污水处理技术工艺

活性炭吸附法处理工业废水

发布日期:2019-04-20 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

1 前言

据统计,我国工业废水年排放量约为8×108立方米,其中不仅含有氰化物等剧毒成分,而且含有铬、锌、镍等金属离子。废水的处理方法有化学沉淀、电解和膜处理等多种。介绍了活性炭的吸附特性。活性炭表面积大,物理吸附和化学吸附功能高。具有效率高、效果好的特点。

2 活性炭

活性炭是一种特殊处理的碳,具有大量的小孔隙和巨大的表面积。每克活性炭的表面积为500x1500平方米。活性炭具有较强的物理和化学吸附功能,同时具有解毒作用。其解毒效果是利用其大面积吸附在活性炭微孔中的毒物,以防止毒物的吸收。同时,活性炭可以与多种化学物质结合,从而防止这些物质的吸收。

2.1活性炭的分类

生产中使用了许多种活性炭。一般制成粉末或颗粒。

粉末活性炭吸附能力强,制备容易,价格低廉,但再生困难,不能重复利用。

粒状活性炭较为昂贵,但回收后可重复使用,使用时工作条件较好,操作管理方便。因此,更多的颗粒活性炭被用于水处理。

2.2 活性炭吸附

活性炭吸附是利用活性炭的固体表面吸附水中的一种或多种物质,以达到净化水质的目的。

2.3影响活性炭吸附的因素

吸附容量和吸附速率是测量吸附过程的主要指标。吸附容量通过吸附量来测量。吸附速率是指每单位时间吸附的物质的质量,以吸附剂的单位重量计。在水处理中,吸附速率决定了废水和吸附剂之间的接触时间。

活性炭的吸附能力与活性炭的孔径和结构有关。一般来说,粒径越小,孔扩散速率越快,活性炭的吸附能力越强。

污水的ph值和温度也会影响活性炭的吸附。活性炭在酸性条件下的吸附能力一般比碱性条件下高。吸附反应通常是放热反应,因此低温有利于吸附反应。

当然,活性炭的吸附能力与废水的浓度有关。在一定温度下,活性炭的吸附容量随吸附材料平衡浓度的增加而增大。

活性炭在污水处理中的应用

由于活性炭对水预处理要求高,活性炭价格昂贵,在废水处理中,活性炭主要用于去除废水中的微量污染物,实现深度净化。

3.1活性炭处理含铬废水

铬是一种金属原料,用于电镀。六价铬在废水中以不同形式存在,ph值不同。

活性炭具有良好的微孔结构和高比表面积,具有很强的物理吸附能力。它能有效地吸附废水中的Cr(Ⅵ)。活性炭表面含有许多含氧基团,如羟基(-OH)、羧基(-COOH)等。它们都具有静电吸附功能,对Cr(Ⅵ)具有化学吸附作用。可用于电镀废水中Cr(Ⅵ)的处理,吸附废水符合国家排放标准。

结果表明,溶液中Cr(Ⅵ)的质量浓度为50 mg/L,pH=3,吸附时间为1。5h时活性炭的吸附性能和Cr(Ⅵ)的去除率最好。

因此,利用活性炭处理含铬废水的过程是活性炭对溶液中Cr(VI)的物理吸附,化学吸附和化学还原的共同作用的结果。含铬废水的活性炭处理具有稳定的吸附性能,处理效率高,运行成本低,具有一定的社会效益和经济效益。

3.2含氰废水活性炭处理

在工业生产中,金和银采用湿法提取,化学纤维生产、焦化、合成氨、电镀、天然气生产等工业使用氰化物或副产物氰化物,因此在生产过程中必然会排放一定数量的氰化物废水。

活性炭用于废水净化已有很长的历史,关于活性炭在含氰废水处理中的应用已有较多的文献报道。但由于CN和HCN在活性炭上的吸附容量较小,吸附量一般为3 mgCN/gAC~8 mgCN/gAC(视品种而定),因此处理成本不高。

3.3活性炭处理含汞废物

活性炭具有吸附汞和含汞化合物的性质,但吸附能力有限,仅适用于处理低汞含量的废水。如果汞的浓度很高,可以先用化学沉淀处理。处理后含有约1mg / L的汞,当含量高时,可达到2-3mg / L,然后用活性炭进一步处理。

3.4酚类废水处理用活性炭

含酚废水广泛来源于石油化工厂、树脂厂、焦化厂和炼油厂。结果表明,活性炭对苯酚的吸附性能良好,温度升高不利于吸附,吸附能力降低。然而,提高温度达到吸附平衡的时间被缩短了。在酸性和中性条件下,活性碳的最佳用量和吸附时间变化不大。在强碱性条件下,苯酚的去除率急剧下降,碱性越强,吸附效果越差。

3.5活性炭处理含甲醇废水

活性炭能吸附甲醇,但吸附能力不强,因此活性炭只适用于处理甲醇含量低的废水。工程运行结果表明,混合液COD可由40 mg/L降至12 mg/L以下,甲醇去除率可达93.16~100%。出水水质满足锅炉海水淡化系统的水质要求。

3.6炼油厂的先进处理

炼油厂含油废水经隔油、气浮和生物处理后,经砂滤和活性炭过滤处理。废水中苯酚含量由生物处理后的0.1 mg/L降至0.005 mg/L,氰化物由0.19 mg/L降至0.048 mg/L,COD由85 mg/L降至18 mg/L。

4 前景

随着科学技术的进步和废水处理的特殊要求,活性炭的研究逐渐从自身的孔隙结构和比表面积发展到研究表面官能团对活性炭吸附性能的影响。

例如,活性炭纤维(ACF)近年来在废水处理中受到越来越多的关注。其粒径一般为5~20μm,其制备原理与传统活性炭制备相同。纤维碳由800℃以上的蒸汽或二氧化碳活化。纤维活性炭的孔结构以微孔为主,中孔较少,几乎没有大孔,比表面积高达2500 m2/g。具有吸附脱附率高、吸附容量大、电导率高等特点。

实验结果表明,ACF对苯酚的吸附量为248 mg/g,重复再生后吸附量基本不变,吸附性能优于活性炭。在室温、酸性或中性条件下,在恒温振荡30 min的条件下,在100 ml浓度为282 mg/L(0.5g)的含酚模拟废水中加入活性炭纤维(ACF),苯酚去除率可达91%。

最近,已发现活性炭不仅具有吸附特性而且具有催化性能,因此开发的催化氧化方法受到越来越多的关注,其研究也在不断深入。为了提高处理效率,从催化氧化机理的研究,改变了活性炭的表面结构,提高了活性炭的能力,找到了理想的吸附剂。

5 结语

目前,我国采用活性炭吸附法处理污水尚处于初步发展阶段。一些相关的理论和技术还不够成熟。另外,我国目前活性炭供应相对紧张,再生设备少,再生成本高,限制了活性炭的广泛使用。不同用途需要不同功能的活性炭。原活性炭产品不能满足新的要求,因此不断开发新的活性炭产品是非常重要的。因此,采用多学科交叉整合的研究方法,需要专业工作者的积极参与和政府的大力支持,使活性炭废水处理技术朝着更科学、更好的方向发展。

活性炭吸附法处理工业废水

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