8-16目活性炭廢水處理應用實倒
印染度木、印染皮水水量大、有機污染物含量高(COD為1000~3mgL)、色度深(50~580000信)。本質(zhì)變化大。是難處理的工業(yè)廢水之一。WakerGM等研究了生物活性炭攪揮池反應器對印染廢水的處理效果。并的生物砂求+單純活性發(fā)。BACI生物活性發(fā))、生物砂床、單純活性炭吸響及單類生物降解導工藝進行了平行對比實驗。試驗結果見表5-8。結果表期。5種處理方性均能起到聯(lián)色作用。但是過了初始階段。生物活性炭對染料的去除等項顯其他方法。
實踐證明,水中溶解性有機碳在采用新的水處理工藝流程后,比原來水處理工藝減少50%,而且因預氯化工藝被取代,水中無有機氯化物產(chǎn)生,活性炭質(zhì)量再生周期從原來2~4個月延長到2年以上。此外,出水中氨氮含量顯著降低。
大慶石化總廠為該地區(qū)飲用水水質(zhì)達標,大慶石化總廠對飲用水進行了深度處理技術的研究與試驗,開發(fā)臭氧生物活性炭處理工藝。經(jīng)過一年多研究試驗工作,取得了令人滿意的結果,確定了濾后水-臭氧-生物活性炭-石英砂過濾-出水的工藝流程,并于1995年采用飲用水處理新工藝流程的大慶化肥廠水廠投產(chǎn);處理規(guī)模800m3/h,1996年同樣采用新工藝流程的大慶龍鳳凈水廠和經(jīng)過臭氧處理后進行活性炭處理主要有以下三個好處:①破壞水中殘余臭氧,一般發(fā)生在初炭層的幾厘米處;②通過吸附去除化合物或臭氧副產(chǎn)物;③通過焦油活性炭表面細菌的生物活動降解物質(zhì)。實驗研究表明,在活性炭處理過程中,同時發(fā)生快速吸附、慢速吸附和生物作用。臭氧生物活性炭工藝運行之初,活性炭具有大的吸附容量,起主導作用的是快速吸附,既可以吸附小分子物質(zhì),也可以吸附非生物降解的大分子有機物。隨著過濾器吸附能力飽和運轉(zhuǎn)時間的增長、大量的有機物積累在活性炭表面,活性炭的吸附容量逐漸減少,吸附速率也隨之下降,以慢速吸附為主,與此同時生物活動也開始,并逐步達到生物吸附平衡。大約要運行5~20d的時間,活性炭表面才會出現(xiàn)明顯的生物活性。
在臭氧生物活性炭法進行水處理的過程中臭氧與生物活性炭兩者的作用是互補的。臭氧與有機物的主要反應是破壞炭化物的雙鍵產(chǎn)生酮和醛,這些產(chǎn)物是管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)細菌的養(yǎng)料,如果在處理過程中沒有去除這些養(yǎng)料,細菌就會在管網(wǎng)中迅速滋生,為了避免這種現(xiàn)象,應采用適當?shù)纳锾幚?,如活性炭或慢濾池,利用濾料表面的細菌將這類化合物降解去除,也可以在處理廠出水前投加少量氧化劑,如CI,CIO;等,如果沒有活性炭這種生物過濾器,就增加這類氧化劑的投加量,但絕大部分可溶有機物被活性炭上的生物去除后,則大大減少了這類氧化劑的投加量,這也同時降低了新的氣味和色度污染問題,可根據(jù)檢測管網(wǎng)的細菌量來不斷調(diào)整臭氧的投加量,使加氯量降低50%。
活性炭在液相中的應用
8-16目活性炭不僅能夠去除水中的有機物,還可以改善水質(zhì),處理后的水透明無色。活性炭的去除凈化效率與活性炭添加量和投加點有關,需要綜合考慮其經(jīng)濟效益和去除效果。通常,活性炭的添加量為30mg/L,投加點設置于加藥混凝前30min位置更有利于凈化、提高水質(zhì)。
