化的SBR工艺对原有SBR工艺举办强化,通过实际运行功效表白, CODcr去除率达9012% ～9815% ,BOD5 去除率达9118%～9814% ,NH3 - N去除率达8314% ～9418% ,各项处理惩罚结果均优于SBR工艺.通过比拟PAC - SBR工艺对CODcr,BOD5 去除结果的改进浸染,在必然水平上可以说明微生物与PAC存在彼此增强的干系是PAC - SBR工艺对有机物去除的改进浸染机理.另外污泥机能获得改进,有效制止了污泥膨胀,泡沫等异常现象的产生,因此对付现有的SBR工艺是一种简朴易行,机动高效的改造要领.
该法能有效消除低温的不良影响, 大大淘汰池中的泡沫,改进沉淀性.其典范工艺流程示意图如图1 所示.
图1 粉末炭—活性污泥法工艺流程示意图
2.2 粒状生物活性炭( GBAC) 在糊口污水处理惩罚中的应用
生物活性炭法是将微生物降解污染物的浸染与活性炭的接收浸染团结来处理惩罚废水.它包罗生物降解与活性炭吸附两个进程,既耽误了活性炭的吸附饱和时间,又强化了活性炭的吸附处理惩罚结果,因而受到遍及的存眷.今朝,世界上很多国度都已经回收这一新技能,尤其在西欧国度更为遍及 .我国也有企业利用这一技能,如北京某毛纺厂就回收生物活性炭处理惩罚染料废水.生物活性炭对有机污染物的去除中,起主要浸染的是微生物的降解浸染,活性炭只是作为供微生物繁殖和栖息的生物载体.施红,吴云海等通过探讨操作粒状生物活性炭( GBAC)对人工废水CODMn处理惩罚的结果,发明GBAC对CODMn都有很高的去除率,且跟着炭层高度的增长,生物活性炭对CODMn的去除率也越大
2.3 活性炭纤维(ACF)在废水处理惩罚中的应用
活性炭纤维(ACF) 是继粉状活性炭( PAC) 和颗粒活性炭( GAC) 之后的第三代活性炭产物,是20世纪70 年月后期成长起来的一种高效活性吸附质料和环保工程质料.ACF 用于水的净化处理惩罚具有吸附容量大,吸附速度快,脱附速度快,灰分少,处理惩罚量大且利用时间长的利益.将ACF 用于环保工程中,其操纵安详,由于体积密度小和吸脱层薄,不会造成蓄热和过热现象,也不易产生变乱,节能和经济,可用于大型上水,净水处理惩罚,不只净化效率高,并且处理惩罚量大,装置紧凑,占地面积小,设备投资小和效益高.
ACF合用于各类有机废水的处理惩罚.可对含氯废水,制药厂废水,有机染料废水,造纸黑液,苯酚废水,四苯废水,己内酰胺废水,二甲基乙酰胺和异丁醇废水举办处理惩罚.其吸附本领比粉状活性炭的吸附本领高得多,尤其合用于高均衡浓度时,每克ACF的吸附量约为粉状活性炭的3 倍.其吸附本领随温度升高而提高.ACF 对金属离子具有较好的吸附还原机能,可吸附水中的银,铂,汞,铁等多种离子并可以或许将其还原.研究发明,在碱性条件下,ACF 对Pt ( Ⅳ) 有很好的还原吸附机能,吸附容量达500mg/ g.
3.活性炭在废水处理惩罚中的前景展望
活性炭吸附技能在废水方面有其独到的利益.海表里实践证明,活性炭再生要领的经济性成为制约该法在情况工程规模越发遍及应用的主要瓶颈.因此,如何选择经济有效的再生要领成为利用活性炭吸附技能的要害地址.
活性炭的再生就是用物理或化学要领在不粉碎其原有布局的前提下,去除吸附于活性炭微孔的吸附质,规复其吸附机能,以便反复利用的进程.基于对活性炭的再生举办的大量研究,海表里学者提出了各类活性炭再生工艺技能,如加热再生法,湿式氧化再生法,溶剂再生法,电化学再生法,超临界流体再生法,微波辐照再生法等.这些要领各有其特点和利用范畴,应按照实际利用工具举办比选,确定经济有效的要领.
3.1 活性炭吸附—微波诱导氧化处理惩罚有机废水
微波辐照再生活性炭是用微波发生高温,使活性炭上的有机污染物炭化,活化,规复其吸附本领.微波加热可使有机污染物降服范德华引力开始脱附,着微波能量的聚积, 在致热和非致热效应的配合浸染下,有机污染物一部门燃烧解析放出二氧化碳, 另一部门炭化.张威,王鹏等通过考查颗粒活性炭(GAC,JX2206型果壳炭)对化工废水中有机污染物的吸附行为, 以及微波辐照诱导氧化被吸附的污染物使活性炭再生的纪律,发明回收功率为400W的微波辐照2min, 再生后活性炭的碘值可以到达900mg·g- 1阁下.对付吸附量为0—140 mgCOD·g- 1的GAC, 操作微波辐照再生可以获得较好的结果.且活性炭在微波辐照下呈现快速升温进程, 其干燥效率较高.
3.2 粘土,活性炭,二氧化钛复合陶瓷球对燃料废水的降解
刘立敏, 张鹏等通过将具有高吸附特性的活性炭和易加工成型的粘土作为TiO2 光催化剂的载体,别离制成粘土/ AC,粘土/ TiO2,粘土/ TiO2/ AC 复合陶瓷球,研究对酸性湖蓝A 染料废水的净化结果,发明: 粘土/ TiO2 复合陶瓷球的光催化降解率较低,而粘土/ AC 复合陶瓷球在多次操作后降解效率下降较大;但粘土/ TiO2/ AC 复合陶瓷球吸附光催化降解后使染料废水变得无色透明,反复操作 50 次仍可使染料降解率达95%以上,而且可办理只以活性炭作为吸附剂饱和后黏度极大,难清理的问题.
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