活性炭在污水處理中的應用
據(jù)統(tǒng)計,我國每年排出的工業(yè)廢水約為8×108m3,其中不僅含有氰化物等劇毒成分,而且含有鉻、鋅、鎳等金屬離子。廢水的處理方法很多,主要有化學沉淀法、電解法和膜處理法等,本文介紹的是活性炭吸附法?;钚蕴康谋砻娣e巨大,有很高的物理吸附和化學吸附功能。因此活性炭吸附法被廣泛應用在廢水處理中。而且具有效率高,效果好等特點。
吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標。吸附能力的大小是用吸附量來衡量的。而吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量。在水處理中,吸附速度決定了污水需要和吸附劑接觸時間。
活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般來說,顆粒越小,孔隙擴散速度越快,活性炭的吸附能力就越強。污水的pH值和溫度對活性炭的吸附也有影響。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。吸附反應通常是放熱反應,因此溫度低對吸附反應有利。當然,活性炭的吸附能力與污水濃度有關(guān)。在一定的溫度下,活性炭的吸附量隨被吸附物質(zhì)平衡濃度的提高而提高。
活性炭在污水處理中的應用:一般為城市污水處理廠,主要用于COD、BOD、重金屬離子等的減降,以達到凈化的標準。
活性炭處理含鉻廢水:鉻是電鍍中用量較大的一種金屬原料,在廢水中六價鉻隨pH值的不同分別以不同的形式存在。
活性炭有非常發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積,具有極強的物理吸附能力,能有效地吸附廢水中的Cr(Ⅵ)?;钚蕴康谋砻娲嬖诖罅康暮趸鶊F如羥基(-OH)、羧基(-COOH)等,它們都有靜電吸附功能,對Cr(Ⅵ)產(chǎn)生化學吸附作用。完全可以用于處理電鍍廢水中的Cr(Ⅵ),吸附后的廢水可達到國家排放標準。
試驗表明:溶液中Cr(Ⅵ)質(zhì)量濃度為50mg/L,pH=3,吸附時間1。5h時,活性炭的吸附性能和Cr(Ⅵ)的去除率均達到zui佳效果。
因此,利用活性炭處理含鉻廢水的過程是活性炭對溶液中Cr(Ⅵ)的物理吸附、化學吸附、化學還原等綜合作用的結(jié)果。活性炭處理含鉻廢水,吸附性能穩(wěn)定,處理效率高,操作費用低,有一定的社會效益和經(jīng)濟效益。
活性炭處理含氰廢水:在工業(yè)生產(chǎn)中,金銀的濕法提取、化學纖維的生產(chǎn)、煉焦、合成氨、電鍍、煤氣生產(chǎn)等行業(yè)均使用氰化物或副產(chǎn)氰化物,因而在生產(chǎn)過程中必然要排放一定數(shù)量的含氰廢水。
活性炭用于凈化廢水已有相當長的歷史,應用于處理含氰廢水的文獻報道也越來越多。但由于CN_、HCN在活性炭上的吸附容量小,一般為3mgCN/gAC~8mgCN/gAC(因品種而異),在處理成本上不合算。
活性炭處理含汞廢水: 活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能,但吸附能力有限,只適宜于處理含汞量低的廢水。如果含汞的濃度較高,可以先用化學沉淀法處理,處理后含汞約1mg/L,高時可達2-3mg/L,然后再用活性炭做進一步的處理。
活性炭處理含酚廢水: 含酚廢水廣泛來源于石油化工廠、樹脂廠、焦化廠和煉油化工廠。經(jīng)實驗證明:活性炭對苯酚的吸附性能好,溫度升高不利于吸附,使吸附容量減??;但升高溫度達到吸附平衡的時間縮短?;钚蕴康挠昧亢臀綍r間存在zui佳值,在酸性和中性條件下,去除率變化不大;強堿性條件下,苯酚去除率急劇下降,堿性越強,吸附效果越差。
活性炭處理含甲醇廢水:活性炭可以吸附甲醇,但吸附能力不強,只適宜于處理含甲醇量低的廢水。工程運行結(jié)果表明,可將混合液的COD從40mg/L降至12mg/L以下,對甲醇的去除率達到93。16%~100%,其出水水質(zhì)可以滿足回用到鍋爐脫鹽水系統(tǒng)進水的水質(zhì)要求。
煉油廠的深度處理:煉油廠含油廢水,經(jīng)隔油,氣浮和生物處理后,在經(jīng)砂濾和活性炭過濾深度處理。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。
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