前夕為何工業(yè)廢水處理離不開活性炭工業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致產(chǎn)生大量的污水,這些污水的高效處理和循環(huán)使用受到越來越多的關(guān)注。工業(yè)廢水主要來自印染、煉油及石化、制藥、焦化、制藥等行業(yè),廢水成分復(fù)雜,相應(yīng)的廢水處理方法也大不相同.為何工業(yè)廢水處理離不開活性炭
在處理工業(yè)廢水中.活性炭在一級、二級、三級處理工序中均可使用。對于污染成分復(fù)雜的工業(yè)廢水,多數(shù)情況下需要將幾種處理工藝組合起來進行處理,活性炭往往在組合工藝中最后的深度處理中應(yīng)用。另外,活性炭可以與不同的材料聯(lián)合應(yīng)用,組成新的工藝技術(shù),以取得更好的處理效果.
在廢水的一級物化處理工序中,活性炭主要用作絮凝吸附分離劑,用于吸附或協(xié)助絮凝一些難生化降解或?qū)ξ⑸镉卸竞Φ挠袡C污染物。最典型的應(yīng)用技術(shù)是粉末活性炭工藝,在石化、印染、焦化工業(yè)廢水中投加適量粉狀活性炭,可除去廢水中不可生物降解的色度、臭味,避免曝氣池發(fā)泡現(xiàn)象,同時可以使混凝絮體或生物絮體迅速增長而沉淀,還能除去廢水中的重金屬離子及其絡(luò)合物.
對于印染和石油化工這類COD、BOD含盆較高的廢水,活性炭也可用于二級處理組合系統(tǒng)。在二級生化降解處理工序中,活性炭多用作各種新型高負荷生化反應(yīng)器的生物膜載體填料,可以富集有機物,提高生化降解速率和最終轉(zhuǎn)化率,還能夠提高反應(yīng)器高負荷水質(zhì)水量沖擊。同時,活性炭作為生物膜載體,還能夠形成生物活性炭,極大地延長了活性炭的使用壽命。
工業(yè)廢水的深度處理和回用是解決我國缺水問題的一種主要途徑。一般情況下.工業(yè)廢水經(jīng)過一級物化和二級生化處理即可達標排放,但若需要對處理后的廢水進行回用,則需進行三級深度處理。在三級處理工序中,活性炭主要用來吸附脫除水中的殘留的難降解有機污染物(POPS,包括雜環(huán)、多環(huán)化合物及~些長鏈脂肪烴,使出水質(zhì)達到生產(chǎn)回用的要求,此時活性炭主要起兩種作用:一是普通吸附劑,二是生物膜載體,形成生物活性炭。
可用于水處理的煤質(zhì)順粒炭和粉狀炭作用相同,但順位炭不易流失,容易再生重復(fù)使用,適合用于污染較輕、裕連續(xù)運行的水處理工藝,而粉狀炭目前不易回收,一般為一次性使用,一般用于間歇的污染較重的水處理工藝。
活性炭在飲用水方面的應(yīng)用
由于活性炭具有巨大的比表面積及發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu),在吸附脫除水中的污染物的同時,也成為水中微生物的理想棲息場所。在適宜的溫度及營養(yǎng)條件下,將其用于水處理,可以同時發(fā)揮活性炭吸附和微生物生物降解的雙重作用,這種作用被稱為生物活性炭?;钚蕴可厦娴奈劫|(zhì)能夠為微生物提供穩(wěn)定的生息環(huán)境,而微生物的存在也為活性炭提供了生物再生功能,總的效果是將帶有穿透現(xiàn)象的不穩(wěn)定吸附過程轉(zhuǎn)化為準穩(wěn)態(tài)過程。
用于水處理的活性炭包括粉狀活性炭和顆粒狀活性炭。粉狀活性炭一般采用直接投人原水的方式,用于除去季節(jié)性產(chǎn)生的稼味等異臭、異味,以及除去表面活性劑、農(nóng)藥等,還可以在發(fā)生化學(xué)物質(zhì)污染水源事故的時候作為應(yīng)急處理措施。使用粉狀活性炭進行水處理多為間歇操作,根據(jù)水源的不同要注意控制加料比例、混合接觸時間以及投料點的選擇。使用顆?;钚蕴窟M行水處理,一般采用固定床或移動床進行連續(xù)操作,活性炭需定期再生。顆粒炭和粉狀炭作用相同,但顆拉炭不易流失,容易再生重復(fù)使用,適合用于污染較輕、需連續(xù)運行的水處理工藝,而粉狀炭目前不易回收,一般為一次性使用,用于間歇地污染較重的水處理工藝。
目前活性炭在凈水中的應(yīng)用已十分廣泛。在美國和日本,飲用水凈化活性炭吸附設(shè)施非常普遍;發(fā)達國家用于水處理的活性炭約占活性炭總用量的40%-50%,美國每年用于水處理的活性炭占美國活性炭生產(chǎn)總量的45%以上。我國北京的上水已全部經(jīng)過活性炭凈化,上海、深圳等城市也正在推行,家庭活性炭凈水器應(yīng)用也開始普及。預(yù)計不遠的將來,活性炭在我國水處理領(lǐng)域?qū)@得飛躍式發(fā)展。為何工業(yè)廢水處理離不開活性炭
