工業(yè)廢水活性炭深度處理方法

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，其生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢水、污水和廢液的種類和數(shù)量迅速增加，對(duì)水體的污染日趨嚴(yán)重。水資源危機(jī)是制約當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，因此對(duì)工業(yè)廢水深度處理回收利用是一項(xiàng)節(jié)水、減污、增效的重要舉措。

　　1、工業(yè)廢水深度處理方法

　　目前工業(yè)廢水深度處理方法主要有物理法、生物法、高級(jí)氧化法，其中物理法主要有混凝沉淀法、膜處理法、氣浮法和吸附法等;生物法包括氧化塘、曝氣生物濾池法(BAF)、生物活性炭法(BAC)等;高級(jí)氧化法包括臭氧氧化法、Fenton氧化法、光催化氧化、電化學(xué)氧化和超臨界水氧化等。其中活性炭吸附法因其具有適應(yīng)性強(qiáng)、去除污染物質(zhì)廣泛等特點(diǎn)，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的廢水深度處理技術(shù)。常用的活性炭主要有粉末活性炭(PAC)、顆?；钚蕴?GAC)。

　　2、粉炭處理工業(yè)廢水的研究

　　本實(shí)驗(yàn)研究粉炭在不同投加量、不同接觸時(shí)間條件下對(duì)工業(yè)綜合廢水去除效果。

　　2.1 實(shí)驗(yàn)材料

　　實(shí)驗(yàn)所采用的工業(yè)綜合廢水：來(lái)源于嘉興某工業(yè)園區(qū)工業(yè)綜合廢水。

　　實(shí)驗(yàn)藥劑：粉炭(200目)，特點(diǎn)是中大孔發(fā)達(dá)。

　　2.2 實(shí)驗(yàn)方法

　　取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL燒杯中;

　　同時(shí)向500mL燒杯中加入200mL嘉興某工業(yè)園區(qū)工業(yè)綜合廢水;

　　將燒杯置于攪拌器中攪拌一定時(shí)間，攪拌速度保持不變;

　　攪拌結(jié)束后進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)定濾液(初濾液倒掉)CODCr、UV254;

　　測(cè)定活性炭吸附前水樣CODCr、UV254，計(jì)算CODCr、UV254去除率。

　　對(duì)產(chǎn)水水樣進(jìn)行紫外可見(jiàn)光全波長(zhǎng)掃描，分析活性炭對(duì)廢水中物質(zhì)的吸附性。

　　2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　2.3.1 去除效果分析

　　由表1可以看出：利用浦瑞芬活性炭對(duì)嘉興某工業(yè)園區(qū)工業(yè)綜合廢水吸附處理，當(dāng)炭水比3‰、接觸時(shí)間15min時(shí)，CODCr去除率為58.33%，UV254去除率大于97.00%;當(dāng)炭水比5‰、接觸時(shí)間15min時(shí)，CODCr去除率為68.90%，UV254去除率大于97.00%;當(dāng)炭水比3‰、接觸時(shí)間30min時(shí)，CODCr去除率為66.71%，UV254去除率大于97.00%;當(dāng)炭水比5‰、接觸時(shí)間30min時(shí)，CODCr去除率為74.37%，UV254去除率達(dá)98.00%。

　　上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：活性炭對(duì)工業(yè)綜合廢水具有較好的去除效果，其中對(duì)芳香族化合物去除率高達(dá)97.00%;炭水比不同、接觸時(shí)間不同，對(duì)有機(jī)物的去除效果差別較大。

　　由圖1可以看出：原水在紫外光區(qū)具有吸收峰，說(shuō)明廢水含有共軛結(jié)構(gòu)體系，如C=C-C=C、C=C-C=O、苯環(huán)等，通過(guò)原水及產(chǎn)水圖譜比較得出：活性炭對(duì)共軛結(jié)構(gòu)物質(zhì)以及芳香族物質(zhì)具有較好吸附效果。

　　3、顆粒炭處理工業(yè)廢水的研究

　　3.1 顆粒炭對(duì)工業(yè)廢水反滲透濃水去除效果研究

　　本實(shí)驗(yàn)研究不同粒度、不同投加量、不同吸附時(shí)間條件下顆粒炭對(duì)工業(yè)廢水反滲透濃水去除效果。

　　3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

　　實(shí)驗(yàn)所采用的廢水：內(nèi)蒙古某PVA廠反滲透濃水。

　　實(shí)驗(yàn)藥劑：顆粒炭(8×20、8×30、12×40、12×50目)。

　　3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法

　　取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL燒杯中;

　　同時(shí)向500mL燒杯中加入250mL內(nèi)蒙古某PVA廠反滲透濃水;

　　將燒杯置于攪拌器中攪拌一定時(shí)間，攪拌速度保持不變;

　　攪拌結(jié)束后進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)定濾液(初濾液倒掉)CODCr、UV254;

　　測(cè)定活性炭吸附前水樣CODCr、UV254，計(jì)算CODCr、UV254去除率。

　　3.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　3.1.3.1 不同粒度顆粒炭對(duì)工業(yè)廢水反滲透濃水有機(jī)物去除效果

　　由圖2可以看出：粒徑8×20、8×30、12×40、12×50目炭，隨著粒徑減小，產(chǎn)水中有機(jī)物濃度越低，有機(jī)物去除率越高。這是由于粒徑越小，活性炭相對(duì)比表面積越大，與廢水接觸吸附面積越大,對(duì)有機(jī)物吸附能力越強(qiáng)。

