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廢水用活性碳 :
煤質破碎狀活性碳 規格說明: 粒徑 ：8×30、12×40mesh 假比重(g/ml) ：0.4~0.55 碘值(mg/g min.) ：³800-1000 硬度(% min) ：92 灰份(% max.) ：£15 水份(% max.) ：£8 PH ：³7
三 .適用範圍: 廢水處理吸附污染物
參考資料: 活性碳在廢水處理中的運用 1 1 前言 由於大量污水的排放，我國的許多河川、湖泊等水域都受到了嚴重的污染。水污染防治已成為我國最緊迫的環境問題之一。水污染的處理有多種方法，其中吸附法是採用多孔性的固體吸附劑，利用同一液相介面上的物質傳遞，使廢水中的污染物轉移到固體吸附劑上，從而使之從廢水中分離去除的方法。具有吸附能力的多孔固體物質稱為吸附劑。根據吸附劑表面吸附力的不同，可分為物理吸附、化學吸附和離子交換性吸附。在廢水處理中所發生的吸附過程往往是幾種吸附作用的綜合表現。廢水中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、沸石等。 2 活性炭吸附法處理各種廢水 2.1 活性炭吸附法處理印染廢水 2.1.1 萃取－活性炭吸附法處理DMF廢水[1] N,N-二甲基甲醯胺（DMF）是一種常用的化工熔劑，被廣泛應用於聚氨酯合成革工業及醫藥、農藥等行業。由於DMF在制革生產中被大量用作熔劑使用，生產所排放的廢水中含有較高濃度的DMF。 處理DMF廢水的方法有：活性炭吸附－二氯甲烷再生法、化學水解法和生化法。化學水解法與生化法都只是破壞DMF而沒有回收DMF，處理成本較高，尤其不適用於處理較高濃度的DMF廢水。對於高濃度DMF（近100g/L）的制革廢水，目前工廠多採用直接精餾處理，分離DMF與水，回收的DMF回用於生產。但該法能耗較高，當廢水中DMF濃度較低（如小於50g/L）時，回收成本將大幅度增加。 清華大學核能技術設計研究院採用熔劑萃取－活性炭吸附法，處理制革廠的高濃度DMF廢水（DMF品質濃度為93.4g/L），用三氯甲烷（CHCl3）萃取廢水中的DMF，萃取液經精餾分離回收DMF和萃取劑。研究了CHCl3對DMF的萃取效果、活性炭對萃餘液的動態吸附性能、用熔劑CH2Cl2再生活性炭的效果和反復再生後活性炭的吸附效能。結果表明，用CHCl3 5級逆液萃取後，萃餘液中的DMF降到1.33g/L，萃取率達96.8%。萃取液經精餾分離回收CHCl3和DMF。萃餘液經活性炭吸附後COD可降到100mg/L以下。精餾過程的能耗及設備投資大大降低，全過程的總投資與老方法相當，而成本降低50％左右。經CHCl3萃取後的制革廢水用活性炭吸附法深度淨化處理，出水達國家一級排放標準。飽和活性炭經CH2Cl2洗脫、160℃空氣活化後，其吸附性能和數量基本不變，可反復使用。 2.1.2 活性炭吸附法處理染料廢水 紡織工業的發展帶動了染料生產的發展。調查表明,全世界每年生產的染料超過70萬噸，其中的2%直接進入水體以廢水的形式排出,10%在隨後的紡織染色過程中損失[2,3]。染料廢水成分複雜，水質變化大，色度深，濃度大，處理困難.染料廢水的處理方法很多，主要有氧化、吸附、膜分離、絮凝、生物降解等。這些方法各有優缺點，其中吸附法是利用吸附劑對廢水中污染物的吸附作用去除污染物.吸附劑是多孔性物質，具有很大的比表面積.活性炭是目前最有效的吸附劑之一，能有效地去除廢水的色度和COD.