粉狀活性炭在處理水源中突發(fā)臭味、工業(yè)污染方面有很好的應(yīng)用.2005年9~11月期間,由于密云水庫臭味物質(zhì)含盆高,北京水務(wù)集團第九水廠采用了向摘水管道中投加粉狀炭的技術(shù),有效地去除了異味。在松花江受到硝基苯和苯污染期間,哈爾濱市供排水集團在建設(shè)部專家組的指導(dǎo)下,利用第九水廠的技術(shù)及時處理了水中硝基苯,達到了水質(zhì)要求。在使用粉狀炭時,必須根據(jù)所要去除污染物的種類和濃度進行吸附試驗,以確定活性炭種類和數(shù)量。投加粉狀炭之前,應(yīng)注意先將炭粉制成炭漿定量均勻地加人水中,接觸時間越長,除污染效果越好。
北京水務(wù)集團所屬的以地表水為水源的自來水廠都設(shè)有1. 5m深的煤質(zhì)顆粒活性炭濾池,活性炭濾池為給水處理中的深度處理工藝,可以有效地除去水中色度、異臭異味和溶解的有機污染物,提高供水水質(zhì)。剛填人活性炭池的新炭主要以物理和化學(xué)吸附為主,在使用一定時間后炭表面形成生物膜,則以生物降解作用為主。為何工業(yè)廢水處理離不開活性炭
汽油回收用活性炭
利用性能優(yōu)良的吸附劑對油氣進行選擇性吸附,實現(xiàn)油品燕氣的吸附回收,是一種有效的油氣回收技術(shù),而吸附劑的選取是此項技術(shù)的關(guān)鍵?;钚蕴渴且环N疏水性吸附劑,具有非極性的表面結(jié)構(gòu),特別適合于從氣體或液體混合物中進行油氣的吸附回收?;钚蕴课接蜌庵饕獮榉兜氯A力引起的非極性物理吸附過程,吸附能力與活性炭的比表面積、孔容、孔徑分布等主要物理結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān),碳氫分子直徑與活性炭的孔徑尺寸愈接近,吸附能力愈強。油氣回收用活性炭一般要求中孔發(fā)達,在具有強吸附能力的同時,還要具有較高的脫附能力,此外還要具有較高的強度、耐磨性及透氣性。
為防止汽油揮發(fā)而浪費燃料和污染環(huán)境,歐美國家早在20世紀70年代就制定法規(guī),要求在汽車上安裝裝填活性炭的碳罐對汽油蒸氣進行吸附,以防止燃油的揮發(fā)污染.碳罐的工作原理是:汽車發(fā)動機停止I作時,由化油器、汽缸等處揮發(fā)出的汽油蒸氣被碳罐中的活性炭吸附,發(fā)動機工作時又可被吸人的空氣脫附并一同進人汽缸燃燒,從而達到防止汽油燕發(fā)的目的。碳罐所用的活性炭是控制汽油蒸發(fā)的關(guān)鍵,要求其不僅吸附性能好,而且有較好的脫附性能。
國內(nèi)外大批量生產(chǎn)的水處理用煤質(zhì)顆?;钚蕴繌纳a(chǎn)工藝總體上主要可分為四種,即原煤破碎活性炭、柱狀活性炭、柱狀破碎活性炭和壓塊破碎活性炭,這四種活性炭在我國自來水深度處理中均有應(yīng)用,其中壓塊破碎活性炭將是未來水處理用活性炭市場,尤其是中國水處理用活性炭市場的主流產(chǎn)品。給水處理顆?;钚蕴恳话阄⒖缀椭锌装l(fā)達,應(yīng)符合三項要求:吸附容量大、吸附速度快、機械強度好。
由于活性炭的吸附能力和脫附能力之間沒有必然聯(lián)系,常用的吸附指標如碘值、亞甲基藍值、CCI4等無法準確表征活性炭對汽油的回收能力,因此目前國際上通用的檢測指標是丁烷有效吸附工作容量(BWC)。研究表明,活性炭對丁烷的吸附受活性炭比表面積和孔容,特別是中孔孔容的影響,提高活性炭的微孔比表面積和中孔孔容是改進其丁烷吸附性能的關(guān)鍵因素,’理想的孔徑范圍為微孔上限和中孔下限。丁烷吸附過程具有微孔填充和毛細凝聚雙重特征:在吸附前期,吸附過程是與比表面有關(guān)的微孔填充吸附,而在吸附后期是受孔容控制的毛細凝聚過程。因此,提高活性炭的中孔率是提高其解吸率的有效途徑。
油氣回收用活性炭一般采用壓塊破碎炭,且制備工藝不同于普通活性炭,制備前需在原料煤粉中加人適量添加劑,再經(jīng)壓塊成型、炭化、活化制得。影響活性炭性能的主要因素為原料煤性質(zhì)、添加劑和成型壓力。
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