果壳活性炭在污水水处理中的优点
果壳活性炭在污水水处理中的优点活性炭现在已成为大家非常熟悉并且深受大家推崇的一种吸附剂和净化处理剂,据统计,我国每年排出的工业废水月8*108m3,其中不仅含有氰化物等剧毒成分,而且含有铬、锌等金属离子。废水的处理方法很多,主要有化学沉淀法、电解法和膜处理法等,本文介绍的是活性炭吸附法。活性炭的表面积巨大,有很高的物理吸附和化学吸附功能。因此活性炭吸附法被广泛应用在废水处理中。而且具有效率高,效果等特点。
一、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。活性炭由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为空中,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。
(1)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。 颗粒状的活性炭交割较贵,但可再生后反复使用,并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。
(2)活性炭吸附 活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用,以达到净化水质的目的。
(3)影响活性炭吸附的因素 吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标,吸附能力的大小事用吸附量来衡量的。而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的无质量。在水处理中,吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。 杏活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说,颗粒越小,孔隙扩散速度越快,活性炭的吸附能力就越强。 污水的PH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量,吸附反应通常是放热反应,因此温度低对吸附反应有利。 当然,活性炭的吸附能力与污水浓度有关。在一定的温度下,活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。
二、活性炭在污水处理中的应用 由于活性炭对水的预处理要求高,而且活性炭的价格昂贵,因此在废水处理中,活性炭主要用来去除废水中的微量污染物,已达到深度净化的目的。 (1)活性炭处理含铬废水 铬是电镀中用量较大的一种金属原料,在废水中六价铬随PH质的不同分别以不同的形式存在。 活性炭有非常发达的微孔结构和较高的比表面积,具有极强的物理吸附能力,能有效地吸附废水中的Cr(VI),活性炭的表面存在大量的含氧基团如羟基(-OH)、羧基(-COOH)等,它们都有静电吸附功能,对Cr(VI)产生化学吸附售后服务。完全可以用于处理电镀废水可达到国家排放标准。 试验表明:溶液中Cr(VI)质量浓度为50mg/L,PH=3,吸附时间1.5h时,活性炭的吸附性能和Cr(VI)的支队率远达到佳效果,因此,利用活性炭处理含铬废水的过程是活性炭对溶液中Cr(VI)的物理吸附、化学吸附,化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含铬废水,吸附性能稳定,处理效率高,操作费用低,有一定的社会效益和经济效益。
(2)活性炭处理含氰废水 在工业生产中,金银的湿法提取,化学纤维的生产,炼焦,合成氨,电镀,煤气生产等行业均使用氰化物或副产氰化物,因而在生产过程中必然要排放一定数量的含氰废水。 活性炭用于净化废水一有相当长的砾石,应用于处理含氰废水的文献报道也越来越多,但由于CN、HCN在活性炭上的吸附容量小,一般为3mgCN/gAC~8mgCN/gAC(因品种而异),在处理成本上不合算。
(3)活性炭处理含汞废水 活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能,但吸附能力有限,只适宜于处理含汞量低的废水。如果含汞的浓度较高,可以先用化学沉淀法处理,处理好含汞月1mg/L,高时可达2-3mg/L,然后再用活性炭做进一步的处理。
(4)活性炭处理含酚废水 含酚废水广泛来源于石油化工厂、树脂厂、焦化厂和炼油化工厂。径实验证明:活性炭对苯酚的吸附性能好,温度升高不利于吸附,使吸附容量减小:但升高温度达到吸附平衡的时间缩短。活性炭的用量和吸附时间存在佳值,在酸性和中兴条件下,去除率变化不大;强碱性条件下,苯酚去除率急剧下降,碱性越强,吸附效果越差。
