8-16目活性炭废水处理应用实倒
印染度木、印染皮水水量大、有机污染物含量高(COD为1000~3mgL)、色度深(50~580000信)。本质变化大。是难处理的工业废水之一。WakerGM等研究了生物活性炭搅挥池反应器对印染废水的处理效果。并的生物砂求+单纯活性发。BACI生物活性发)、生物砂床、单纯活性炭吸响及单类生物降解导工艺进行了平行对比实验。试验结果见表5-8。结果表期。5种处理方性均能起到联色作用。但是过了初始阶段。生物活性炭对染料的去除等项显其他方法。
实践证明,水中溶解性有机碳在采用新的水处理工艺流程后,比原来水处理工艺减少50%,而且因预氯化工艺被取代,水中无有机氯化物产生,活性炭质量再生周期从原来2~4个月延长到2年以上。此外,出水中氨氮含量显著降低。
大庆石化总厂为该地区饮用水水质达标,大庆石化总厂对饮用水进行了深度处理技术的研究与试验,开发臭氧生物活性炭处理工艺。经过一年多研究试验工作,取得了令人满意的结果,确定了滤后水-臭氧-生物活性炭-石英砂过滤-出水的工艺流程,并于1995年采用饮用水处理新工艺流程的大庆化肥厂水厂投产;处理规模800m3/h,1996年同样采用新工艺流程的大庆龙凤净水厂和经过臭氧处理后进行活性炭处理主要有以下三个好处:①破坏水中残余臭氧,一般发生在初炭层的几厘米处;②通过吸附去除化合物或臭氧副产物;③通过焦油活性炭表面细菌的生物活动降解物质。实验研究表明,在活性炭处理过程中,同时发生快速吸附、慢速吸附和生物作用。臭氧生物活性炭工艺运行之初,活性炭具有大的吸附容量,起主导作用的是快速吸附,既可以吸附小分子物质,也可以吸附非生物降解的大分子有机物。随着过滤器吸附能力饱和运转时间的增长、大量的有机物积累在活性炭表面,活性炭的吸附容量逐渐减少,吸附速率也随之下降,以慢速吸附为主,与此同时生物活动也开始,并逐步达到生物吸附平衡。大约要运行5~20d的时间,活性炭表面才会出现明显的生物活性。
在臭氧生物活性炭法进行水处理的过程中臭氧与生物活性炭两者的作用是互补的。臭氧与有机物的主要反应是破坏炭化物的双键产生酮和醛,这些产物是管网系统内细菌的养料,如果在处理过程中没有去除这些养料,细菌就会在管网中迅速滋生,为了避免这种现象,应采用适当的生物处理,如活性炭或慢滤池,利用滤料表面的细菌将这类化合物降解去除,也可以在处理厂出水前投加少量氧化剂,如CI,CIO;等,如果没有活性炭这种生物过滤器,就增加这类氧化剂的投加量,但绝大部分可溶有机物被活性炭上的生物去除后,则大大减少了这类氧化剂的投加量,这也同时降低了新的气味和色度污染问题,可根据检测管网的细菌量来不断调整臭氧的投加量,使加氯量降低50%。
活性炭在液相中的应用
8-16目活性炭不仅能够去除水中的有机物,还可以改善水质,处理后的水透明无色。活性炭的去除净化效率与活性炭添加量和投加点有关,需要综合考虑其经济效益和去除效果。通常,活性炭的添加量为30mg/L,投加点设置于加药混凝前30min位置更有利于净化、提高水质。
工业废水活性炭用于处理废水能够有效地出水水质的稳定。同时,与其他方法联合使用可以有效地提高净化效果,出水甚至可以达到饮用水标准。比如处理焦化废水时,使用质量浓度为3g/L的活性炭吸附之后,再用
1.5g/L的 H2O2和 0.4g/L的Fe2+进行催化处理,COD去除率达到96.3%;对含活性艳红的废水处理,COD去除率可达 98.74%。
活性炭水处理中的应用实例
活性炭净水