活性炭處理染料廢水在國內外都有研究[4,5]，但大多數是和其他工藝耦合，其中活性炭吸附多用於深度處理或將活性炭作為載體和催化劑[6,7]，單獨使用活性炭處理較高濃度染料廢水的研究很少。 活性炭對染料廢水有良好的脫色效果.酸性品紅廢水的脫色最容易,鹼性品紅廢水次之，活性黑B 133廢水最難.染料廢水的脫色率隨溫度的升高而增加，pH值對染料廢水的脫色效果沒有太大的影響。在最佳的吸附工藝條件下,酸性品紅、鹼性品紅和活性黑B 133染料廢水的脫色率均超過97%，出水的色度稀釋倍數不大於50倍，COD小於50mg/L，達到國家一級排放標準。考慮到分離出的活性炭仍具有部分吸附能力，而且活性炭價格貴。因此，可以利用這些活性炭處理染料廢水使其達到較低的中間濃度，然後再用新的活性炭使處於中間濃度的染料廢水達到排放標準，以便減小成本[8]。 活性碳在廢水處理中的運用 2 2.2粉煤灰活性炭處理含鉻電鍍廢水 據統計,我國每年排出的電鍍廢水約為40×108ｍ3[9],其中不僅含有氰化物等劇毒成分,而且含有鉻、鋅、銅、鎳等金屬離子。鉻是電鍍中用量較大的一種金屬原料,在廢水中六價鉻隨pH值的不同分別以CrO2-4,HCrO-4, Cr2O2-7等形式存在。研究發現,六價鉻有致癌的危害,其毒性比三價鉻強100倍。含鉻電鍍廢水的處理方法很多,主要有化學沉澱法、活性炭法、電解法和膜處理法等活性炭法中以粉煤灰活性炭為吸附劑、還原劑對含Cr (Ⅵ)的電鍍廢水進行了處理。 pH值對吸附量和去除率有較大影響, pH值為3左右時吸附量達到最大, Cr (Ⅵ)去除效果最好, pH值過高或過低時,粉煤灰活性炭對Cr (Ⅵ)的吸附能力較低。 吸附時間對吸附量和去除率有一定的影響,隨著時間延長,吸附量和去除率均增大,當時間為1.5ｈ時,吸附基本完全,時間進一步延長,吸附量和去除率雖然增加但不明顯。 被活性炭吸附的Cr (Ⅵ),經化學還原生成Cr3+,在酸性條件下Cr3+與活性炭脫附,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,然後用水沖洗、乾燥。再生後的活性炭對Cr (Ⅵ)的去除效果略有下降。Cr3+溶液用堿中和生成Cr (OH)3, Cr (OH)3可回收利用,防止二次污染[10]。 2.3 活性炭吸附-電化學高級氧化再生法處理難降解有機污染物 含有芳香化合物等有毒難降解污染物的廢水，因其結構穩定，可生化性差，常規處理方法難以致效，成為當前我國水處理領域重點需要解決的技術難題。高級氧化技術和活性炭（AC）吸附則是研究較為廣泛的兩種處理方法。 近年來，電化學高級氧化技術作為一種新發展的高級氧化技術因其處理效率高、操作簡便、環境友好等優點，引起極大關注[11-13]。它通過電極反應產生氧化能力很強的羥基自由基有效降解污染物。研究表明[14]，當有機污染物濃度較低時，傳質將成為控制因素，導致降解過程僅發生在陽極表面而很少在溶液主體，並且因降解中間產物的滯留導致陽極毒化[15]。從而降低了處理效果。另一方面，活性炭因其極強的吸附能力在廢水處理中獲得廣泛的應用。但其成本高，且易吸附飽和，若不進行再生回收不僅不經濟還會對環境造成污染。常用的再生方法如熱再生和化學法再生法等。需高溫或高壓條件，費用高[16]。最近，電化學再生法因其了研究者的注意，在常溫常壓下其再生效率可達85％[17]。但目前報導的電化學再生方法時間長達5h[18]，主要原因是：（1）採用石墨等常規電極，不易產生羥基自由基等活性物種，氧化性欠強，導致再生不徹底。