(5)活性炭处理含甲醇废水 活性炭可以吸附甲醇,但吸附能力不强,只是一语处理含甲醇量低的废水。工程运行结果表明,可将混合液的COD从40mg/L降至12mg/L以下,对甲醇的去除率达到93.16%~100%,其出水水质可以满足会用到锅炉脱盐水系统进水的水质要求。 炼油厂的深度处理 炼油厂含有废水,经隔油,气浮和生物处理后,在经砂滤和活性炭过滤深度处理。废水的含酚量从0.1mg/L(经生物处理后)降至0.005mg/L,氰从0.19mg/L降至0.048mg/L,COD从85mg/L降至18mg/L。 随着科学技术的进步和废水处理的特殊要求,活性炭的研究从本身的孔结构和比表面积逐步发展到研究表面官能团对活性炭吸附性能的影响。例如,活性炭纤维(简称ACF)近年来在处理废水方面受到了科研工作者的重视,它的直径一般为5~20um,其制备原理与传统的活性炭制备相同,即将纤维状碳在800°C以上用水蒸气或二氧化碳火花处理。纤维状活性炭的孔隙结构以微孔为主,中孔很少,几乎没有大孔,比表面积可达2500m2//g,具有吸附和脱附速率决,吸附容量大,导电性高等特点。
近,人们发现活性炭不仅有吸附特性,同时表现出催化特性,由此而发展起来的催化氧化法日益受到重视,其研究也在不断深化。为了提高处理效率,从研究催化氧化机理出发,改变活性炭的表面结构,提高活性炭的能力,寻找理想的吸附剂。活性炭正常使用寿命为多少年? 正确配置正常使用4至5年后应脱附再生(这4至5年就是产品正常使用年限或叫再生周期),脱附再生后又可使用4至5年。一件产品无损缺时,可脱附再生3-4次,理论使用寿命可达10多年。 产品对空气会不会产生污染(包括二次污染)? 绝对不会。原因是:
第一、碳元素从原子结构来看,在常温常压下是极其稳定的,不会与其它物质产生化学反应而生成毒性物,即无化学污染;
第二、已吸附的有毒气体在常温常压下不会自动跑到孔外来,所以本身不产生二次污染;第三,产品吸附时不需要任何能源(如电、光、热、化学、生物能源及水源),所以不会产生电磁污染、光污染、催化污染、生物污染。
产品中用的胶粘剂是否有毒? 绝对无毒。原因有二。
第一,所用胶粘剂本身无毒无害;
第二,制成活性炭雕产品后,这些胶粘剂几乎已炭化,甚至活化了,所以不仅无毒而且还能吸附有毒气体。
产品图案表面所加的彩色料是否有毒?是否会降低产品的吸附速度? 产品上所用的是一种硅质彩料,它是无毒的。它不会降低产品的吸附速度。从第9题解答可知,产品的吸附快慢与有毒气体分子在每秒钟内碰撞产品表面的数目有关,碰撞数越多,吸附越快。根据气体分子运动理论,每秒碰在面积为S米2产品上的有毒气体分子数为N=nvs/4=n﹒s,RT/2即N与有毒气体分子数的浓度n,产品与气体接触的面积S,气体温度T,气体的摩尔质量有关。虽然彩色遮盖了活性炭与气体的一部分接触面积,但可用增加雕刻深度以增加面积来弥补。况且,我们要求彩绘的面积应小于总面积的30%,更何况设计产品时在保证重量的同时尽量增大产品的表面积。 产品会不会吸附空气中的水蒸汽?影不影响对有毒气体的吸附功能? 粉末状、颗粒状活性炭表面可能存在羟基、酚基等官能团,使本来疏水性的活性炭具有微弱的亲水性,会影响吸附功能。但因在成块状后再进行了除胶炭化、活化,基本去除了羟基、酚基,使其表面保持疏水性;另方面,即使水分子撞进了孔隙中,因其分子比有毒分子小得多(如水分子的体积只有苯分子体积的1/6),它只能占领有毒气体分子进不去的更小的微孔,当然这不会影响产品对有毒气体的吸附,再者水分子即使碰到了本来应被有毒气体分子占领的较大的微孔,但因水分子太小而能自由跑出,所以也不影响有毒气体分子的进入。总的说来,它虽能吸附一些水分子,但不影响对有毒气体的吸附功能。在此应特别提醒消费者,如果房内相对湿度100%(室内镜面上有水层或水珠)时,因产品表面的*或碳粒能起到凝结核的作用,而使水汽凝成液态水,这就会降低产品强度。为防止此类现象的发生,在闷热潮湿的日子,好用塑料袋密封,暂停使用。 随着时代发展,科技的进步,人们生活水平的不断提高,环保,健康更被人们重视起来,每天吸到清新的空气,喝到纯净的水,已成为人们的向往,对与人口众多,发达繁华的都市来说更是一个遥远的梦。长居久安的房屋,竟也成为人们健康的隐形杀手。解决室内空气污染刻不容缓。活性炭被用于装修污染治理,利用先进的造孔技术将活性炭,使其具备与室内有害气体分子大小相匹配的孔隙结构,专用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有对人体有害的气体及空气中的浮游细菌。具有吸味、去毒、除臭、去湿、防霉、杀菌、净化等综合功能,有效清除室内环境污染,成功的运用与装修污染治理。