活性炭吸附法处理各种废.pdf

由于大量污水的排放，我国的许多河川、湖泊等水域都受到了严重的污染。水污染防治已成为我国最紧迫的环境问题之一。水污染的处理有多种方法，其中吸附法是采用多孔性的固体吸附剂，利用同一液相界面上的物质传递，使废水中的污染物转移到固体吸附剂上，从而使之从废水中别离去除的方法。具有吸附能力的多孔固体物质称为吸附剂。根据吸附剂外表吸附力的不同，可分为物理吸附、化学吸附和离子交换性吸附。在废水处理中所发生的吸附过程往往是几种吸附作用的综合表现。废水中常用的吸附剂有活性炭、磺化煤、沸石等。本文暂且讨论活性炭在废水处理中的应用。2.1.1萃取－活性炭吸附法处理DMF废水N,N-二甲基甲酰胺〔DMF〕是一种常用的化工熔剂，被广泛应用于聚氨酯合成革工业及医药、农药等行业。由于DMF在制革生产中被大量用作熔剂使用，生产所排放的废水中含有较高浓度的DMF。处理DMF废水的方法有：活性炭吸附－二氯甲烷再生法、化学水解法和生化法。化学水解法与生化法都只是破坏DMF而没有回收DMF，处理成本较高，尤其不适用于处理较高浓度的DMF废水。对于高浓度DMF〔近100g/L〕的制革废水，目前工厂多采用直接精馏处理，别离DMF与水，回收的DMF回用于生产。但该法能耗较高，当废水中DMF浓度较低〔如小于50g/L〕时，回收成本将大幅度增加。清华大学核能技术设计研究院采用熔剂萃取－活性炭吸附法，处理制革厂的高浓度DMF废水〔DMF质量浓度为93.4g/L〕，用三氯甲烷〔CHCl3〕萃取废水中的DMF，萃取液经精馏别离回收DMF和萃取剂。研究了CHCl3对DMF的萃取效果、活性炭对萃余液的动态吸附性能、用熔剂CH2Cl2再生活性炭的效果和反复再生后活性炭的吸附效能。结果说明，用CHCl35级逆液萃取后，萃余液中的DMF降到1.33g/L，萃取率达96.8%。萃取液经精馏别离回收CHCl3和DMF。萃余液经活性炭吸附后COD可降到100mg/L以下。精馏过程的能耗及设备投资大大降低，全过程的总投资与老方法相当，而成本降低50％左右。经CHCl3萃取后的制革废水用活性炭吸附法深度净化处理，出水达国家一级排放标准。饱和活性炭经CH2Cl2洗脱、160℃空气活化后，其吸附性能和数量基本不变，可反复使用。纺织工业的发展带动了染料生产的发展。调查说明,全世界每年生产的染料超过70万吨，其中的2%直接进入水体以废水的形式排出,10%在随后的纺织染色过程中损失。染料废水成分复杂，水质变化大，色度深，浓度大，处理困难.染料废水的处理方法很多，主要有氧化、吸附、膜别离、絮凝、生物降解等。这些方法各有优缺点，其中吸附法是利用吸附剂对废水中污染物的吸附作用去除污染物.吸附剂是多孔性物质，具有很大的比外表积.活性炭是目前最有效的吸附剂之一，能有效地去除废水的色度和COD.活性炭处理染料废水在国内外都有研究，但大多数是和其它工艺耦合，其中活性炭吸附多用于深度处理或将活性炭作为载体和催化剂，单独使用活性炭处理较高浓度染料废水的研究很少。活性炭对染料废水有良好的脱色效果.酸性品红废水的脱色最容易,碱性品红废水次之，活性黑B133废水最难.染料废水的脱色率随温度的升高而增加，pH值对染料废水的脱色效果没有太大的影响。在最正确的吸附工艺条件下,酸性品红、碱性品红和活性黑B133染料废水的脱色率均超过97%，出水的色度稀释倍数不大于50倍，COD小于50mg/L，到达国家一级排放标准。考虑到别离出的活性炭仍具有部分吸附能力，而且活性炭价格贵。因此，可以利用这些活性炭处理染料废水使其到达较低的中间浓度，然后再用新的活性炭使处于中间浓度的染料废水到达排放标准，以便减小成本。据统计,我国每年排出的电镀废水约为40×108ｍ3,其中不仅含有氰化物等剧毒成分,而且含有铬、锌、铜、镍等金属离子。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值的不同分别以CrO2-4,HCrO-4,Cr2O2-7等形式存在。研究发现,六价铬有致癌的危害,其毒性比三价铬强100倍。含铬电镀废水的处理方法很多,主要有化学沉淀法、活性炭法、电解法和膜处理法等活性炭法中以粉煤灰活性炭为吸附剂、复原剂对含Cr(Ⅵ)的电镀废水进行了处理。pH值对吸附量和去除率有较大影响,pH值为3左右时吸附量到达最大,Cr(Ⅵ)去除效果最好,pH值过高或过低时,粉煤灰活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附能力较低。吸附时间对吸附量和去除率有一定的影响,随着时间延长,吸附量和去除率均增大,当时间为1.5ｈ时,吸附基本完全,时间进一步延长,吸附量和去除率虽然增加但不明显。被活性炭吸附的Cr(Ⅵ),经化学复原生成Cr3+,在酸性条件下Cr3+与活性炭脱附,因而可以使活性炭再生,其再生的方法是用5%的H2SO4溶液浸泡活性炭,使Cr3+完全解吸,然后用水冲洗、干燥。再生后的活性炭对C