（2）再生裝置很少考慮傳質，導致再生時間長。 基於上述研究背景，提出拉將活性炭吸附和電化學高級氧化集於一體的新型“相轉移”廢水處理方法。首先將有機污染物通過活性炭流化床快速吸附。然後通過床內特製的電化學裝置實現活性炭現場再生，從而使得轉移到活性炭上的有機污染物降解，而活性炭再生後能保證該體系的反復運行。 目前,活性炭的再生存在一定的局限性，限制了活性炭的應用，如果再生問題得到解決，活性炭在處理廢水中的應用會更加廣泛。 活性碳在廢水處理中的運用 3 1.活性炭吸附淨水原理 活性炭是一種非極性吸附劑。外觀為暗黑色，有粒狀和粉狀兩種。近幾年又發展了球狀活性炭，浸透型活性炭和高分子塗層活性炭等新的品種。主要成分除炭以外還含少量的氧、氫、硫等元素，以及水分、灰分。其具有巨大的比表面積(通常比表面積高達500∼1700 m2/g)和特別發達的微孔，吸附性能和化學穩定性良好，可以耐強酸、強鹼，能經受水浸、高溫、高壓作用，不易破碎。 活性炭吸附水中溶質分子是一個複雜的過程，是幾種力綜合作用的結果，包括離子吸引力、范德華力、化學雜和力。根據吸附的雙速率擴散理論認為，吸附是一個由迅速擴散和緩慢擴散兩階段構成的雙速過程，迅速擴散在數小時內即完成，發揮了60%－80%活性炭的吸附容量。迅速擴散是溶質分子在碳粒內沿徑向均勻分佈的阻力小的大孔隙中擴散的過程。這些大孔隙產生徑向的擴散阻力。當分子從大孔進一步進入與大孔相通的微孔中擴散時，由於受到狹窄孔徑所產生的很大阻力，從而極為緩慢。微孔也是在碳粒內均勻分佈，但不構成徑向的擴散阻力。影響粉末活性炭吸附的因素涉及溶質分子極性、分子量大小、空間結構，這一點取決於水源水質的特徵。活性炭對不同的物質分子具有選擇吸附性。 投加粉末活性碳後，水體相當部分有機物得到去除，水體中膠狀物質含量減少，表面粘度下降。粉末活性碳吸附在絮凝物上，有利於絮體的架橋，能改善絮體的結構。除有良好的去除有機污染能力，同時還具有良好的助凝作用，使出水CODcr、色度、濁度大幅度下降。同時活性炭對水中的致癌物與致突變物及其含酚化合物均有良好的去除效果。 粉末活性炭對人工合成化學物的吸附去除主要取決於該化合物的類型。在選擇投加點時，要有充足的攪拌條件，使粉末活性炭能快速與處理水有良好的混合接觸；儘量延長粉末活性炭與水體接觸吸附時間，充分利用粉末活性炭的吸附能力，提高吸附率；選取粒徑小和中孔較發達的木質粉末活性炭，使同等重量的活性炭吸附面積相對大，提高活性炭對有機物的吸附效能；儘量減少水處理藥劑對吸附的干擾(如氯、高錳酸鉀、 混凝劑 等)；根據投加量的多少、場地條件選取幹式或濕式投加。 2.粉末活性炭活性污泥法在印染廢水處理中的應用 某企業印染產品以化纖織物和棉布染色為主，廢水中含有纖維、漿料、染料、助劑、油、漂白劑以及等。廢水排放方式為半連續，具有色度深、水溫高、懸浮物高、暫態排放濃度高、水質變化大、難降解有機物比例高，可生化性差等特點，屬於較難處理的工業廢水之一。日排放織物染色廢水500∼1200m3/d，採用物化預沉— 生物接觸氧化 —物化二沉工藝，出水要求達到國家紡織染整工業水污染排放標準（GB4287-1992）中的一級排放標準。經物化和生化處理後，其色度等指標已能達標，但CODcr在150mg/l左右。經小試後在生化池末段投加少量活性炭，對生物處理進行強化，最終做到達標排放。工藝流程如下：
