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煤质活性炭的工业制造及应用知识培训教程(15)  

2017-11-20 17:11:03|  分类: 活性炭产业 |  标签: |举报 |字号 订阅

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编写:吉建斌(2004年)

4、总结

城市生活污水一级处理多采用物理、化学方法,只能去除污水中部分悬浮物,有机物及少量含磷化合物,目前研究方向是强化一级处理技术。活性炭的应用尚未见于文献报道,但粉状或细粒状活性炭作为生态滤池床层填充剂,理论上可捕获、富集污水中的有机物和溶解氧,同时保持污泥层的疏松度,这些条件对生态滤池动物群的生存繁衍都有益。是否有应用可能性,需与水处理工作者商榷。

城市生活污水二级生化处理新技术研究和工艺开发是该领域最活跃的部分,出现许多基于活性污泥法的技术改进型式,目的是提高处理工艺的抗冲击负荷能力,降低基建投资和运行成本,提高出水水质,避免污水对天然水体的污染。许多水处理工作者在新工艺开发中选择活性炭这种功能性吸附剂进行研究工作,结果证明,粉状活性炭及小粒径的粒状活性炭在改善污泥沉降性能,大幅度缩短装置启动时间,提高出水水质,降低出水毒性,提高装置抗有机质冲击负荷性能,增强装置单程处理能力等方面具特殊效果,一些研究成果已进入生产运行实践。

城市生活污水三级深度处理回用技术是我国北方干旱缺水城市未来的有效节水措施之一,而活性炭吸附过滤工艺因技术成熟、可再生使用、投资相对较低、处理效果优良等特点,应用前景广阔。生活污水深度处理可能是活性炭产品未来最重要的应用领域。

参考文献

煤质活性炭的工业制造及应用知识培训教程(15) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

三、工业产业高浓有机废水处理

高浓有机废水的共同特点是成分复杂多变,色度高,BOD/COD一般均<0.15,可生化性差,治理难度大,属重污染废水,文献中经常提及的高浓有机废水有:造纸废液(黑液、中段水及白水),印染废水、煤化工工业废水(焦化废水、煤气洗涤废水),含油废水(采油废水、金属加工废水、炼油废水),制药废水、食品工业废水(味精生产废水、酿酒工业废水、糖精生产废水等),以及日化、橡胶、合成纤维工业废水等。

高浓有机废水的综合治理是水处理工业最困难、最繁杂,同时也是研究最活跃的领域。目前的技术现状是物化分离、生化降解并重,活性炭在各个技术范畴均有应用报道,在某些方面甚至具有不可替代的重要地位。

1、活性炭在物化分离技术中的应用

物化分离技术用于高浓有机废水有以下几种目的:回收有用成分(如从造纸废液中回收纸浆和酸析木素,从采油废水中回收石油烃,从味精生产废水中回收酵母蛋白,从合成纤维生产废水中回收生产原料等);去除废水中大部分固体悬浮物,降低后继生化处理工序有机负荷;去除废水中对生化工序微生物有害的化学物质(如抗生素类、多环芳烃、酚、氰等);去除水中的有害物质,达标排放或回用于生产。

该技术方法以分离为目的,着重点并非污染物的降解。常见的分离方法有:机械过滤(包括机械格栅、筛网、离心机、压滤机等分离方法,多用于废水的一级处理工序,一般设置于工序最前端);絮凝沉淀或絮凝气浮,中和沉淀(包括酸析和碱析两种方法);吸附过滤(滤料有陶粒或多孔陶板、石英砂、无烟煤、焦炭、合成纤维、核桃壳、粉煤灰、各种类型活性炭等,用于去除胶体状或溶解性有机物,多用于一级和三级处理工序)及利用各种工业废气的气/液相吸收分离技术等。

活性炭用于高浓有机废水污染物的物化分离,有以下几种用法。

(1)在一级处理工序用作絮凝/吸附分离剂

最典型的应用技术是PACT工艺【1】。在石化、印染、焦化工业废水中投加适量粉状活性炭,可去除废水中不可降解COD、色度和臭味,避免曝气池发泡现象;使混凝絮体或生物絮体迅速增长而沉淀;去除废水中重金属离子或其络合物。

昆山华成织染有限公司使用粉状活性炭与高效絮凝剂协同作用处理高色度印染废水,快速分离废水中活性有机染料,取得了良好的治理效果【2】

碱性品红染料生产废水经高效絮凝、烟道灰吸附,再用粒状活性炭吸附过滤,出水水质可达GB8978-88一级排放标准,回用于生产【3】。利用一级处理工艺达三级处理效果,这是一项很有前途的印染废水治理技术,其中活性炭的作用功不可没。