8-16目活性炭在水处理领域的应用已经有70年左右的历史。美国使用粉末状活性炭去除氯酚产生的异味,之后活性炭逐渐成为了水处理过程中去味、除色、除臭的有效措施之一。大量研究表明,活性炭对水中的二氯苯酚、三氯苯酚、农药中的有机物以及消毒副产物二氯乙酸和三氯乙酸等都有很好的吸附效果,其净化作用已经得到公认。
美国在20世纪80年代初、每年用于水处理的活性炭为2.5X10°t,并且逐年增加。我国在20世纪60年末开始关注水污染防治,且在近些年来逐步重视,相关科研机构开展了大量的研究工作并取得了大量的成果,同时也开展了相关的实践应用工作。1975年,甘肃白银金属有限公司建成了日处理能力为3X10°m?的颗粒活性炭净水装置。用于净化石油化工污染的地面水、目前仍在使用:1985年北京建成供水1.7X10m/b的水厂。目前。在上海浦东自来水厂、安亭自来水厂应用活性炭做深度处理。自来水水质达到直接应用的标准;首钢采用活性炭处理焦化高浓度污水。处理后本质达到排放的标准。
临朐县海源活性炭厂,是一家从事活性炭生产20年的生产厂家,产品20多个型号,覆盖不同领域的活性炭使用环境,产品营销全国,质量稳定如一,初心不改,一切为环保事业做出应有的贡献,始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。
地址:山东临朐县冶源镇西圈村
8-16目活性炭是一种用途十分广泛的吸附剂,小孔径的活性炭可用作气体分离、回收溶剂蒸气、冰箱脱臭剂、防毒面具中的吸附剂,大孔径可用作脱色,清除溶液中的呈色物质,例如白糖、葡萄糖、酒类、油脂、医药、水的净化等的脱色;催化剂。
1. 气相吸附应用
8-16目活性炭的气相吸附应用有很多,如与储氢合金形成的复合材料可以在温和条件下吸附氢气或天然气混合物,从而可以应用于炼油厂催化干气中氢气的吸附;城市天然气用量随时间变化而或高或低,通过高比表面积的活性炭吸附罐可以有效实现天然气管道下游调峰,进而降低投资成本。除用于能源气体的储存外,美国、德国等发达国家还开发出了基于活性炭的,具有多次再生功能的新型织物,并将之应用于许多特殊服装如飞行服、抗皱内衣等的制造。
1)净化室内空气:与室外空气污染相比,室内环境污染对健康的危害更为直接,是导致人们过敏、气喘、疾病等的重要原因。室内环境污染的污染源很多,包括建筑装潢材料、厨房油烟、家具用品以及烟草烟气等。随着人们对家居环境的重视程度越来越高,室内空气净化用活性炭的市场需求越来越大,因此适于室内用的即效性活性炭空气净化装置也将会得到普及[14]。根据室内有毒气体的种类和分子大小,经过孔径调控的活性炭可以特异性的将之去除,从而室内污染。化学喷涂方法只能暂时遮盖或淡化污染物气味,不能稳定去除缓慢释放的有害气体。目前,民用活性炭的市场已超过10亿元/年,竞争越来越激烈,但是暂没有相关国家或行业质量标准,导致市场混乱,产品质量参差不齐。由中国林科院林产化学工业研究所承担的室内空气净化活性炭的系列标准正在制定中,标准实施后将有效规范空气净化活性炭的市场。
2)电厂烟气联合脱硫、脱硝、脱汞:活性炭吸附脱硫、脱硝、脱汞是燃煤烟气干法净化技术的发展趋势,尤其适用于缺水地区,目前国家相关部门正在编制电厂烟气治理用吸附剂国家标准,今后这一类的产品将得到迅速发展。活性炭脱硫技术在国外已比较成熟,新的脱硫技术是在活性炭上负载钴、镍、钒、镁等金属以提高对二氧化硫的脱除性能。通用方法是先将金属离子引入煤和木质材料表面,引入的方式一般为络合或者离子交换,随后再对原料进行炭化和活化。此外也有报道称9%的碳酸钠溶液改性的活性炭对硫化氢具有特异吸附选择性。