該工藝中冷卻塔根據水溫情況選擇性使用，確保進生化池水溫在30℃左右，一般冬季基本能滿足要求，勿需開啟。粉末活性炭投加品種及量由水樣小試確定，首次投加量為100mg/l，以後視出水水質補加少量，迴圈使用週期約為一周。初沉所用混凝藥劑為石灰和硫酸亞鐵，控制PH在7.5∼8.5間；生化後使用聚合氯化鋁和聚丙烯醯胺，主要為確保絮凝沉澱效果，用量很少。 表一 主要構築物設計說明 編號 構築物 說明 1 調節池 地下鋼砼結構；30m ×20m×2m，有效容積1000m3，停留時間19h2 初沉池 地上鋼制；多鬥重力排泥；5m×10m ×5m，有效停留時間2h；表面負荷1.0m3/m2.h3 生物接觸氧化 池 半地上式鋼砼結構；15m ×18m×3.3m，有效容積約800m3，停留時間16h；風機(Q=13.8 m3/minP=0.35 kg/cm2W=15kw)；內置彈性填料4 斜板二沉池 地上鋼制；多鬥污泥泵排泥；2.5m×6.5m×2.5m；表面負荷3.0m3/m2.h
表二 各構築物實際平均處理效率 序號 指標 單位 調節池 初沉池 去除率 生化池 去除率 二沉池 去除率 標準 1 CODcr mg/l 1500∼3000 700 69% 150 78% 100 33% 100 2 色度 倍 500∼2000 150 90% 60 60% 35 40% 40 3 pH 6∼7 8 / 6∼7 / 6∼7 / 6∼9 4 水溫 0C 70∼80 30∼35 / 25∼30 / 20∼25 / /
活性碳在廢水處理中的運用 3
該工藝中：由於廢水表面活性物質較多，懸浮物疏水性較強且品質輕，預處理特別適合採用氣浮工藝。氣浮技術採用進口氣液混合泵，較傳統氣浮溶氣水氣泡粒徑在10∼30微米，效果穩定，浮選效率高，操作管理簡便；炭砂篩檢程式承托層採用石英砂，內裝¢2∼3mm、h=6mm的柱狀活性炭，其進水CODcr(控制<150 mg/l)及懸浮物已近達標，反沖洗根據篩檢程式內壓力控制(正常運行為0.02∼0.06Mpa)，一般週期為3∼5天，原水濃度較低時，終沉後已能達標，可跨越生物炭床直接排放；自動控制化程度較高，氣浮及篩檢程式前提升泵均採用Key牌液位計自動控制，氣浮反應池投加的PAC、NaOH(PH計自動控制PH值在7∼8間)、PAM都與提升泵一起聯鎖控制，大大節約了勞動力；污泥脫水採用帶式壓濾機，該機濾布應用進口方向性立毛纖維技術(濾布寬度1.5m)，脫水後污泥含水率低，易剝離，濾布較清潔易沖洗。 表三主要構築物設計說明
表四各構築物實際平均處理效率
4. 工程應用中應解決的問題 (1)粉塵飛揚的污染問題。由於粉末活性炭在諸多環節如裝卸、拆包、配製、投加過程中勞動強度大、容易引起粉塵飛揚，造成工作環境惡劣，成為制約粉末活性炭技術應用的一個關鍵的、實質性的問題。 (2)投資、成本控制。粉末活性炭作為一種有效的強化或廢水深度處理方法，必須確保待處理廢水水質較好，儘量延長其迴圈使用週期，以減少活性炭用量，節約運營費用。 (3)對於生物活性炭池，由於炭床空間中生長的微生物總量有限，因此只有當炭床在單位時間內從廢水中吸附截留下來的有機物總量小於炭床微生物的最大分解再生能力時，才能維持動態平衡，確保長期穩定運行。一般設計時應控制進水CODcr在200mg/l以下，同時考慮設置跨越管，以免事故排放時對炭床造成不易恢復的損害。 (4)加強生物炭池的操作管理，制定相關操作規程。加強反沖洗並控制好強度，防止活性炭流失；運轉時保證連續曝氣，不進水或水量少時可適當減少供氣量。
