酒泉职业技术学院毕业设计(论文)级石油化工生产技术专业题目:活性炭的应用毕业时间:6月学生姓名:王亚兵指导教师:许兴兵班级:08石化(1)班年三月二十日酒泉职业技术学院—届各专业毕业论文(设计)成绩评定表姓名王亚兵班级08石化(1)班专业石油化工生产技术指导教师第一次指导意见章节组织不合理,文献部分未标注,材料组织不合理,语句不通顺,层次不分明,同时,缺乏自己的独立思考及建议.年3月25日指导教师第二次指导意见与上一次相比较,结构层次明确,但格式不符合要求,具体事例未查明确,部分地方表示不清楚,需进一步修改3月30日指导教师第三次指导意见结构合理,但结束语仍需说明活性炭的发展方向,并认真校对排版4月1日指导教师评语及评分态度端正,资料详实,有一定的书写功底,材料处理还能够,有一定的科学性成绩:合格签字(盖章)年月日答辩小组评价意见及评分成绩:签字(盖章)年月日系实节小见学业环导意教毕践指组签字(盖章)年月日学院毕业实践环节指导委员会审核意见签字(盖章)年月日说明:1、以上各栏必须按要求逐项填写2、此表附于毕业论文(设计)封面之后活性炭的应用本文介绍了活性炭在生产树脂及在建筑给水深度处理中的应用,主要对活性炭、活性炭过滤器及活性炭净水技术作了较详细的介绍。
关键词水质标准有机污染活性炭过滤器净水技术目录第一章饮用净水与活碳1一、生活饮用水的水质标准与有机污染的控制1二、活性炭的历史及在净水技术中的作用3第二章活性炭5一、活性炭的分类5二、活性炭的技术要求及建筑给水深度处理中活性炭的选择・・・5三、影响活性炭吸附的因素.8四、活性炭在污水处理中的应用8(―)、活性炭处理含铭废水9(二)、活性炭处理含氧废水9(三)、活性炭处理含汞废水10(四)、活性炭处理含酚废水10(五)、活性炭处理含甲醇废水10第三章活性炭过滤器11一、工作原理11二、预处理三、进水条件四、设置位置五、活性炭的再生第四章其它活性炭净水技术……...……—、渗银活性炭二、臭氧活性炭14三、生物活性炭15四、活性炭纤维...16结束语17论文总结18参考文献19活性炭这种神奇的绿色环保吸附材料能够更广泛地应用到垃圾焚烧、室内空气净化、高速公路隧道以及大城市交经迫密地区的空气治理等新的领域,应当在有效降低其成本的同时,针对特定的场合和目的有针对性地进行改性,使其能够更好地应用于环境治理•活性炭材料具有独特的孔隙结构和表面活性官能团,化学性质稳定,机械强度高,耐酸、耐碱、耐热,不溶于水和有机溶剂,使用失效后能够再生,广泛地应用于环保、化工、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。
第一章饮用净水与活性碳—、生活饮用水的水质标准与有机污染的控制生活饮用水的水质标准与人们的生活水平和身体健康密切相关,是公众关注的热点改革开放以来,中国在经济高速发展、生活水平显著提高的同时,也给水环境带来较大的污染;同时,社会对生活饮用水水质的要求在不断提高中国1959年颁布的第一个生活饮用水水质标准,含有191页水质指标:1976年修订的标准将水质指标增加到23项;当前执行的《生活饮用水水质标准》GB5749-85是根据中国的国增于1985年制定的,正式规定的限量参数为35项1999年7月建设部颁发了行业标准《饮用净水水质标)隹》CJ94-1999,规定的限且参数增加至39项,其中新增的高镐酸钾消耗■(CODcm)与总有机碳(TOC)均是检测有机污染物质的经过中国和国外的生活饮用水水质标准发展过程能够看出,原来的生活饮用水水质标准主要从感观性状、化学毒性学、细菌学等指标来制定的;工业现代化在近几十年中迅速发展,城市化和人口增长特别是化学工业高速发展,人工合成的化学物质总数已超迫4万种,且以每年上千种新物质被合成的速度递增,这些化学物质中的相当大的一部分经过人类的活动进入水体,在繁多的化学物质中,有机污染物的数量和浓度占绝大多数,不少有机化合物对人体有急性或慢性、直接或间接的三致作用(致癌、致突变、致畸)o因此,在生活饮用水水质标准中增加对这些有机化合物含色的限制是必要的。