　　3.1.3.2 不同投加量顆粒炭對(duì)工業(yè)廢水反滲透濃水有機(jī)物去除效果

　　由圖3可以看出：在相同的吸附時(shí)間下，隨著投加量的增大，UV254和CODCr處理去除率越高;當(dāng)投加量由1‰增加到5‰時(shí)，去除率增加明顯，但投加量由5‰增加到50‰去除率增加緩慢;投加量20%、50%有機(jī)物去除效果基本一致。這說(shuō)明在一定投加量范圍內(nèi)，隨著活性炭投加量的增加，有機(jī)物去除率逐漸增大，但當(dāng)投加量達(dá)到一定值時(shí)，有機(jī)物的去除率會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定，說(shuō)明活性炭吸附性能不僅與用量有關(guān),還與活性炭的孔徑大小和分布有關(guān)。廢水中可溶性有機(jī)物分子量大小不一，只有當(dāng)活性炭的孔徑分布與芳香族化合物的分子量大小相匹配時(shí)，活性炭才具有高的吸附率和脫除效率。

　　3.1.3.3 不同吸附時(shí)間顆粒炭對(duì)工業(yè)廢水反滲透濃水有機(jī)物去除效果

　　由圖4可知：隨吸附時(shí)間的增加，活性炭對(duì)UV254去除率呈先上升后基本不變或緩慢下降的趨勢(shì)，這是由于開(kāi)始活性炭具有較高的吸附能力，有機(jī)物吸附在活性炭上而從水中去除，隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，活性炭表面被大量的有機(jī)物覆蓋，使得活性炭的吸附能力下降，當(dāng)吸附與解吸速率相等時(shí)，活性炭吸附平衡，此時(shí)去除效率*高。

　　3.2 顆粒炭對(duì)濃鹽廢水去除效果研究

　　本實(shí)驗(yàn)根據(jù)活性炭濾池運(yùn)行參數(shù)：炭水接觸時(shí)間、活性炭投加量，確定活性炭用于濃鹽廢水去除效果。

　　3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料

　　實(shí)驗(yàn)所采用的廢水：內(nèi)蒙古某工業(yè)園區(qū)濃鹽水處理廠廢水。

　　實(shí)驗(yàn)藥劑：顆粒炭(8目×20目)。

　　3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法

　　取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL燒杯中;

　　同時(shí)向500mL燒杯中加入250mL內(nèi)蒙古某工業(yè)園區(qū)濃鹽水處理廠廢水;

　　將燒杯置于攪拌器中攪拌一定時(shí)間，攪拌速度保持不變;

　　攪拌結(jié)束后進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)定濾液(初濾液倒掉)CODCr、UV254;

　　測(cè)定活性炭吸附前水樣CODCr、UV254，計(jì)算CODCr、UV254去除率。

　　3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　由表2可知：在模擬工程參數(shù)條件下，活性炭對(duì)濃鹽水中UV254去除效果大于90.00%、對(duì)CODCr去除效果大于60.00%，說(shuō)明活性炭對(duì)濃鹽水中有機(jī)物具有較好去除效果。

　　4、結(jié)論

　　活性炭對(duì)工業(yè)綜合廢水具有較好的去除效果，其中對(duì)芳香族化合物去除率高達(dá)97.00%;炭水比不同、接觸時(shí)間不同，對(duì)有機(jī)物的去除效果差別較大。

　　活性炭對(duì)共軛結(jié)構(gòu)物質(zhì)以及芳香族物質(zhì)具有較好吸附效果。

　　粒徑8×20、8×30、12×40、12×50目炭，隨著粒徑減小，產(chǎn)水中有機(jī)物濃度越低，有機(jī)物去除率越高。實(shí)際工程中需要根據(jù)水質(zhì)情況進(jìn)行活性炭粒徑的選擇。

　　在相同的吸附時(shí)間下，隨著投加量的增大，UV254和CODCr處理去除率越高;在一定投加量范圍內(nèi)，隨著活性炭投加量的增加，有機(jī)物去除率逐漸增大，但當(dāng)投加量達(dá)到一定值時(shí)，有機(jī)物的去除率會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定。

　　隨吸附時(shí)間的增加，活性炭對(duì)UV254去除率呈先上升后基本不變或緩慢下降的趨勢(shì)。這說(shuō)明活性炭吸附存在最佳吸附時(shí)間，實(shí)際工程需要根據(jù)水質(zhì)情況進(jìn)行活性炭濾罐/濾池的尺寸設(shè)計(jì)。

　　在模擬工程參數(shù)條件下，活性炭對(duì)濃鹽水中UV254去除效果大于90.00%、對(duì)CODCr去除效果大于60.00%，說(shuō)明活性炭對(duì)濃鹽水中有機(jī)物具有較好去除效果。

　　5、展望

　　活性炭深度處理工業(yè)廢水技術(shù)具有使用范圍廣、去除有機(jī)物種類多、去除效果好、受外界影響因素較少等特點(diǎn)，在未來(lái)可被廣泛應(yīng)用。但因活性炭?jī)r(jià)格較高，同時(shí)用于廢水處理的活性炭使用周期短，因此如何高效利用活性炭以及對(duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)行再生、利用是未來(lái)研究的重點(diǎn)。