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活性炭吸附法在污水處理設(shè)備中的應(yīng)用
活性炭吸附法在污水處理設(shè)備中的運(yùn)用
1、引言
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)化工廢水年消耗量約為8× 108米，不但含有氰化氫等有害成份，還含有鉻、鋅、鎳等金屬材料正離子。廢水處理方法很多，主要包括化學(xué)沉淀、電解和膜處理。介紹了活性炭吸附法。活性碳表面積大，具備較高的物理學(xué)吸附作用。因此，活性炭吸附方法廣泛應(yīng)用于廢水處理。具備效率高、效果好的特性。
2、活性炭
活性炭是一種歷經(jīng)獨(dú)特解決的碳，具備諸多細(xì)孔和極大的表面積，1克活性炭的表面積為500-1500平米。活性碳具備較強(qiáng)的物理學(xué)吸附和有機(jī)化學(xué)吸附作用，還具備解毒功效。祛毒實(shí)際效果是利用其極大的總面積，內(nèi)毒素被吸咐在活性碳的微孔板中，進(jìn)而避免內(nèi)毒素的消化吸收。另外，活性炭能夠與多種多樣化學(xué)物質(zhì)的結(jié)合在一起，以防消化吸收這種化學(xué)物質(zhì)。
①活性炭的分類
生產(chǎn)制造中運(yùn)用的活性炭有很多種多樣。一般是粉末或顆粒狀的。
粉狀活性炭吸咐能力強(qiáng)，便于制取，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，但無(wú)法再造，一般不可以再造。
顆粒活性炭?jī)r(jià)格昂貴，但再生后可重復(fù)使用，工作條件更好，操作管理方便。因此，顆粒狀活性炭用于水處理。
②活性炭吸附
活性炭吸附是利用活性炭的固體表面凈化水質(zhì)，吸附水中一種或多種物質(zhì)。
③危害活性炭吸附的因素
吸附性和吸附性速率是考量吸附步驟的關(guān)鍵指標(biāo)值，吸附性的尺寸是根據(jù)吸附量的。吸附速率就是指企業(yè)凈重的催化劑載體在企業(yè)時(shí)間內(nèi)吸附的化學(xué)物質(zhì)的品質(zhì)。在水處理中，吸咐速率決策了廢水必須與吸附劑觸碰時(shí)間。
活性炭的吸咐能力與活性炭的直徑和構(gòu)造相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，顆粒物越小，孔隙外擴(kuò)散速率越來(lái)越快，活性碳的吸咐能力越強(qiáng)。
廢水的pH值和溫度對(duì)活性炭的吸咐也是危害。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(yīng)通常是放熱反應(yīng)，因此溫度低對(duì)吸附反應(yīng)有利。
或許活性炭的吸咐能力還跟廢水濃度值相關(guān)。在一定的溫度下，活性炭過(guò)濾量會(huì)隨之吸附化學(xué)物質(zhì)的平衡濃度值的提升而提升。
3、活性炭在污水處理中的應(yīng)用
因?yàn)榛钚蕴繉?duì)水的預(yù)處理規(guī)定高，活性炭?jī)r(jià)格高，在廢水治理中，活性炭關(guān)鍵是除去污水中的微量分析空氣污染物，做到深層清潔的目地。
①活性炭處理含鉻廢水
鉻是電鍍中使用的金屬材料，廢水中六價(jià)鉻的pH值不同。
活性炭有非常發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積，具有極強(qiáng)的物理吸附能力，能有效地吸附廢水中的Cr(Ⅵ)。活性炭的表面存在大量的含氧基團(tuán)如羥基(-OH)、羧基(-COOH)等，它們都有靜電吸附功能，對(duì)Cr(Ⅵ)產(chǎn)生化學(xué)吸附作用。可徹底用以解決電鍍廢水中的六價(jià)鉻，吸咐污水可做到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)果表明，當(dāng)Cr(Vi)濃度為50mg/L，pH=3，吸附時(shí)間為1.5h時(shí)，Cr(Vi)的吸附性能和去除效率得到優(yōu)化。