同时,60年代国外发现用氯消毒产生的副产物对人体有危害以后,许多学者又进行了人工合成的化学物质对人体健康危害的研究:在人们密切关注二致物质危害的同时,近年来经迫对内分泌紊乱的原因分析研究,认识到人造化学物质还可能正在严重破坏人和野生动物的激素;过去曾认为低水平污染是安全的,现在则认识到低水平的污染也将危害我们的健康;在已确定的50种据认为可影响内分泌系统的化学物质中,约有一半是氯化物(如二恶英、多级联苯等)、杀虫剂、滴滴涕中国是一个地域辽阔的发展中国家,虽然各地经济发展速度不一,但现在大中型城市己基本具有完备的城市集中供水系统,自来水的浊度、余氯、细菌总数与总大肠菌群等均能达标,水传播的疾病己被完平控制可是城市自来水厂常规的混凝、沉淀与过滤工艺对受到污染水源只能去除水中20%-30%的有机物,常规处理出不能有效地解决地面水源中普遍存在的氨氮问题,当采用折点加氯来控制水中的氨氮和获得必要的活性余氯时,由此产生的处理方法,将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物加以去除,保证和提高饮用水质当前,中国在建筑给水的深度处理中,活性炭技术被广泛应用二、活性炭的历史及在净水技术中的作用活性炭在初期主要应用使粉炭在糖业中逐步代替了原来的骨炭。
在20世纪20年代的第一次世界大战中出现的颗粒大量应用于防毒面具这是工业化学史辉煌的一页当时荷兰的Norit和捷克斯洛伐克、德国=法国=瑞士等国的制造商和批发商曾成立一个联合公司,说明在欧洲萌芽的活性炭也是广为看好的新兴产业经过防毒面具应用的推动,活性炭历史进入了第二阶段,活性炭市场不断扩大,活性炭的吸附和催化功能在众多行业的精制、回收、合成上的应用陆续开发,美国等的活性炭厂陆续开设在20世纪中叶不断拓展应用面的活性炭,被视为”万能吸附剂”1927年美国芝加哥自来水厂发生了广大居民难以接受的自来水恶臭事故,这是由于原水中的苯酚和消毒用的氯生成异臭所致德国等地的自来水厂也发生了同样的事故,这些事故都是用活性炭来解决的此后,随着环境保护日益受到重视,政府法令的日趋严格活性炭不但在净水方面,而且在净气等方面的用量剧增,使得在20世纪的后半叶,环保产业成为活性炭应用的大户活性炭可去除水中嗅和味、色度、余氯、胶体、有机物(合成洗涤剂、农药、除草剂、杀虫剂、合成染料、三卤甲烷、卤乙酸、内分泌干扰物如邻苯二甲酸酯PAES等)、重金属(如汞、银、镉、铭、铅、镣等等)、放射性物质等,是净水器中使用最早、最广泛实用的净水材料。
不但一般活性炭净水器,在家用反渗透纯水机,以及多数超滤、陶瓷、KDF、UV等净水器中,都会用到活性炭活性炭和KDF都能去除水中余氯,但KDF和氯反应生成锌离子(Z/+),可能会导致水中锌超标,而用活性炭除氯则没有这类担心活性炭在活化过程中形成大量的各种形状的细微孔,构成了巨大的具有吸附作用的表面积,其比表面积为500-1200m2/g,比表面积越大,吸附效果越好第二章活性炭活性炭是一种经特殊处理的炭,具有无数细小孔隙,表面积巨大,每克活性炭的表面积为500-1500平方米活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能,而且还具有解毒作用解毒作用就是利用了其巨大的面积,将毒物吸附在活性炭的微孔中,从而阻止毒物的吸收同时,活性炭能与多种化学物质结合,从而阻止这些物质的吸收一、活性炭的分类在生产中应用的活性炭种类有很多一般制成粉末状或颗粒状粉末状的活性炭吸附能力强,制备容易,价格较低,但再生困难,一般不能重复使用颗粒状的活性炭价格较贵,但可再生后重复使用,而且使用时的劳动条件较好,操作管理方便因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭5二、活性炭的技术要求及建筑给水深度处理中活性炭的选择检测活性炭产品有较多技术指标。