魏文圃等【4】详细研究了几种活性炭与强化混凝技术协同作用时对地毯厂印染废水的一级处理效果。结果表明,经混凝沉淀、砂滤、粒状活性炭吸附处理的废水可回用于生产。另外,失效活性炭用V2O5Ca(ClO)2催化氧化法再生时效果较好。

郭玉华等【5】提出一种针对中小型金属制品厂含油乳化废水的处理工艺,废水经NaClO氧化、除油、絮凝之后,用适宜的活性炭吸附处理,出水可直排。

医药双氯灭痛生产过程中排出多种高浓有机废水,郝存江等6研究提出一种低投资的废水处理工艺,废水经酸析、炉渣吸附、石灰乳混凝,再用相当于废水量3%wt的粉状活性炭于60吸附处理1小时,废水可达二级排放标准。废炭掺入煤中用作锅炉热源。

何昕等【7】研究了将PACT工艺用于有机磷农药生产废水的技术可行性,当向生物强化的一级处理系统中投加0.2%的粉状活性炭时处理效果较好。废炭可用酸碱再生,吸附性能恢复率为80%。

利用甘蔗糖蜜为原料生产食用酒精时,从粗馏塔排出的废液含各种难生物降解的色素物质。吴振强等【8】详细研究了其中色素物质的种类和形成机理,并研究了多种脱色材料,最后提出,现有的最佳脱色材料为粉状活性炭。当用量为10%(w/v)时,在PH4?5,60条件下吸附30?40min,可使废水近100%脱色,同时可去除56%的COD。废炭用碱或甲醇溶液再生时效果较好。

水杨酸生产过程排出的酸性含酚废水也是一种难处理有机废水。陈良【9】采用煤油和N-503萃取剂对该废水萃取脱酚,再用粒状活性炭吸附脱除余酚,出水残酚浓度符合排放要求。

丙烯酸丁酯生产废水含有丙烯酸、酚类、苯磺酸和NaOH等多种可溶性化合物,可生化性极差,传统处理工艺无法使出水达标。路光杰等【10】在传统一级处理工艺中加入三级活性炭纤维吸附柱,使出水COD达标。吸附饱和的ACF用200?500过热蒸汽再生。

磷酸三(2,4-二溴苯基)酯是一种高效阻燃剂和防霉避鼠剂,其生产过程中排出的含酚废水可经加酸析晶回收生产原料2,4-二溴苯酚后,用三级颗粒活性炭过滤吸附,出水可达一级排放标准【11】。活性炭采用150过热蒸汽再生。

汽车制造厂在进行车体电泳磷化处理过程中排出大量含有表面活性剂、乳化油、高分子树脂、醚类、醇类、胺类有机化合物的生产废水,其短时COD峰值可达2?3万,难以生化降解,张林生等【12】在常规一级处理(絮凝、气浮、砂滤)后,用粉状活性炭进行强化吸附处理,使水质毒性降低,出水可进入生化工序进行常规生物处理。

(2)活性炭用作二级生化处理工序的微生物载体

废水的二级处理即生化降解是使废水的COD和BOD分解并被微生物吸收、消化的生物化学反应过程。高浓有机废水的生化处理因水质波动频繁,水量严重不匀等原因,传统活性污泥法极少被选用,可抗高负荷水质、水量冲击的各种形式生物反应器是近几年的研究热点,载体性能是决定该类反应器效能的重要因素。可用作生物载体的材料有各种合成塑料制品、合成树脂材料、废橡胶颗粒、焦粒、活性炭等。活性炭用作生物载体时,它本身只起到载体和吸附富集污染物的作用,故也将这种用法归于物化分离范畴。

陈汉榕等【13】选用固定弹性填料和粉状活性炭充填厌氧复合生物膜反应器(分别占反应器总容积的20%和10%),接种驯化菌种,同时选用某种悬浮填料和柱状活性炭充填好氧复合床生物反应器(分别占反应器总容积的30%和10%),并接种好氧菌群。由这两种反应器构成的A/O生化处理流程用于纤维板生产排出的高浓有机废水处理时取得了满意的效果。

张建民等【14】采用粉状活性炭和旦质胶作厌氧菌载体进行造纸黑液的厌氧处理工艺研究,证明粉状炭有加速颗粒污泥成熟化的特殊作用。

 

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吉建斌(先生):18603463183,jzhx928@163.com

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