工業(yè)廢水活性炭深度處理方法

　　隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，其生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水、污水和廢液的種類和數(shù)量迅速增加，對水體的污染日趨嚴(yán)重。水資源危機是制約當(dāng)今經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，因此對工業(yè)廢水深度處理回收利用是一項節(jié)水、減污、增效的重要舉措。

　　1、工業(yè)廢水深度處理方法

　　目前工業(yè)廢水深度處理方法主要有物理法、生物法、高級氧化法，其中物理法主要有混凝沉淀法、膜處理法、氣浮法和吸附法等;生物法包括氧化塘、曝氣生物濾池法(BAF)、生物活性炭法(BAC)等;高級氧化法包括臭氧氧化法、Fenton氧化法、光催化氧化、電化學(xué)氧化和超臨界水氧化等。其中活性炭吸附法因其具有適應(yīng)性強、去除污染物質(zhì)廣泛等特點，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的廢水深度處理技術(shù)。常用的活性炭主要有粉末活性炭(PAC)、顆?；钚蕴?GAC)。

　　2、粉炭處理工業(yè)廢水的研究

　　本實驗研究粉炭在不同投加量、不同接觸時間條件下對工業(yè)綜合廢水去除效果。

　　2.1 實驗材料

　　實驗所采用的工業(yè)綜合廢水：來源于嘉興某工業(yè)園區(qū)工業(yè)綜合廢水。

　　實驗藥劑：粉炭(200目)，特點是中大孔發(fā)達(dá)。

　　2.2 實驗方法

　　取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL燒杯中;

　　同時向500mL燒杯中加入200mL嘉興某工業(yè)園區(qū)工業(yè)綜合廢水;

　　將燒杯置于攪拌器中攪拌一定時間，攪拌速度保持不變;

　　攪拌結(jié)束后進(jìn)行過濾，測定濾液(初濾液倒掉)CODCr、UV254;

　　測定活性炭吸附前水樣CODCr、UV254，計算CODCr、UV254去除率。

　　對產(chǎn)水水樣進(jìn)行紫外可見光全波長掃描，分析活性炭對廢水中物質(zhì)的吸附性。

　　2.3 實驗結(jié)果

　　2.3.1 去除效果分析

　　由表1可以看出：利用浦瑞芬活性炭對嘉興某工業(yè)園區(qū)工業(yè)綜合廢水吸附處理，當(dāng)炭水比3‰、接觸時間15min時，CODCr去除率為58.33%，UV254去除率大于97.00%;當(dāng)炭水比5‰、接觸時間15min時，CODCr去除率為68.90%，UV254去除率大于97.00%;當(dāng)炭水比3‰、接觸時間30min時，CODCr去除率為66.71%，UV254去除率大于97.00%;當(dāng)炭水比5‰、接觸時間30min時，CODCr去除率為74.37%，UV254去除率達(dá)98.00%。

　　上述實驗結(jié)果說明：活性炭對工業(yè)綜合廢水具有較好的去除效果，其中對芳香族化合物去除率高達(dá)97.00%;炭水比不同、接觸時間不同，對有機物的去除效果差別較大。

　　由圖1可以看出：原水在紫外光區(qū)具有吸收峰，說明廢水含有共軛結(jié)構(gòu)體系，如C=C-C=C、C=C-C=O、苯環(huán)等，通過原水及產(chǎn)水圖譜比較得出：活性炭對共軛結(jié)構(gòu)物質(zhì)以及芳香族物質(zhì)具有較好吸附效果。

　　3、顆粒炭處理工業(yè)廢水的研究

　　3.1 顆粒炭對工業(yè)廢水反滲透濃水去除效果研究

　　本實驗研究不同粒度、不同投加量、不同吸附時間條件下顆粒炭對工業(yè)廢水反滲透濃水去除效果。

　　3.1.1 實驗材料

　　實驗所采用的廢水：內(nèi)蒙古某PVA廠反滲透濃水。

　　實驗藥劑：顆粒炭(8×20、8×30、12×40、12×50目)。

　　3.1.2 實驗方法

　　取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL燒杯中;

　　同時向500mL燒杯中加入250mL內(nèi)蒙古某PVA廠反滲透濃水;

　　將燒杯置于攪拌器中攪拌一定時間，攪拌速度保持不變;

　　攪拌結(jié)束后進(jìn)行過濾，測定濾液(初濾液倒掉)CODCr、UV254;

　　測定活性炭吸附前水樣CODCr、UV254，計算CODCr、UV254去除率。

　　3.1.3 實驗結(jié)果

　　3.1.3.1 不同粒度顆粒炭對工業(yè)廢水反滲透濃水有機物去除效果

　　由圖2可以看出：粒徑8×20、8×30、12×40、12×50目炭，隨著粒徑減小，產(chǎn)水中有機物濃度越低，有機物去除率越高。這是由于粒徑越小，活性炭相對比表面積越大，與廢水接觸吸附面積越大,對有機物吸附能力越強。