如碘吸附值、耐磨强度、比表面积、灰分、PH值等,现就其中主要的几个指标介绍如下就吸附值(简称碘值),它是炭在定量浓度的碘溶液中,及规定的条件下,每克炭吸附碘的毫克数,它可用于鉴定活性炭对直径小于2nm的吸附质分子的吸附能力,且由此数值的降低值确定活性炭的再生周期与之相类似的还有亚甲蓝吸附值、苯酚值等,它们用以鉴定活性炭对直径2一lOOnm的吸附质分子的吸附能力耐磨强度(简称强度),用百分数表示,强度越高,表示活性炭颗粒越不易破碎,在吸附过程中不易泄漏破碎炭国标GB/T7701.4-1997«净化水用煤质颗粒活性炭》中,详细列出了煤质颗粒活性炭的技术指标,如:孔容积应大于O.65mL/g,比表面积应大于900—1049mg/g,苯酚吸附值应大于140mg/g等而碘吸附值、亚甲蓝吸附值、灰分和装须密度等技术指标的不同,可区分优级品、一级品或合格品例如,碘吸附值大于1050mg/g的为优级品,900^1049mg/g的为一级品,800—899mg/g的为合格品在建筑给水深度处理中常见的活性炭品种有果壳炭和煤质炭,果壳炭的生产原料有杏核、椰子壳、核桃壳等;煤质炭的生产原料有无烟煤、烟煤、褐煤等。
近年来,揶壳炭由于具有最小的孔隙半径,比表面积大,碘值高,被认为是”最好的炭”,在饮用净水行业使用广泛但我们经迫分析椰壳炭孔隙的孔径分布能够知道:椰壳炭的孔隙中微孔所占的比例较高,而作为扩散通道的大孔和吸附大分子有机物的过渡孔所占比例较低,因此煤质炭的碘值可能很高而实际应用中这些吸附容量并未充分利用而椰壳炭的原料来源有限,其价格几乎是所有炭种中最昂贵的从性能价格比来说,椰壳炭不够经济煤质活性炭具有较多的迫渡孔和较大的平均孔径,能较有效地吸附去除水中分了量较大的有机物在原水水质不够稳定,水中有机物的组成情况经常变化时,能较好地发挥吸附效能煤质炭的机械强度较高,价格也较便宜,因此,在建筑给水深度处理中,煤质炭是较为经济适用的炭种还应注意的是,同样是煤质炭,用于建筑给水深度处理中,应选择以无烟煤为原料的炭其次是客观地看待活性炭的各项技术指标例如碘值并非是越高越好,碘值反映的是活性炭比衷面积的大小,但由于防分子直径仅0.532nm,能够全部进入活性炭的孔隙中,而水中有机物分子直径比队分子大得多,不能完全进入活性炭所有的孔隙中去因此破值虽然在一定程度上反映了活性炭的吸附能力,但在选择建筑给水深度处理用活性炭时.不能片面追求过高的碘值,因为碘值提高—个档次,发的价格会提高较多,而吸附效果却不一定提高或提高很少,这同样降低了其性能价格比。
苯酚吸附值、亚甲蓝吸附值等评价指标相对于碘值来说,较能反映活性炭吸附去除水中有机物能力的大小,但由于苯酚和亚甲蓝仍是单一的化合物,与水中的有机物分子了相比,其分子直径仍较小,故它们仍不能确切表示活性炭吸附去除水中有机物能力的大小日前,有学者正在研究探索一种新的技术指标,以某种大分子物质代替碘或苯酚等对活性炭的吸附能力进行测试,希望比现在常见的指标更能准确地反映活性炭吸附水中有机物的能力我们还应注意活性炭吸附性能的衰减曲线在建筑给水深度处理中,根据原水的污染使况测试活性炭的吸附件能,当衰减较慢,即衰减曲线较平缓时,该种活性炭的再生周期就长,从经济性和方便管理考虑,平缓的衰减曲线甚至比新炭的性能更值得重视由于活性炭产品种类繁多,性能差异较大,而且不同类型的活性炭对不同的有机物吸附作用不尽相同我们在选择活性炭品种时不但应注意上述各项技术指标,还应注意分析原水中的微污染成分并掌握其随季节的变化规律可靠的方法是用原水对几个炭种进行吸附性能试验比较,选择吸附容量大,出水水质合格稳定,再生周期长的炭种,在满足出水水质的基础上,兼顾。