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1、活性炭在废水处理中的应用T- -5-1刖言由于大量污水的排放，我国的许多河川、湖泊等水域都受到了严重的污染。水污染防治已成为我国最紧迫 的环境问题之一。水污染的处理有多种方法，其中吸附法是采用多孔性的固体吸附剂，利用同一液相界面 上的物质传递，使废水中的污染物转移到固体吸附剂上，从而使之从废水中分离去除的方法。具有吸附能 力的多孔固体物质称为吸附剂。根据吸附剂表面吸附力的不同，可分为物理吸附、化学吸附和离子交换性 吸附。在废水处理中所发生的吸附过程往往是几种吸附作用的综合表现。废水中常用的吸附剂有活性炭、 磺化煤、沸石等。本文暂且讨论活性炭在废水处理中的应用2活性炭吸附法处理各种废水2.1活性
2、炭吸附法处理印染废水2.1.1萃取一活性炭吸附法处理DMF废水1N,N-二甲基甲酰胺（DMF）是一种常用的化工熔剂，被广泛应用于聚氨酯合成革工业及医药、农药等行业。 由于DMF在制革生产中被大量用作熔剂使用，生产所排放的废水中含有较高浓度的DMF。处理DMF废水的方法有：活性炭吸附一二氯甲烷再生法、化学水解法和生化法。化学水解法与生化法都 只是破坏DMF而没有回收DMF，处理成本较高，尤其不适用于处理较高浓度的DMF废水。对于高浓度 DMF（近100g/L）的制革废水，目前工厂多采用直接精馏处理，分离DMF与水，回收的DMF回用于生产。 但该法能耗较高，当废水中DMF浓度较低（如小于50g/L
3、）时，回收成本将大幅度增加。清华大学核能技术设计研究院采用熔剂萃取一活性炭吸附法，处理制革厂的高浓度DMF废水（DMF质量 浓度为93.4g/L），用三氯甲烷（CHC13）萃取废水中的DMF，萃取液经精馏分离回收DMF和萃取剂。研 究了 CHC13对DMF的萃取效果、活性炭对萃余液的动态吸附性能、用熔剂CH2C12再生活性炭的效果和 反复再生后活性炭的吸附效能。结果表明，用CHC13 5级逆液萃取后，萃余液中的DMF降到1.33g/L，萃 取率达96.8%。萃取液经精馏分离回收CHC13和DMF。萃余液经活性炭吸附后COD可降到100mg/L以下。 精馏过程的能耗及设备投资大大降低，全过程的总
4、投资与老方法相当，而成本降低50%左右。经CHC13 萃取后的制革废水用活性炭吸附法深度净化处理，出水达国家一级排放标准。饱和活性炭经CH2C12洗脱、 160C空气活化后，其吸附性能和数量基本不变，可反复使用。2.1.2活性炭吸附法处理染料废水纺织工业的发展带动了染料生产的发展。调查表明,全世界每年生产的染料超过70万吨，其中的2%直接进 入水体以废水的形式排出,10%在随后的纺织染色过程中损失2,3。染料废水成分复杂，水质变化大，色度 深，浓度大，处理困难.染料废水的处理方法很多，主要有氧化、吸附、膜分离、絮凝、生物降解等。这些 方法各有优缺点，其中吸附法是利用吸附剂对废水中污染物的吸附作
5、用去除污染物.吸附剂是多孔性物质， 具有很大的比表面积.活性炭是目前最有效的吸附剂之一，能有效地去除废水的色度和COD.活性炭处理染 料废水在国内外都有研究4,5，但大多数是和其它工艺耦合，其中活性炭吸附多用于深度处理或将活性炭 作为载体和催化剂6,7，单独使用活性炭处理较高浓度染料废水的研究很少。活性炭对染料废水有良好的脱色效果.酸性品红废水的脱色最容易,碱性品红废水次之，活性黑B 133废水最 难.染料废水的脱色率随温度的升高而增加，pH值对染料废水的脱色效果没有太大的影响。在最佳的吸附 工艺条件下，酸性品红、碱性品红和活性黑B 133染料废水的脱色率均超过97%，出水的色度稀释倍数不大
