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1、活性炭在廢水處理中的應用李佶祺(華南師范大學化學與環(huán)境學院0224024311)摘要:廢水中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、沸石等,其中活性炭在廢水處理中應用廣泛,包括用活性炭吸附法處理印染廢水、粉煤灰活性炭處理含鉻電鍍廢水、活性炭吸附法處理制革廢水等。關鍵詞:活性炭廢水吸附1 前言由于大量污水的排放,我國的許多河川、湖泊等水域都受到了嚴重的污染。水污染防治已成為我國最緊迫的環(huán)境問題之一。水污染的處理有多種方法,其中吸附法是采用多孔性的固體吸附劑,利用同一液相界面上的物質傳遞,使廢水中的污染物轉移
2、到固體吸附劑上,從而使之從廢水中分離去除的方法。具有吸附能力的多孔固體物質稱為吸附劑。根據(jù)吸附劑表面吸附力的不同,可分為物理吸附、化學吸附和離子交換性吸附。在廢水處理中所發(fā)生的吸附過程往往是幾種吸附作用的綜合表現(xiàn)。廢水中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、沸石等。本文暫且討論活性炭在廢水處理中的應用2活性炭吸附法處理各種廢水2.1活性炭吸附法處理印染廢水2.1.1萃?。钚蕴课椒ㄌ幚鞤MF廢水[1]N,N-二甲基甲酰胺(DMF)是一種常用的化工熔劑,被廣泛應用于聚氨酯合成革工業(yè)及醫(yī)藥、農藥等行業(yè)。由
3、于DMF在制革生產中被大量用作熔劑使用,生產所排放的廢水中含有較高濃度的DMF。處理DMF廢水的方法有:活性炭吸附-二氯甲烷再生法、化學水解法和生化法?;瘜W水解法與生化法都只是破壞DMF而沒有回收DMF,處理成本較高,尤其不適用于處理較高濃度的DMF廢水。對于高濃度DMF(近100g/L)的制革廢水,目前工廠多采用直接精餾處理,分離DMF與水,回收的DMF回用于生產。但該法能耗較高,當廢水中DMF濃度較低(如小于50g/L)時,回收成本將大幅度增加。清華大學核能技術設計研究院采用熔劑萃?。钚蕴?/p>
4、吸附法,處理制革廠的高濃度DMF廢水(DMF質量濃度為93.4g/L),用三氯甲烷(CHCl3)萃取廢水中的DMF,萃取液經精餾分離回收DMF和萃取劑。研究了CHCl3對DMF的萃取效果、活性炭對萃余液的動態(tài)吸附性能、用熔劑CH2Cl2再生活性炭的效果和反復再生后活性炭的吸附效能。結果表明,用CHCl35級逆液萃取后,萃余液中的DMF降到1.33g/L,萃取率達96.8%。萃取液經精餾分離回收CHCl3和DMF。萃余液經活性炭吸附后COD可降到100mg/L以下。精餾過程的能耗及設備投資大大降低
5、,全過程的總投資與老方法相當,而成本降低50%左右。經CHCl3萃取后的制革廢水用活性炭吸附法深度凈化處理,出水達國家一級排放標準。飽和活性炭經CH2Cl2洗脫、160℃空氣活化后,其吸附性能和數(shù)量基本不變,可反復使用。2.1.2活性炭吸附法處理染料廢水紡織工業(yè)的發(fā)展帶動了染料生產的發(fā)展。調查表明,全世界每年生產的染料超過70萬噸,其中的2%直接進入水體以廢水的形式排出,10%在隨后的紡織染色過程中損失[2,3]。染料廢水成分復雜,水質變化大,色度深,濃度大,處理困難.染料廢水的處理方法很多,3
6、主要有氧化、吸附、膜分離、絮凝、生物降解等。這些方法各有優(yōu)缺點,其中吸附法是利用吸附劑對廢水中污染物的吸附作用去除污染物.吸附劑是多孔性物質,具有很大的比表面積.活性炭是目前最有效的吸附劑之一,能有效地去除廢水的色度和COD.活性炭處理染料廢水在國內外都有研究[4,5],但大多數(shù)是和其它工藝耦合,其中活性炭吸附多用于深度處理或將活性炭作為載體和催化劑[6,7],單獨使用活性炭處理較高濃度染料廢水的研究很少?;钚蕴繉θ玖蠌U水有良好的脫色效果.酸性品紅廢水的脫色最容易,堿性品紅廢水次之,活性黑B13
7、3廢水最難.染料廢水的脫色率隨溫度的升高而增加,pH值對染料廢水的脫色效果沒有太大的影響。在最佳的吸附工藝條件下,酸性品紅、堿性品紅和活性黑B133染料廢水的脫色率均超過97%,出水的色度稀釋倍數(shù)不大于50倍,COD小于50mg/L,達到國家一級排放標準。考慮到分離出的活性炭仍具有部分吸附能力,而且活性炭價格貴。因此,可以利用這些活性炭處理染料廢水使其達到較低的中間濃度,然后再用新的活性炭使處于中間濃度的染料廢水達到排放標準,以便減小成本[8]。2.2粉煤灰活性炭處理含鉻電鍍廢水據(jù)統(tǒng)計,我國每年
8、排出的電鍍廢水約為40×108m3[9],其中不僅含有氰化物等劇毒成分,而且含有鉻、鋅、銅、鎳等金屬離子。鉻是電鍍中用量較大的一種金屬原料,在廢水中六價鉻隨pH值的不同分別以CrO2-4,HCrO-4,Cr2O2-7等形式存在。研究發(fā)現(xiàn),六價鉻有致癌的危害,其毒性比三價鉻強100倍。含鉻電鍍廢水的處理方法很多,主要有化學沉淀法、活性炭法、電解法和膜處理法等活性炭法中以粉煤灰活性炭為吸附劑、還原劑對含Cr(Ⅵ)的電鍍廢水進行了處理。pH值對吸附量和去除率有較大影響,pH值為3左右時吸附量達到最大,