徐瑞萍
活性炭是一種黑色多孔的固體吸附劑。早期由木材、硬果殼或獸骨等經(jīng)炭化、活化制得,后來加入煤的組分或者均勻的煤粒炭化、活化制的。主要成分為碳(含量為87-97%),并含少量氧、氫、硫、氮、氯等元素,還有少量無機礦物質(zhì)。
活性炭吸附主要包括物理吸附、化學(xué)吸附、氧化、催化氧化和還原等性能去除水中污染物的水處理方法。活性炭最早用于去除生活用水的臭味。沼澤水常帶土味,湖泊和水庫水常帶藻類形成的臭味,用活性炭處理最為有效活性炭能去除水中產(chǎn)生臭味的物質(zhì)和有機物,如酚、苯、氯、三鹵甲烷等。此外,對廢水中含重金屬銀、鎘、、銻、砷、汞、鉛、鎳等離子也有吸附能力。
1、改性活性炭處理含油廢水
劉宏菊等改進了活性炭對含油廢水的處理,采用溶膠-凝膠法制備活性炭負載型的TiO2復(fù)合光催化劑,處理華北油田采油廢水,光照80min,COD的去除率可達65.3%,采油廢水中大多有機物都得到不同程度的降解,光催化性能較好。
2、焦化廢水的處理
尚會建等用活性炭催化臭氧化處理模擬廢水,設(shè)置最初模擬廢水為氨氮質(zhì)量濃度為35mg/LpH為11.0的條件下,實驗發(fā)現(xiàn),活性炭加入10g/L,臭氧流量為30mg/min,反應(yīng)90min后,氨氮去除率可達97.6%,處理后的模擬廢水氨氮濃度可下降至0.84mg/L甚至更低。活性炭可重復(fù)使用5次,且氨氮去除效率變化不大。
楊德敏等通過實驗研究發(fā)現(xiàn):臭氧-活性炭聯(lián)合工藝可較好的處理焦化廢水,其中活性炭投加量、臭氧投加量以及待處理溶液的初始濃度對實驗影響較大,溶液初始 pH 值為 10.25、臭氧投加量為 7.5 mg /min、活性炭投加量50 g /L、反應(yīng)時間為30 min 時,為最佳條件。在該條件下處理焦化廢水,經(jīng)處理出水 COD 由 145. 36 mg /L降至 38.50 mg /L,去除率達到 73.51%。實驗自制活性炭,穩(wěn)定性好,可反復(fù)使用10次之多,COD去除率僅降低了 2.66%。
曲曉萍等活性炭處理焦化廢水時,聯(lián)合微波輻射技術(shù),研究反應(yīng)最佳條件,結(jié)果表明3g活性炭與50mL焦化廢水混合,在微波輻射功率700W,處理6min,廢水中COD去除率可達77%。該方法改變了傳統(tǒng)廢水處理方式,使處理方法變得簡易有效,而且處理時間短,所需設(shè)備簡單,操作方便。
3、改性活性炭處理高鹽廢水
易 斌等在 Fenton 試劑體系中引入活性炭,即將活性炭吸附和Fenton 氧化耦合,處理高鹽有機廢水,實驗表明,單獨使用活性炭處理高鹽廢水時,在 pH =6.0,活性炭投加量為 9.0g /L,吸附時間為 60min 條件下,COD 去除率最大,達到47.5% ,再經(jīng)Fenton 氧化處理,在 FeSO4 ·7H2O 投加量為 3. 0 g /L,H2O2 投加量為 4. 7 g /L,反應(yīng)時間為 30 min 條件下,COD 去除率最大,達到 84. 4%。采用活性炭吸附-Fenton 氧化聯(lián)合處理高鹽 有機廢水效果很理想,聯(lián)合處理后,廢水 COD 由初始濃度 13650 mg /L 降至560 mg /L,去除率達到 95. 9% ,是處理高鹽廢水的一種有效方法。
4、改性活性炭鐵吸附劑處理含鉻、銅、鉛廢水
改性活性炭鐵吸附劑處理含鉻電鍍廢水
王雨等為解決普通活性炭處理含鉻電鍍廢水吸附速度慢、容量小的問題,用錳鹽對活性炭進行改性,可提高在弱酸環(huán)境下的吸附能力,加入少量的鐵屑,有助于活性炭在酸性條件下對廢水中 Cr(Ⅵ)的吸附與轉(zhuǎn)化。通過實驗發(fā)現(xiàn),對預(yù)處理后含鉻質(zhì)量濃度在 8.8 mg/L 以下的電鍍廢水,改性活性炭鐵吸附劑能在 pH 為 6~7、 接觸時間為 1.5 h 實現(xiàn) 90%以上的總鉻去除率。
改性活性炭處理含銅廢水
呂 游等利用乙二胺四乙酸二鈉( EDTA-Na2 )對煤質(zhì)活性炭進行改性,用以提高廢水中Cu2+的去除效率。實驗表明,在 124℃、0.14 MPa 的條件下,利用 0.05 mol /L 的 EDTA-Na2 溶液改性處理煤基活性炭,當固液比 1 :10、浸漬時間 40 min 時,所得活性炭處理模擬的含銅廢水,活性炭吸附能力明顯增強,Cu2+去除率從未改性前的為 60.9%提高至90.8%。
活性炭處理含鉛廢水
劉延慧研究了活性炭對含鉛廢水的處理情況,研究發(fā)現(xiàn),在pH5.0-6.0時,質(zhì)量濃度在100mg/L以內(nèi),廢水鉛含量與活性炭的比例為1:400,接觸反應(yīng)80min,鉛離子的去除率可達99%,去除效果較好。
小 結(jié)
隨著社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展,工業(yè)廢水產(chǎn)生量越來越多,廢水的成分非常復(fù)雜,環(huán)境容量有限,環(huán)保要求越來越嚴格,廢水的達標排放成為企業(yè)亟待解決的問題?;钚蕴课阶鳛橐环N高效、清潔的廢水凈化手段,應(yīng)用范圍在進一步的擴大。通過不同實驗條件改進活性炭使其用于處理含油廢水、高鹽廢水、焦化廢水、含鉻、銅、鉛廢水等。但實際應(yīng)用還存在一定的問題,如生產(chǎn)工藝欠缺或不完善,導(dǎo)致產(chǎn)量供不應(yīng)求。面對這些問題,希望專家學(xué)者積極探索的相關(guān)問題,不斷研發(fā)全新的活性炭制造及應(yīng)用工藝,從而更好的發(fā)揮其凈化效果。
參考文獻:
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