6、于50倍，COD小于50mg/L，达到国家一级排放标准。考虑到分离出的活性炭仍具有部分吸附能力，而且 活性炭价格贵。因此，可以利用这些活性炭处理染料废水使其达到较低的中间浓度，然后再用新的活性炭 使处于中间浓度的染料废水达到排放标准，以便减小成本8。工程实际案例分析：活性炭处理含铬废水处理技术关键词：含铭废水 来源危害 处理方法一、电镀废水的来源：1、清洗：为了防止电镀过程中对下一种溶液的污染，避免溶液的成分或叫值等的变化，保 证镀件的使用性能，避免在制件上生成难以除去的物质，所以要进行清洗。而清洗是电镀废 水的最主要来源。2、镀液过滤，为了保证镀液性能及镀层质量，必须保证镀液的清洁，所以要进
7、行镀液的过 滤。3、在电镀操作过程中，常带有镀液及处理液的带出，由于挂具设计不合理、装挂方式不考 究、操作时不在槽子上方停留，增加镀液的带出量。4、溶液的废弃：在电镀生产过程中所采用的许多溶液都有一定的寿命，要对溶液进行更换。二、电镀废水的危害：酸碱废水：排水江河危害水中微生物的生活，而影响水质，排入农田会破坏土壤的团粒结构 影响土壤肥力及透力、蓄水性，影响农作物的生长，鱼类、牲畜等食用了酸碱费水，对其肉 质、乳汁将产生影响，危害人体健康，渗入地下后，影响工业生产。含氰废水：氢氰酸和氰化物能通过皮肤、肺、胃，特别是从粘膜呼吸进入体内，与三价铁离 子络合和含铁呼吸酶结合，引起组织的呼吸麻痹，造成
8、窒息死亡。含铭废水：含铭废水可以有致癌的作用，对人体的皮肤有危害，对呼吸系统有损害作用。三、处理方法：化学法处理含铭废水：1、沉淀法：是使溶液中含有的离子状物质变为新的固体物而分离出去的方法。2、氧化还原法：在化学反应中若发生了电子的转移，即原子或离子的氧化数发生了变化则 为氧化还原法。工艺流程图：化学还原法处理含格废水有槽内处理、间歇处理、连续处理和气浮处理4种方式。这里 以间歇处理为主。间歇处理工艺流程：反应池容积一般按24h的废水量设计，反应池设有空气搅拌或水力、机械搅拌，投药方式 采用干投，反应池设有两格，交替使用。化学还原法其它工艺：化学法综合处理流程:含氤化锌废水反应* 凝聚沉淀
9、X含氤化铜废水 反应* 凝聚沉淀 再利用含酸碱废水十PH调整酸性镀铜废水一凝聚沉淀f 再利用铝氧化、镀锡废水一 PH调整含镍废水* PH调整 *凝聚沉淀冒锌污泥 Ai:II I铜污泥：铁污泥 ix:冶炼锌|冶炼铜冶炼铁钝化、镀铂废水*集水槽*亚硫酸氢钠法一凝聚沉淀镍冶炼1铭冶炼回收FeSO4 点铭污泥酸洗废水*集水槽 旷二 !_ 中和回收铜盐3、电解法：电解法处理工艺流程图，其中调节池的有效容积按不小于2h的平均流量计算。车间含铭废水:电解法处理含格废水的工艺参数:废水pH值。电解后含格废水的pH值的提高程度与电解前废水中的Cr6+浓度和废水离子 的组分有关。Cr6+浓度越高，pH值提高得越多
10、，一般电解后pH值提高广4。实践表明，原水 的pH值低虽对电解有利，但对氢氧化物的沉淀不利。一般电镀厂的含格废水的PH值为4 6.5,电解后为68.因此，电解法处理含格废水一般不需调整废水的pH值。电解槽极板间距。电解除格装置的电解槽极板间距多数为为10mm，也有采用5mm或20mm 的。减少极板间净间距能降低极板间的电阻，使电能消耗降低，并可不用食盐。但考虑到安 装极板的方便，极距（净距）一般采用10mm。阳极钝化和极板消耗。为避免阳极钝化，可采用电流换向、投加食盐、降低PH值和提 高电极间的水流速度等措施来实现。阳极耗铁量主要与电解时间、pH值、食盐浓度和阳极 电位有关。当PH值为35、C