因此，活性炭處理含鉻廢水的過(guò)程是活性炭物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)還原等綜合作用的結(jié)果。活性碳解決含鉻污水，吸咐性能平穩(wěn)，解決高效率，實(shí)際操作花費(fèi)低，具備一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和經(jīng)濟(jì)收益。
②活性炭處理含氰廢水
在工業(yè)生產(chǎn)中，金銀濕法抽出、化纖生產(chǎn)、焦化、合成氨、電鍍、煤氣生產(chǎn)等行業(yè)都應(yīng)用氰化物或副產(chǎn)化物，因此生產(chǎn)過(guò)程中必須排出一定數(shù)量的含氰廢水。
活性炭用于廢水凈化已有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，關(guān)于含氰廢水處理的報(bào)道越來(lái)越多。然而，由于HCN氯化萘在活性炭上的吸附量較小，一般為3m GCN/活性炭~ 8m cgn/活性炭(視品種而定)，處理成本不經(jīng)濟(jì)。
③活性炭處理含汞廢水
活性炭具有吸附汞和含汞化合物的能力，但其吸附能力有限，僅適用于處理低汞含量的廢水。含汞濃度值高時(shí)，最先用有機(jī)化學(xué)沉淀法解決，解決后將汞解決至約1mg/L，高時(shí)解決至2-3mg/L，隨后用活性碳進(jìn)一步解決。
④活性炭處理含酚廢水
含酚污水普遍來(lái)自石油化工廠、環(huán)氧樹(shù)脂加工廠、焦化和過(guò)油煉制工。經(jīng)驗(yàn)證明，活性炭吸附酚具有良好的吸附性能，溫度上升不利于吸附容量，減少吸附容量；但是，升溫達(dá)到吸附平衡的時(shí)間縮短。活性碳使用量和吸咐時(shí)間最好是，酸性和中性化標(biāo)準(zhǔn)下，去除率轉(zhuǎn)變并不大，強(qiáng)偏堿標(biāo)準(zhǔn)下，酚類去除率驟降，偏堿越強(qiáng)，吸咐實(shí)際效果越差。
⑤活性炭處理含甲醇廢水
活性碳可吸附工業(yè)甲醇，但吸附能力較弱，只合適解決含工業(yè)甲醇低的污水。工程項(xiàng)目運(yùn)作得出結(jié)論，溶液的COD可從40mg/L降到12mg/l下列，工業(yè)甲醇的污泥負(fù)荷做到93.16%~100%，水質(zhì)可考慮工業(yè)鍋爐除去食鹽水系統(tǒng)軟件的水質(zhì)規(guī)定。
⑥煉油廠的深度處理
化工廠內(nèi)含油量污水，歷經(jīng)隔油、氣浮機(jī)和生物解決后，歷經(jīng)沙濾和活性炭過(guò)濾器深層解決。廢水的含酚量從0.1mg/L(經(jīng)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。
4、前景
隨之科技進(jìn)步的發(fā)展和廢水治理的要求，活性碳的科學(xué)研究慢慢從其孔構(gòu)造和堆積密度發(fā)展趨勢(shì)到表面官能團(tuán)異構(gòu)對(duì)活性炭過(guò)濾性能的危害。
例如，近年來(lái)，活性炭纖維在廢水處理方面引起了科研人員的關(guān)注。其直徑一般為5 ~ 20 μ m，其制備原理與傳統(tǒng)活性炭制備相同，即纖維炭在800℃以上用蒸汽或二氧化碳活化。纖維狀活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)以微孔為主，中孔很少，幾乎沒(méi)有大孔，比表面積可達(dá)2500㎡/g。它具有吸附解吸速度快、吸附容量大、電導(dǎo)率高等特點(diǎn)。
試驗(yàn)得出結(jié)論，活性炭纖維對(duì)苯酚的吸附量為248mg/g，吸附飽和狀態(tài)后反復(fù)再造后吸附量基本一致，吸附特性好于活性碳。室溫時(shí)，在酸性或中性條件下，向100mL濃度為282mg/L的含酚模擬廢水投加活性炭纖維0.5g，恒溫振蕩30min，苯酚去除率可達(dá)91%。
近些年，大家發(fā)覺(jué)活性碳不但具備吸咐特性，并且具備催化反應(yīng)特性。從而發(fā)展趨勢(shì)起來(lái)的催化反應(yīng)法愈來(lái)愈受到重視，其科學(xué)研究也在逐步推進(jìn)。以便提升解決高效率，根據(jù)科學(xué)研究催化反應(yīng)的原理，更改活性碳的表面構(gòu)造，提升活性碳的能力，找尋理想化的催化劑載體。
