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吉建斌

 
 
 

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煤质活性炭的工业制造及应用知识培训教程(16)  

2017-11-21 06:40:06|  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)

张毅【15】在苎麻纺织印染废水处理工艺设计中,选用活性炭、塑料环、石油焦、硅藻球作三相生物流化床反应器的生物膜载体,使单位体积载体活性污泥量达40?50mg/L,污水处理能力是生物转盘的20?60倍,COD去除负荷高达2.5kg/m3载体。

(3)活性炭在废水三级深度处理工序中的应用

高浓有机废水一般经一级物化和二级生化处理即可达标排放,增设三级深度处理的目的多为使出水符合生产回用水质要求。废水的深度处理回用技术是未来我国水战略的重点。废水的三级深度处理方法有膜过滤、电渗析、离子交换、过滤(砂、陶粒等滤料)、活性炭吸附等,多属物化法,活性炭在其中有两种用法,一为普通吸附剂,另一种为O3/生物炭法(活性炭作生物膜载体)。

齐鲁石化橡胶厂工业用水严重不足,尤作亮等【16】对该厂生产过程排出的大量高浓度废水进行物化、生化处理后,进行二次混凝沉淀、消毒、砂滤、活性炭吸附、反渗透等一系列深度处理工艺研究,研究表明,深度处理后得到的淡水水质优于当地地下水,可作为生产工艺用水。

中药厂生产废水亦属高浓有机废水且水质复杂多变,废水经生化处理(水解酸化、曝气氧化)后有时尚难达标,西安某中药厂采用粒状活性炭吸附塔为终级水质把关设备,以保证排放达标【17】

稠油的蒸汽驱采会产生大量含油废水,采油废水回用是油田节水的重要措施,回用水水质必须符合SYJ10027-93锅炉给水标准。陈雷等【18】研究提出采用溶气气浮一级处理,好氧曝气二级处理,再经混凝沉淀、砂滤、活性炭吸附三级处理后,出水水质可满足锅炉回用水水质要求。

广州石化总厂废水经隔油、浮选、氧化沟两级处理后出水COD和NH4+-N达不到排放标准,庞金钊等【19】研究用生物膜反应器取代氧化沟进行二级生化处理,废水再经活性炭吸附塔处理,出水可达二级排放标准。

山东藤华染色有限公司排放的印染废水经好氧曝气,二沉池出水再经纤维过滤和两级活性炭吸附塔处理后,水质符合生产回用技术要求【20】

易封萍【21】对南宁市某糖纸厂(用甘蔗渣为原料造纸)中段废水采用混凝、生化、O3/生物活性炭处理工艺,出水符合饮用水卫生标准。

2、活性炭用于高浓有机废水的化学降解反应单元

为了降低高浓有机废水的生化处理负荷,近年来基于电化学反应原理的各种污水生化预处理反应器应运而生。该类反应器目前有以下几种:一、氧化絮凝复合反应器(OFR),有电极板和催化剂,空气作氧化剂,需耗电能;二、铁碳微电解反应器,空气作氧化剂,不需外供能源,但要求废水pH值应处于合理范围;三、粒子群电极电解反应器,需耗电能,空气作氧化剂。

电化学法(有时称为电解法)处理高浓有机废水的原理,是利用电化学反应的氧化还原、电附集、催化、混凝、吸附过滤等综合效应达到有机物的降解、絮凝效果。反应器中连续产生的?OH自由基和新生态H可使大分子断链,提高废水的可生化性;另外,由于目前电解反应器中一般均填充经酸活化后的铁屑或其它含铁填料,电化学反应生成的新生态Fe2+离子是活泼混凝剂,也使废水中一部分有机物絮凝沉淀而分离。

铁碳微电解反应器又称内电解反应器,由于不耗电能,故研究报道较多。该类反应器多由一定粒度的机加工废铁屑经酸煮活化后作主填料,选出用焦炭、石墨、粉煤灰等作床层疏松剂及内电解电池的阴极【22?24】,当铁屑含碳量较高时,活化后的铁屑可直接用作内电解反应器填料【25】。从理论上讲,活性炭代替焦炭、石墨等作内电解反应器的辅助填充剂和阴极材料效果更佳,但迄今尚未见到此方面的报道。

陶龙骧等【26】提出,为了加快废水中有机物的电化学反应及氧化反应速率,可采用增加电极的过电位及电极表面积、优选电极材料和改进电极结构等方法。他们选择钛作电极基材,在其表面覆盖一层SnO2和Sb2O3的混合物制成复合高析氧性电极;选择适宜的活性炭作粒子群电极,强化传质过程;另在电解槽的阳极或阴极室填充导电粒子作为平板电极外延部分,使反应速率加快。该复合粒子群电解反应器用于高浓有机废水处理时可显著提高COD和色度的脱除率。活性炭在其中的作用是使有机物在其表面富集并被集中降解,外加电场可使活性炭的吸附过程更易进行(活性炭具一定的导电性),氧化降解速率大为加快。在该反应器中活性炭的饱和吸附量并非是必要的性能指标。

3、回顾与展望

高浓有机废水因污染成分复杂,水质水量变化频繁等特点,是难治理的工业废水,很难找到具有普遍适用性的治理工艺方法。各种活性炭吸附剂因其特殊的应用性能,在该类废水治理中得到较广泛的应用。

在废水的一级物化处理工序,活性炭主要用于一些难生化降解或对微生物有毒害的有机污染物的吸附或协助絮凝等物化分离过程。

在二级生化降解处理工序,活性炭多用作各种新型高负荷生化反应器的生物膜载体填料,以富集有机物,提高生化降解反应的速率和最终转化率。究其根本,仍是利用活性炭的物化分离特性。

在废水的三级深度处理工序,活性炭多用来吸附水中的残留有毒有害物,使出水水质达到生产回用指标要求。

基于电化学反应原理的各种电解反应器是专用于一些特殊高浓有机废水治理的生化预处理装置,活性炭因其高固定碳含量,一定的导电率及巨大的比表面积和吸附能力,在此类反应器中应用潜力很大,需加强研究开发。

参考文献

煤质活性炭的工业制造及应用知识培训教程(16) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客 
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附录:文献中报道的吸附质分子的运动直径或结构尺寸,nm

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参阅文献:吉建斌,周志芳。从吸附质分子尺寸出发设计活性炭的孔隙结构。活性炭,2002(2):50-55。

 

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吉建斌(先生):18603463183,jzhx928@163.com

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