11、r6+质量浓度为50mg/L时，铁极板消耗量Fe: Cr6+ （质量比） 为（22.5）： 1。铁极板的消耗量还与实际操作条件有关。3.1.1.4电流换向。为了避免阳极钝化，电解槽的电极电路一般按两极换向设计。电极换向 除能减少钝化作用外，还可使极板均匀消耗。因此，设计电解装置时应考虑设计电极换向装 置。电极换向间隔时间可按水中含格浓度、极板布置情况及是否投加食盐等具体情况确定， 一般以没15min 一次为宜。投加食盐。电解时在水中投加食盐以增加水的电导率，使电压降低，电能消耗减少。食盐中氯离子还可活化铁阳极，减少钝化。投加食盐量一般按0.5g/L计算。法其他工艺食盐.11 11-.11-I含
12、铭废水 贮池 E膈电解槽I沉淀池清水净水排放或或用|过滤池污泥干化场污泥收集|4、活性炭吸附法：活性炭吸附法处理含铬废水的工艺流程如图:镀件方向补给水渡槽回收槽活性炭吸附处理含铬废水的工艺参数：活性炭吸附处理的工艺参数包括pH值、吸附容量、炭层高度、滤速和阻力损失等。pH值：pH值是活性炭吸附处理含铬废水的主要工艺条件，一般控制pH =3.54.5。当pH2时，活性炭将Cr6+全部还愿为Cr3+，活性炭对Cr3+无吸附作用；当pH =812时，活性炭对Cr3+几乎不吸附。吸附容量：活性炭的工作吸附容量和饱和吸附量，是指对某一选定的炭层高度，在一定的工作条件下出水分别达到控制标准和出水中Cr6+
13、浓度达到进水浓度的90%95%时，单位吸附剂所能吸附水中Cr6+的质量。一般平均工作吸附容量q=1020g/L，饱和吸附容量q饱=30g/L。炭层高度：炭层高度一般采用34m。吸附设备的高度可以分段，串联工作，以便于制造、安装。炭层上部应有0.20.3m的空间高度。滤速和阻力损失：活性炭吸附处理含铬废水的滤速为1012m/h。废水通过1m活性炭层（床）的阻力损失为0.60.7m。5、二氧化硫法：采用而氧化硫作还原剂处理高浓度大流量的含格废水，除格效果良好，进水的六价格质量浓 度为90.0430.8mg/L，经还原、沉淀处理后，出水中六价格质量浓度在0.5mg/L以下。根 据废水性质及排水要求，
14、可采用三级还原、中和、反应、沉淀的工艺流程，沉淀后的污泥浓 缩池浓缩后进压滤机脱水，干污泥外运。工艺流程:尾I气吸I 收I塔:碱液 III III, 碱液k ；废水 ！NaOH溶液含铭废水是调节池 *还原罐贮水槽还原罐 ：贮水槽旧还原罐 旧中和槽发生炉 III III III 干污泥外运 III III III III IIIH 压滤机 村-日浓缩池!,Ill III III III 其他工艺处理含铭电镀废水：粉煤灰活性炭处理含铭电镀废水据统计，我国每年排出的电镀废水约为40x108m39,其中不仅含有氤化物等剧毒成分，而且含有铭、锌、铜、 镍等金属离子。铭是电镀中用量较大的一种金属原料，在废水中六价铭随pH值的不同分别以CrO2-4,HCrO-4, Cr2O2-7等形式存在。研究发现,六价铭有致癌的危害，其毒性比三价铭强100倍。含铭电镀废水的处理方法 很多，主要有化学沉淀法、活性炭法、电解法和膜处理法等活性炭法中以粉煤灰活性炭为吸附剂、还原剂对 含Cr （用）的电镀废水进行了处理。pH值对吸附量和去除率有较大影响,pH值为3左右时吸附量达到最大,Cr （用）去除效果最好,pH值过高或 过低时，粉煤灰活性炭对Cr （用）的吸附能力较低。吸附时间对吸附量和去除率有一定的影响，随着时间延长，吸附量和去除率均增大，当时间为1.5 h时,吸附基
