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如何利用颗粒活性炭吸附法深度处理煤化工废水!

作者:天旭活性炭 时间:2015-02-21 来源:本站原创
摘要:我们采用颗粒活性炭吸附法对煤化工废水尾水进行了处理。

       我国是一个水资源匮乏的国家,人均水资源占有量只有世界平均水平的四分之一。

       随着工业化进程的加速和人们生活水平的不断提高,人们对水的需求量不断增加,同时,我国每年几百亿吨的工业废水和生活污水的排放,加剧了我国水资源和水环境的污染化程度。

       通过保护水资源,处理污染水资源及加强综合利用的问题,才能解决水资源不足的问题,减少污染物排放量,减轻污染物对环境的污染,最终从根本上解决水资源的供需问题。

       煤化工废水是一种含有多种有机物,如腐殖酸、酚、酮、苯、酯类以及萘等,可生化性非常低,是难降解的典型有毒工业废水。

       废水经预处理和生物处理后,水中残余物中依然存在着少量的有毒难降解物质,并且有一定的色度,达不到相应的排放标准。

       我们采用颗粒活性炭吸附法对煤化工废水尾水进行了处理。

1.试验材料和方法

1.1实验用水

       煤化工废水水质为COD = 120 ~ 150 mg / L,NH4+- N=5~6 mg/L,TP=1~2 mg/L,pH=7.4~7.6,色度为200 倍左右。

1.2试验分析方法

       COD:重铬酸钾法;NH4+- N:纳氏试剂分度法;

       TP:钼锑抗分光光度法;

       色度:稀释倍数法;

       pH值:酸度计。

活性炭技术指标

       活性炭技术指标如表1所示。

表1 活性炭特性参数
 
指标 规格 指标 规格
形状 不规则颗粒 真比重/(g·cm-3) 2.2
粒度/ 目 5~10 颗粒比重/(g·cm-3) 0.8
机械强度/% >90 堆积重/(g·L-1) 700~720
水分/% <6 总孔容积/(cm3·g-1) 0.80
碘量/(mg·g-1) 650~700 微孔容积/(cm3·g-1) 0.40
亚甲兰值/(mg·g-1) >100 比表面积/(cm2·g-1) 900

 
2.试验结果与讨论

2.1 活性炭投加量与出水色度的关系

       为了确定活性炭的最佳投加量,取1 L 原水于烧杯中,分别按2 500、5 000、10 000、20 000、30 000、40 000、50 000、60 000、70 000、80 000mg/L 的投加量向废水中投加活性炭,使用电磁搅拌器搅拌,转速为400 r/min,搅拌1 h后停止,测量烧杯中的色度。测定结果如图1 所示。
 

       由图1可知,当活性炭投加量在60 000 mg/L时,其出水色度可低至50 倍,达到综合污水一级排放标准,说明此时活性炭投加量已经合适。

2.2 活性炭投加量与吸附效率的关系

       本实验取4个系列研究活性炭投加量与吸附效率的关系。系列1~ 系列4 投加活性炭量为分别20000、4000、60 000 mg/L 和80 000 mg/L,电磁搅拌器搅拌,转速为400 r/min。测定结果如图2 所示。
 

       由图2 可知,活性炭投加量为20 000 mg/L 时,在45~60 min 的色度去除速率比30~60 min 的色度去除率大,所以该吸附时间是必需的。活性炭投加量>40 000 mg/L 时,两段去除速率基本相同,故可以在与其他有效工艺适合的情况下相结合,从而可以缩短吸附时间,以达到提高处理效率的目的。

2.3 活性炭的吸附饱和

       活性炭吸附有效时间即活性炭的达到饱和的时间。取玻璃柱加入活性炭,炭柱高2 m,柱面面积113 cm2,相当于活性炭投加量15.82 kg,废水进入速度控制在2~3 m/h。其吸附饱和曲线如图3 所示。


       由图3可知,活性炭吸附能力在初始时对COD 和色度的去除率极大,当到2 h 时基本保持稳定,COD 基本维持在30 mg/L 左右,色度为10 倍,达到综合污水一级排放标准;

       当反应时间达到36h,COD 和色度出现反弹,表明活性炭对COD 和色度的去除效果达到了边界状态,即达到饱和状态;当反应时间达到48 h 时,活性炭对COD 和色度没有吸附能力,即活性炭失去吸附性。

       综上所述,可以看出活性炭在此种条件下,即活性炭投加量为60 000 mg/L 时,吸附饱和时间为2.9 h。但是本试验属于小试,存在着边壁下流状态,如果放在中试或者实际工程情况下,处理效果会更好。

 
3.结语

    (1) 当活性炭投加量为60 000 mg/L 时,其出水色度可以达到50 倍,达到排放标准,此时为活性炭的最佳投加量。

    (2) 当活性炭投加量为20 000 mg/L 时,在45 ~60 min 之间的色度去除速率比30~60 min 间的大,但是当活性炭投加量大于40 000 mg/L 以后,两段则基本保持一致,此时可根据实际情况提高处理效率。

    (3) 当活性炭投加量为60 000 mg/L 时,吸附饱和时间为2.9 h。

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