　　3.1.3.2 不同投加量顆粒炭對工業(yè)廢水反滲透濃水有機物去除效果

　　由圖3可以看出：在相同的吸附時間下，隨著投加量的增大，UV254和CODCr處理去除率越高;當(dāng)投加量由1‰增加到5‰時，去除率增加明顯，但投加量由5‰增加到50‰去除率增加緩慢;投加量20%、50%有機物去除效果基本一致。這說明在一定投加量范圍內(nèi)，隨著活性炭投加量的增加，有機物去除率逐漸增大，但當(dāng)投加量達(dá)到一定值時，有機物的去除率會逐漸趨于穩(wěn)定，說明活性炭吸附性能不僅與用量有關(guān),還與活性炭的孔徑大小和分布有關(guān)。廢水中可溶性有機物分子量大小不一，只有當(dāng)活性炭的孔徑分布與芳香族化合物的分子量大小相匹配時，活性炭才具有高的吸附率和脫除效率。

　　3.1.3.3 不同吸附時間顆粒炭對工業(yè)廢水反滲透濃水有機物去除效果

　　由圖4可知：隨吸附時間的增加，活性炭對UV254去除率呈先上升后基本不變或緩慢下降的趨勢，這是由于開始活性炭具有較高的吸附能力，有機物吸附在活性炭上而從水中去除，隨著吸附時間的延長，活性炭表面被大量的有機物覆蓋，使得活性炭的吸附能力下降，當(dāng)吸附與解吸速率相等時，活性炭吸附平衡，此時去除效率最高。

　　3.2 顆粒炭對濃鹽廢水去除效果研究

　　本實驗根據(jù)活性炭濾池運行參數(shù)：炭水接觸時間、活性炭投加量，確定活性炭用于濃鹽廢水去除效果。

　　3.2.1 實驗材料

　　實驗所采用的廢水：內(nèi)蒙古某工業(yè)園區(qū)濃鹽水處理廠廢水。

　　實驗藥劑：顆粒炭(8目×20目)。

　　3.2.2 實驗方法

　　取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL燒杯中;

　　同時向500mL燒杯中加入250mL內(nèi)蒙古某工業(yè)園區(qū)濃鹽水處理廠廢水;

　　將燒杯置于攪拌器中攪拌一定時間，攪拌速度保持不變;

　　攪拌結(jié)束后進(jìn)行過濾，測定濾液(初濾液倒掉)CODCr、UV254;

　　測定活性炭吸附前水樣CODCr、UV254，計算CODCr、UV254去除率。

　　3.2.3 實驗結(jié)果

　　由表2可知：在模擬工程參數(shù)條件下，活性炭對濃鹽水中UV254去除效果大于90.00%、對CODCr去除效果大于60.00%，說明活性炭對濃鹽水中有機物具有較好去除效果。

　　4、結(jié)論

　　活性炭對工業(yè)綜合廢水具有較好的去除效果，其中對芳香族化合物去除率高達(dá)97.00%;炭水比不同、接觸時間不同，對有機物的去除效果差別較大。

　　活性炭對共軛結(jié)構(gòu)物質(zhì)以及芳香族物質(zhì)具有較好吸附效果。

　　粒徑8×20、8×30、12×40、12×50目炭，隨著粒徑減小，產(chǎn)水中有機物濃度越低，有機物去除率越高。實際工程中需要根據(jù)水質(zhì)情況進(jìn)行活性炭粒徑的選擇。

　　在相同的吸附時間下，隨著投加量的增大，UV254和CODCr處理去除率越高;在一定投加量范圍內(nèi)，隨著活性炭投加量的增加，有機物去除率逐漸增大，但當(dāng)投加量達(dá)到一定值時，有機物的去除率會逐漸趨于穩(wěn)定。

　　隨吸附時間的增加，活性炭對UV254去除率呈先上升后基本不變或緩慢下降的趨勢。這說明活性炭吸附存在最佳吸附時間，實際工程需要根據(jù)水質(zhì)情況進(jìn)行活性炭濾罐/濾池的尺寸設(shè)計。

　　在模擬工程參數(shù)條件下，活性炭對濃鹽水中UV254去除效果大于90.00%、對CODCr去除效果大于60.00%，說明活性炭對濃鹽水中有機物具有較好去除效果。

　　5、展望

　　活性炭深度處理工業(yè)廢水技術(shù)具有使用范圍廣、去除有機物種類多、去除效果好、受外界影響因素較少等特點，在未來可被廣泛應(yīng)用。但因活性炭價格較高，同時用于廢水處理的活性炭使用周期短，因此如何高效利用活性炭以及對吸附飽和的活性炭進(jìn)行再生、利用是未來研究的重點。(來源：內(nèi)蒙古雙欣高分子材料技術(shù)研究院有限公司)