3)油气回收:随着汽车工业的不断发展,汽车燃油挥发已成为空气污染的重要源头之一。研究表明:汽车总污染的40%左右来源于油气挥发污染,这占到了尾气排放污染的60%~70%。针对这个问题,国外科研工作者开发了具有吸附/脱附油气功能的活性炭,并将之应用于汽车挥发性汽油回收,节约能源的同时还保护了环境。目前国外的活性炭正丁烷工作容量(BWC)已从几年前的90~110g/L提高到150g/L,且高容量、低残留的油气回收用活性炭也在不断开发当中。国内企业对油气回收活性炭的使用也已开始,如北京燕山石化炼油厂通过使用活性炭油气回收装置,在2006年就回收了高达288t的汽油,合人民币约150万。这仅仅是在油气回收率为0.24%的条件下单个炼油厂的汽油回收效益,若放大到全国,每年排放到大气中的油气高达几万吨,对之进行有效回收将具有十分可观的经济效益和环保效果。
活性炭吸附作用力是指吸附剂与吸附质来间在棉量方面的相互作用,承相这种相互作用的是电子,在发生吸附时,随翁巢附刑表面和吸附质分子中性质的不同,其相互作用的组合状况也不同。相互作用分为5案,作敦分散力相互作用,偶极子榻互作用、氢键,修电吸引力有其价健。
指致分散力伦敦(1ondonF)发现的力,是5种相互作用力中弱的,伯救方普遍存在于原子和分子网,包括惰性似子、分子网也都存在,在活性炭吸附中也是非常重要的吸附作用力,由于其与在可见光和紫外光领域中的光分散有关,所以称之为分散力。
除了伦敦分散力之外,偶极子相互作用也是一个相当微弱的相互作用力。表面上电负性不同的原子化学结合在一起时,由于电角性的差异导致对电子吸引强弱的不同产生电子的偏移,电子向电负性较大的一边集中分布。于是在相互结合的原子之间产生称作偶极矩的极矩p=gr,在有这种偶极子的表面原子组或者有极性的表面官能团与具有偶极子的分子之间,引发力的作用。这种力就叫做偶极子的相互作用,
氯键的强度一般为范德华力的5~10倍,其产生于一个氮原子与两个以上的其他原子结合的过程中,通常,固体表面上多多少少存在一些类似于羧基,氨基,羟精等含有氢原子的极性官能团,这些官能团中的氮原子易与吸附分子申电负性大的氧,硫,氮等非其价电子对形成直线形的氮键。同样,表面官能团中的氧,氮、氟等原子中非其价电子对的存在,使其易与吸附分子的极性官能团的氯原子形成无键。
静电引力是很强的相互作用。目前对于产生电位的机理还不是太清楚,但即使固体,液体等是绝,接触时表面仍会产生静电,电量少却能形成很强的电场。因此,这种老面经常带电的结果就使在发生吸附时产生了静电引力。
表面能够发生氧化、还原、分解等反应的吸附剂,容易与吸附质之间形成具价链,可产生非常强有力的吸附作用。
活性发涌过氧化,还原等手段进行处理,改变其表面官能团的性质。比表面积的大小以及孔径,但是由于置换基的种类以及浓度能够改变表面的化学性质及物理性质,所以能够从多种常剂、溶质所组成的溶液中有选择性地吸附某种南质的表面),
山东临朐县海源活性炭厂,位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村,建厂多年来,经不断发展,现已成为一家综合性滤料厂家,产品有:各种型号用途活性炭,广泛应用于污水处理、工业废气吸附、饮料水处理、净水过滤、电厂水预处理、废水回收前处理、生物法污水处理。 临朐县海源活性炭厂,是一家从事活性炭生产20年的生产厂家,产品20多个型号,覆盖不同领域的活性炭使用环境,产品营销全国,质量稳定如一,初心不改,一切为环保事业做出应有的贡献,始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。
