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工业废水活性炭深度处理方法

发布时间:2022-1-13 11:37:56  中国污水处理工程网

  随着现代工业的迅速发展,其生产过程产生的废水、污水和废液的种类和数量迅速增加,对水体的污染日趋严重。水资源危机是制约当今经济发展的重要因素,因此对工业废水深度处理回收利用是一项节水、减污、增效的重要举措。

  1、工业废水深度处理方法

  目前工业废水深度处理方法主要有物理法、生物法、高级氧化法,其中物理法主要有混凝沉淀法、膜处理法、气浮法和吸附法等;生物法包括氧化塘、曝气生物滤池法(BAF)、生物活性炭法(BAC)等;高级氧化法包括臭氧氧化法、Fenton氧化法、光催化氧化、电化学氧化和超临界水氧化等。其中活性炭吸附法因其具有适应性强、去除污染物质广泛等特点,是一种具有广阔应用前景的废水深度处理技术。常用的活性炭主要有粉末活性炭(PAC)、颗粒活性炭(GAC)。

  2、粉炭处理工业废水的研究

  本实验研究粉炭在不同投加量、不同接触时间条件下对工业综合废水去除效果。

  2.1 实验材料

  实验所采用的工业综合废水:来源于嘉兴某工业园区工业综合废水。

  实验药剂:粉炭(200目),特点是中大孔发达。

  2.2 实验方法

  取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL烧杯中;

  同时向500mL烧杯中加入200mL嘉兴某工业园区工业综合废水;

  将烧杯置于搅拌器中搅拌一定时间,搅拌速度保持不变;

  搅拌结束后进行过滤,测定滤液(初滤液倒掉)CODCr、UV254;

  测定活性炭吸附前水样CODCr、UV254,计算CODCr、UV254去除率。

  对产水水样进行紫外可见光全波长扫描,分析活性炭对废水中物质的吸附性。

  2.3 实验结果

  2.3.1 去除效果分析

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  由表1可以看出:利用浦瑞芬活性炭对嘉兴某工业园区工业综合废水吸附处理,当炭水比3‰、接触时间15min时,CODCr去除率为58.33%,UV254去除率大于97.00%;当炭水比5‰、接触时间15min时,CODCr去除率为68.90%,UV254去除率大于97.00%;当炭水比3‰、接触时间30min时,CODCr去除率为66.71%,UV254去除率大于97.00%;当炭水比5‰、接触时间30min时,CODCr去除率为74.37%,UV254去除率达98.00%。

  上述实验结果说明:活性炭对工业综合废水具有较好的去除效果,其中对芳香族化合物去除率高达97.00%;炭水比不同、接触时间不同,对有机物的去除效果差别较大。

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  由图1可以看出:原水在紫外光区具有吸收峰,说明废水含有共轭结构体系,如C=C-C=C、C=C-C=O、苯环等,通过原水及产水图谱比较得出:活性炭对共轭结构物质以及芳香族物质具有较好吸附效果。

  3、颗粒炭处理工业废水的研究

  3.1 颗粒炭对工业废水反渗透浓水去除效果研究

  本实验研究不同粒度、不同投加量、不同吸附时间条件下颗粒炭对工业废水反渗透浓水去除效果。

  3.1.1 实验材料

  实验所采用的废水:内蒙古某PVA厂反渗透浓水。

  实验药剂:颗粒炭(8×20、8×30、12×40、12×50目)。

  3.1.2 实验方法

  取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL烧杯中;

  同时向500mL烧杯中加入250mL内蒙古某PVA厂反渗透浓水;

  将烧杯置于搅拌器中搅拌一定时间,搅拌速度保持不变;

  搅拌结束后进行过滤,测定滤液(初滤液倒掉)CODCr、UV254;

  测定活性炭吸附前水样CODCr、UV254,计算CODCr、UV254去除率。

  3.1.3 实验结果

  3.1.3.1 不同粒度颗粒炭对工业废水反渗透浓水有机物去除效果

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  由图2可以看出:粒径8×20、8×30、12×40、12×50目炭,随着粒径减小,产水中有机物浓度越低,有机物去除率越高。这是由于粒径越小,活性炭相对比表面积越大,与废水接触吸附面积越大,对有机物吸附能力越强。

