活性炭吸附法在污水處理設(shè)備中的應(yīng)用

1.介紹

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國化工廢水年消耗量約為8× 108米，其中不僅含有氰化氫等有害成分，還含有鉻、鋅、鎳等金屬材料的正離子。廢水的方法很多處理，主要有化學(xué)沉淀法、電解法、膜法處理。介紹了活性炭吸附法?；钚蕴勘砻娣e大，物理吸附性高。因此，活性炭吸附法被廣泛應(yīng)用于廢水處理。具有效率高、效果好的特點(diǎn)。

2.活性碳

活性炭是經(jīng)過獨(dú)特解決的一種碳，孔隙多，表面積大。1克活性炭的表面積為500-1500平方米?；钚蕴坑泻軓?qiáng)的物理吸附和有機(jī)化學(xué)吸附，也有解毒作用。解毒的實(shí)際作用是利用其巨大的總面積，將內(nèi)毒素吸附在活性炭的微孔板中，從而避免了內(nèi)毒素的消化吸收。此外，活性炭可以與各種化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，以防止這些化學(xué)物質(zhì)的消化和吸收。

①活性炭的分類

生產(chǎn)中使用的活性炭有很多種。通常為粉末或顆粒。

粉狀活性炭吸附能力強(qiáng)，容易制備，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，但不能回收，所以一般不能回收。

顆粒活性炭價(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。所以水用的是顆粒活性炭處理。

②活性炭吸附

活性炭吸附是利用活性炭的固體表面來凈化水質(zhì)，吸附水中的一種或多種物質(zhì)。

③不利于活性炭吸附的因素

吸附量和吸附率是考慮吸附步驟的關(guān)鍵指標(biāo)值，吸附量是吸附大小的基礎(chǔ)。吸附率是指在企業(yè)時(shí)間內(nèi)，企業(yè)凈重的催化劑載體所吸附的化學(xué)品的質(zhì)量。在水中處理，吸附速率決定了廢水與吸附劑的接觸時(shí)間。

活性炭的吸附能力與活性炭的直徑和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般來說，顆粒越小，在孔外的擴(kuò)散速度越快，活性炭的吸附能力越強(qiáng)。

廢水的pH值和溫度對(duì)活性炭的吸附也是有害的。通常，活性炭在酸性條件下比在堿性條件下具有更高的吸附能力。吸附反應(yīng)通常是放熱的，因此低溫有利于吸附反應(yīng)。

或許活性炭的吸附能力也和廢水的濃度有關(guān)。在一定溫度下，活性炭的過濾能力會(huì)隨著吸附化學(xué)物質(zhì)平衡濃度的增加而增加。

3.活性炭在污水處理中的應(yīng)用

由于活性炭對(duì)水處理的要求較高，活性炭價(jià)格較高，在廢水處理中，活性炭的關(guān)鍵是去除污水中的微量分析性空氣污染物，達(dá)到深度凈化的目的。

①活性炭處理含鉻廢水

它是一種用于鍍鉻的金屬材料，廢水中六價(jià)鉻的pH值不同。

活性炭具有非常發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)、高比表面積和很強(qiáng)的物理吸附能力，能有效吸附廢水中的Cr (ⅵ)?；钚蕴勘砻娲嬖诖罅康暮趸鶊F(tuán)，如羥基(-OH)、羧基(-COOH)等。它們都具有靜電吸附作用，對(duì)Cr (ⅵ)產(chǎn)生化學(xué)吸附。能徹底解決電鍍廢水中的六價(jià)鉻，吸附污水達(dá)到國家環(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最佳。

因此，活性炭處理含鉻廢水的處理過程是活性炭物理吸附、化學(xué)吸附和化學(xué)還原的結(jié)果。含鉻污水活性炭溶液吸附性能穩(wěn)定，效率高，實(shí)際運(yùn)行成本低，具有一定的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