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8-16目活性炭基本上是非结晶性碳,它由微细的石墨状微晶和将它们连接在一起的碳氢化合物部分组成。活性炭初的原料如木材、煤等,经炭化、活化等过程后,活性炭中部分碳原子之间已形成了微晶碳(活性炭的基本结晶),但是其面网结构却没有采取石墨那样规则性的积层结构,而是形成图1-1(b)那样的乱层结构。除微晶碳外,活性炭前驱体经炭化、活化等过程后仍然有部分未晶化的碳,活性炭被认为是由微晶群和其他未组成平行层的单个网状平面以及无规则碳组成的多相物质。
目前,在X射线衍射分析的基础上,已发现活性炭的微晶碳有两种不同的结构,一种是类石墨结构的微晶碳,其大小随炭化温度而变化,大小约由三个平行的石墨层所组成,其宽度约为一个碳六角形的九倍,它与石墨相比,微晶碳中平面面网之间排列不整齐,称为“乱层结构”,与石墨结构的比较如图1-1所示;另外一种微晶碳是由于石墨网结构之间的轴向不同,面网之间的间距也不整齐,或石墨层间扭曲,可能因杂原子(如氧、氮等)的进入而稳定,碳六面网被空间交联而形成无序的结构。Riley认为,在大部分碳材料中(包括活性炭)均含有这两种结构类型,而活性炭的终特性则取决于它是以哪种类型的结构为主。
富兰克林把除金刚石以外的碳素物质分为容易石墨化的易石墨化碳素和难
8-16目活性炭的孔隙结构
①孔隙结构的形态。活性炭的孔隙是在活化过程中,基本微晶之间清除了各种含碳化合物和无序碳(有时也从基本微晶的石墨层中除去部分碳)之后产生的孔隙,孔隙的大小、形状和分布等因制备活性炭的原料、炭化及活化的过程和方法等不同而有所差异,不同的孔隙结构能够发挥出相应的功能。1960年杜比宁把活性炭的孔分为大孔(孔径大于50nm)、中孔(或称过渡孔,孔径2~ 微孔 50nm)和微孔(孔径小于2nm)三类,这个方案已被国际纯粹与应用化学联合会(International Union of Pure and Applied ,中孔 Chemistry,IUPAC)所接受。在活性炭中这三类大小不同的孔隙是互通的,呈树 -大孔状结构。
活性炭的孔道结构 通过高分辨透射电子显微镜研究表明,活性炭中的微孔是活性炭微晶结构中弯曲和变形的芳环层或带之间的具有分子尺寸大小的间隙。孔隙的形状是形态各异的,使用不同的研究方法发现:有些是一端封闭的毛细管孔或两端敞开的毛细管孔,有些孔隙具有缩小的入口(瓶状孔),还有一些是两平面之间或多或少比较规则的狭缝状孔、V形孔等。
杜比宁分类中大孔的内表面能发生多层吸附,但在活性炭中,由于它的比例很小,所以大部分作为通路供吸附质分子进入吸附部位,但它可以决定吸附速率,因此在实际应用中也是很重要的。过渡孔在很多情况下和大孔相同,也是作为吸附质的通路从而支配吸附速率,但是过渡孔的作用却不是单纯的,它还可以作为不能进入微孔的大分子的吸附部位。活性炭的吸附作用大部分是通
山东临朐县海源活性炭厂,位于潍坊市临朐县冶源镇西圈村,建厂多年来,经不断发展,现已成为一家综合性滤料厂家,产品有:各种型号用途活性炭,广泛应用于污水处理、工业废气吸附、饮料水处理、净水过滤、电厂水预处理、废水回收前处理、生物法污水处理。 临朐县海源活性炭厂,是一家从事活性炭生产20年的生产厂家,产品20多个型号,覆盖不同领域的活性炭使用环境,产品营销全国,质量稳定如一,初心不改,一切为环保事业做出应有的贡献,始终将青山绿水作为自己产品质量的要求。
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8-16目活性炭材料