活性碳在廢水處理中的運用 4 關鍵字：活性炭 生物處理 工業廢水 1.活性炭吸附淨水原理 活性炭是一種非極性吸附劑。外觀為暗黑色，有粒狀和粉狀兩種。近幾年又發展了球狀活性炭，浸透型活性炭和高分子塗層活性炭等新的品種。主要成分除炭以外還含少量的氧、氫、硫等元素，以及水分、灰分。其具有巨大的比表面積(通常比表面積高達500∼1700 m2/g)和特別發達的微孔，吸附性能和化學穩定性良好，可以耐強酸、強鹼，能經受水浸、高溫、高壓作用，不易破碎。 活性炭吸附水中溶質分子是一個複雜的過程，是幾種力綜合作用的結果，包括離子吸引力、范德華力、化學雜和力。根據吸附的雙速率擴散理論認為，吸附是一個由迅速擴散和緩慢擴散兩階段構成的雙速過程，迅速擴散在數小時內即完成，發揮了60%－80%活性炭的吸附容量。迅速擴散是溶質分子在碳粒內沿徑向均勻分佈的阻力小的大孔隙中擴散的過程。這些大孔隙產生徑向的擴散阻力。當分子從大孔進一步進入與大孔相通的微孔中擴散時，由於受到狹窄孔徑所產生的很大阻力，從而極為緩慢。微孔也是在碳粒內均勻分佈，但不構成徑向的擴散阻力。影響粉末活性炭吸附的因素涉及溶質分子極性、分子量大小、空間結構，這一點取決於水源水質的特徵。活性炭對不同的物質分子具有選擇吸附性。 投加粉末活性碳後，水體相當部分有機物得到去除，水體中膠狀物質含量減少，表面粘度下降。粉末活性碳吸附在絮凝物上，有利於絮體的架橋，能改善絮體的結構。除有良好的去除有機污染能力，同時還具有良好的助凝作用，使出水CODcr、色度、濁度大幅度下降。同時活性炭對水中的致癌物與致突變物及其含酚化合物均有良好的去除效果。 粉末活性炭對人工合成化學物的吸附去除主要取決於該化合物的類型。在選擇投加點時，要有充足的攪拌條件，使粉末活性炭能快速與處理水有良好的混合接觸；儘量延長粉末活性炭與水體接觸吸附時間，充分利用粉末活性炭的吸附能力，提高吸附率；選取粒徑小和中孔較發達的木質粉末活性炭，使同等重量的活性炭吸附面積相對大，提高活性炭對有機物的吸附效能；儘量減少水處理藥劑對吸附的干擾(如氯、高錳酸鉀、 混凝劑 等)；根據投加量的多少、場地條件選取幹式或濕式投加。 2.粉末活性炭活性污泥法在印染廢水處理中的應用 某企業印染產品以化纖織物和棉布染色為主，廢水中含有纖維、漿料、染料、助劑、油、漂白劑以及等。廢水排放方式為半連續，具有色度深、水溫高、懸浮物高、暫態排放濃度高、水質變化大、難降解有機物比例高，可生化性差等特點，屬於較難處理的工業廢水之一。日排放織物染色廢水500∼1200m3/d，採用物化預沉— 生物接觸氧化 —物化二沉工藝，出水要求達到國家紡織染整工業水污染排放標準（GB4287-1992）中的一級排放標準。經物化和生化處理後，其色度等指標已能達標，但CODcr在150mg/l左右。經小試後在生化池末段投加少量活性炭，對生物處理進行強化，最終做到達標排放。工藝流程如下： 該工藝中冷卻塔根據水溫情況選擇性使用，確保進生化池水溫在30℃左右，一般冬季基本能滿足要求，勿需開啟。粉末活性炭投加品種及量由水樣小試確定，首次投加量為100mg/l，以後視出水水質補加少量，迴圈使用週期約為一周。初沉所用混凝藥劑為石灰和硫酸亞鐵，控制PH在7.5∼8.5間；生化後使用聚合氯化鋁和聚丙烯醯胺，主要為確保絮凝沉澱效果，用量很少。 資料來源 : 環保設備大全環保工藝技術網址：http://www.google2008.net
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