  3.1.3.2 不同投加量颗粒炭对工业废水反渗透浓水有机物去除效果

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  由图3可以看出:在相同的吸附时间下,随着投加量的增大,UV254和CODCr处理去除率越高;当投加量由1‰增加到5‰时,去除率增加明显,但投加量由5‰增加到50‰去除率增加缓慢;投加量20%、50%有机物去除效果基本一致。这说明在一定投加量范围内,随着活性炭投加量的增加,有机物去除率逐渐增大,但当投加量达到一定值时,有机物的去除率会逐渐趋于稳定,说明活性炭吸附性能不仅与用量有关,还与活性炭的孔径大小和分布有关。废水中可溶性有机物分子量大小不一,只有当活性炭的孔径分布与芳香族化合物的分子量大小相匹配时,活性炭才具有高的吸附率和脱除效率。

  3.1.3.3 不同吸附时间颗粒炭对工业废水反渗透浓水有机物去除效果

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  由图4可知:随吸附时间的增加,活性炭对UV254去除率呈先上升后基本不变或缓慢下降的趋势,这是由于开始活性炭具有较高的吸附能力,有机物吸附在活性炭上而从水中去除,随着吸附时间的延长,活性炭表面被大量的有机物覆盖,使得活性炭的吸附能力下降,当吸附与解吸速率相等时,活性炭吸附平衡,此时去除效率最高。

  3.2 颗粒炭对浓盐废水去除效果研究

  本实验根据活性炭滤池运行参数:炭水接触时间、活性炭投加量,确定活性炭用于浓盐废水去除效果。

  3.2.1 实验材料

  实验所采用的废水:内蒙古某工业园区浓盐水处理厂废水。

  实验药剂:颗粒炭(8目×20目)。

  3.2.2 实验方法

  取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL烧杯中;

  同时向500mL烧杯中加入250mL内蒙古某工业园区浓盐水处理厂废水;

  将烧杯置于搅拌器中搅拌一定时间,搅拌速度保持不变;

  搅拌结束后进行过滤,测定滤液(初滤液倒掉)CODCr、UV254;

  测定活性炭吸附前水样CODCr、UV254,计算CODCr、UV254去除率。

  3.2.3 实验结果

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  由表2可知:在模拟工程参数条件下,活性炭对浓盐水中UV254去除效果大于90.00%、对CODCr去除效果大于60.00%,说明活性炭对浓盐水中有机物具有较好去除效果。

  4、结论

  活性炭对工业综合废水具有较好的去除效果,其中对芳香族化合物去除率高达97.00%;炭水比不同、接触时间不同,对有机物的去除效果差别较大。

  活性炭对共轭结构物质以及芳香族物质具有较好吸附效果。

  粒径8×20、8×30、12×40、12×50目炭,随着粒径减小,产水中有机物浓度越低,有机物去除率越高。实际工程中需要根据水质情况进行活性炭粒径的选择。

  在相同的吸附时间下,随着投加量的增大,UV254和CODCr处理去除率越高;在一定投加量范围内,随着活性炭投加量的增加,有机物去除率逐渐增大,但当投加量达到一定值时,有机物的去除率会逐渐趋于稳定。

  随吸附时间的增加,活性炭对UV254去除率呈先上升后基本不变或缓慢下降的趋势。这说明活性炭吸附存在最佳吸附时间,实际工程需要根据水质情况进行活性炭滤罐/滤池的尺寸设计。

  在模拟工程参数条件下,活性炭对浓盐水中UV254去除效果大于90.00%、对CODCr去除效果大于60.00%,说明活性炭对浓盐水中有机物具有较好去除效果。

  5、展望

  活性炭深度处理工业废水技术具有使用范围广、去除有机物种类多、去除效果好、受外界影响因素较少等特点,在未来可被广泛应用。但因活性炭价格较高,同时用于废水处理的活性炭使用周期短,因此如何高效利用活性炭以及对吸附饱和的活性炭进行再生、利用是未来研究的重点。(来源:内蒙古双欣高分子材料技术研究院有限公司)

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