竹材是一种多孔介质材料,热解后形成具有较高的孔隙度的日炭、具作为一种环境保护材料具有广阔的应用前景和的发展空间。在世界养地已得妈广泛地应用。
此外,竹炭中还含有钾、镁、钠、销等丰富的天然矿物质、利用其优良挂能,众多竹炭相关净化和营养保健组合物被广泛应用于改善木质和提高食品品质,例如清除水中的有毒有害物质和大米中的残留农药等,由于行炭中含有人体所需的矿物质及微量元素,在改善术质或改善食品品质的同时、长期使用还能够补充人体所需,调节生理机能、增强体质、减少疾病,在点饭时置入一片竹炭,不仅可以吸附大米和水中诸如农药之类的有毒、有害物质、还可以释胶微量元素,保护大米中的营养成分、使米饭香软、可口,烧开水时置入一片首炭,可以对水中的有毒、有害物质进行吸附、使木分子变小、增加水中的微量元素,使用自来水烧出的开水具有矿泉水的效果(*)。
大量的关于竹基活性炭的制备及其性能应用研究正在广泛开展,章健等将竹制活性炭用作催化剂载体,并对其进行研究、结果表明与其他材质活性炭相比,竹质活性炭作为新型活性碳材料在比表面积、孔结构、灰分含量和表面基团等物化性能均显示了作为催化剂载体的潜力。由于上述研究中所使用的是未经处理的原炭,若对该竹质活性炭进行改性处理、则其物化性能及相应的催化性能均有进一步提升的空间(*)。
刘洪波等以竹节为原料,采用KOH活化法制备EDLC用竹炭基高比表面积活性炭,并将其用作电极材料、系统考察了炭化温度、KOH与竹炭的质量比、活化温度和活化时间等工艺因素对活性炭收率、微孔结构和吸附性能的影响,终制备了具有良好性能、并可应用为双电层电容器电极的竹炭基高比表面积活性炭
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溶剂回收通常应用小容量固定床吸附器,在大多数情况下均是立式圆简形过滤器、炭料层高度多为50~100cm,更高的炭层则不常见,污水废气处理活性炭料层常常堆积在由石英砾石或者其他陶瓷材料构成的支撑层之上,这种一来可形成活性炭与置于设备底部的金属丝网或多孔饰网直接接触,从而使被净化的空气能较为均匀地分配。这样支撑层具有蓄热器的功能,它可在水蒸气再生的过程中使其加热,而后又把热量传给空气,再传热使炭层干燥,众所周知,惰性陶瓷球同时可作为不固定的罗底织物层的支承层的设备,
常用柱形活性炭颗粒作填料,因为由于这种形状可以使之建立没有通路形成的密实层。在大多数情况下、被净化气体的流向是自下而上,为了快速吸附蒸气(例如氯代经类)、物流的线速度约为50cm/s,而对于吸附其他溶剂的戴气、则其线速度约为30cm/s。在回收极易挥发的溶剂时,可降低物流速度,同时需要转移空气流中的热量,热量的转移通常是借助于在炭料中配置冷却蛇管来实现。
某些溶剂在同热的或者潮湿的活性炭接触的情况下,会发生局部分解。例如在用水燕气再生时,如含氯烃类可分解出盐酸,醚类可被水解山东临朐县海源活性炭厂,而丙酮,丁酮或者甲基异丁基酮这样的酮类可生成乙酸、二乙酰或者其他的裂解产物。在这些场合利用钢制成的设备或是山陶瓷砌成的或者用合成涂料涂层的吸附器。如果空气中含有腐蚀组分,需在吸附之前去除掉。
回收装置的计划
(1)基本装置工艺图6-7是溶剂回收装置的基本工艺具代表性的一例。吸附装置按活性炭的种类、性质、装填方法等不同而有不同的操作性。因此,在要求回收有充分的经济效果及防治公害机能的场合,对吸附装置要详细研究,
为了决定溶剂回收方法,至少要正确了解下列三项数据,
①被处理的气体量、湿度、温度、溶剂成分以及溶剂浓度等原始气体条件