②活性炭處理含氰廢水

在工業(yè)生產(chǎn)中，濕法提取金銀、化纖生產(chǎn)、焦化、合成氨、電鍍、制氣等行業(yè)都要用到氰化物或副產(chǎn)物，因此在生產(chǎn)過程中必須排放一定量的含氰廢水。

活性炭用于廢水凈化已經(jīng)有相當(dāng)長的時(shí)間了，關(guān)于含氰廢水處理的報(bào)道也越來越多。但由于HCN氯代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，但吸附容量有限，僅適用于汞含量較低的處理廢水。當(dāng)汞濃度較高時(shí)，先用有機(jī)化學(xué)沉淀法溶解，然后將汞溶解到1mg/L左右，濃度較高時(shí)，溶解到2-3mg/L，再用活性炭進(jìn)一步溶解。

④活性炭處理含酚廢水

苯酚污水一般來自石油化工廠、環(huán)氧樹脂加工廠、焦化和煉油工人。經(jīng)驗(yàn)證明，活性炭對(duì)苯酚具有良好的吸附性能，溫度升高不利于吸附容量，降低吸附容量。然而，達(dá)到吸附平衡的時(shí)間縮短了?；钚蕴坑昧亢臀綍r(shí)間較好。在酸性和中性標(biāo)準(zhǔn)下，去除率變化不大。在強(qiáng)偏堿標(biāo)準(zhǔn)下，酚類物質(zhì)的去除率急劇下降。偏堿越強(qiáng)，實(shí)際吸附效果越差。

⑤活性炭處理含甲醇廢水

活性炭可以吸附工業(yè)甲醇，但吸附能力較弱，只適用于工業(yè)甲醇含量較低的污水。工程運(yùn)行結(jié)果表明，溶液的COD可由40mg/L降至12mg/l以下，工業(yè)甲醇的污泥負(fù)荷可達(dá)93.16%~100%。水質(zhì)可根據(jù)工業(yè)鍋爐除鹽水系統(tǒng)軟件的水質(zhì)規(guī)定考慮。

⑥精煉深度處理

化工廠的含油量污水經(jīng)過隔油、氣浮、生物溶解后，通過砂濾、活性炭過濾器深度解決。廢水中苯酚含量從0.1毫克/升(經(jīng)過生物處理)下降到0.005毫克/升，氰化物從0.19毫克/升下降到0.048毫克/升，COD從85毫克/升下降到18毫克/升

4.前景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和廢水處理的要求，對(duì)活性炭的科學(xué)研究逐漸從其孔結(jié)構(gòu)和堆積密度轉(zhuǎn)向表面官能團(tuán)不均一性對(duì)活性炭過濾性能的危害。

比如近年來活性炭纖維在廢水處理方面引起了研究者的關(guān)注。其直徑一般為5 ~ 20微米，制備原理與傳統(tǒng)活性炭相同，即纖維炭在800℃以上用蒸汽或二氧化碳活化。纖維狀活性炭的孔結(jié)構(gòu)以微孔為主，中孔很少，幾乎沒有大孔，比表面積可達(dá)2500㎡/g/g，具有吸附和脫附速度快、吸附容量大、導(dǎo)電率高的特點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，活性炭纖維對(duì)苯酚的吸附量為248mg/g，吸附飽和后反復(fù)再生吸附量基本相同，吸附特性優(yōu)于活性炭。室溫下，在酸性或中性條件下，向100mL濃度為282mg/L的含酚模擬廢水中加入0.5g活性炭纖維，恒溫振蕩30min，苯酚去除率可達(dá)91%。

近年來發(fā)現(xiàn)活性炭不僅具有吸附特性，還具有催化反應(yīng)特性。因此，作為發(fā)展趨勢的催化反應(yīng)法越來越受到重視，其科學(xué)研究也在逐步推進(jìn)。為了提高溶液的效率，根據(jù)科學(xué)研究催化反應(yīng)的原理，改變活性炭的表面結(jié)構(gòu)，提高活性炭的容量，尋找一種理想化的催化劑載體。

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