工業(yè)廢水活性炭用于處理廢水能夠有效地出水水質(zhì)的穩(wěn)定。同時,與其他方法聯(lián)合使用可以有效地提高凈化效果,出水甚至可以達到飲用水標準。比如處理焦化廢水時,使用質(zhì)量濃度為3g/L的活性炭吸附之后,再用
1.5g/L的 H2O2和 0.4g/L的Fe2+進行催化處理,COD去除率達到96.3%;對含活性艷紅的廢水處理,COD去除率可達 98.74%。
活性炭水處理中的應用實例
活性炭凈水
8-16目活性炭在水處理領域的應用已經(jīng)有70年左右的歷史。美國使用粉末狀活性炭去除氯酚產(chǎn)生的異味,之后活性炭逐漸成為了水處理過程中去味、除色、除臭的有效措施之一。大量研究表明,活性炭對水中的二氯苯酚、三氯苯酚、農(nóng)藥中的有機物以及消毒副產(chǎn)物二氯乙酸和三氯乙酸等都有很好的吸附效果,其凈化作用已經(jīng)得到公認。
美國在20世紀80年代初、每年用于水處理的活性炭為2.5X10°t,并且逐年增加。我國在20世紀60年末開始關注水污染防治,且在近些年來逐步重視,相關科研機構開展了大量的研究工作并取得了大量的成果,同時也開展了相關的實踐應用工作。1975年,甘肅白銀金屬有限公司建成了日處理能力為3X10°m?的顆粒活性炭凈水裝置。用于凈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的水廠。目前。在上海浦東自來水廠、安亭自來水廠應用活性炭做深度處理。自來水水質(zhì)達到直接應用的標準;首鋼采用活性炭處理焦化高濃度污水。處理后本質(zhì)達到排放的標準。
臨朐縣海源活性炭廠,是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家,產(chǎn)品20多個型號,覆蓋不同領域的活性炭使用環(huán)境,產(chǎn)品營銷全國,質(zhì)量穩(wěn)定如一,初心不改,一切為環(huán)保事業(yè)做出應有的貢獻,始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
地址:山東臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村
8-16目活性炭是一種用途十分廣泛的吸附劑,小孔徑的活性炭可用作氣體分離、回收溶劑蒸氣、冰箱脫臭劑、防毒面具中的吸附劑,大孔徑可用作脫色,清除溶液中的呈色物質(zhì),例如白糖、葡萄糖、酒類、油脂、醫(yī)藥、水的凈化等的脫色;催化劑。
1. 氣相吸附應用
8-16目活性炭的氣相吸附應用有很多,如與儲氫合金形成的復合材料可以在溫和條件下吸附氫氣或天然氣混合物,從而可以應用于煉油廠催化干氣中氫氣的吸附;城市天然氣用量隨時間變化而或高或低,通過高比表面積的活性炭吸附罐可以有效實現(xiàn)天然氣管道下游調(diào)峰,進而降低投資成本。除用于能源氣體的儲存外,美國、德國等發(fā)達國家還開發(fā)出了基于活性炭的,具有多次再生功能的新型織物,并將之應用于許多特殊服裝如飛行服、抗皺內(nèi)衣等的制造。
1)凈化室內(nèi)空氣:與室外空氣污染相比,室內(nèi)環(huán)境污染對健康的危害更為直接,是導致人們過敏、氣喘、疾病等的重要原因。室內(nèi)環(huán)境污染的污染源很多,包括建筑裝潢材料、廚房油煙、家具用品以及煙草煙氣等。隨著人們對家居環(huán)境的重視程度越來越高,室內(nèi)空氣凈化用活性炭的市場需求越來越大,因此適于室內(nèi)用的即效性活性炭空氣凈化裝置也將會得到普及[14]。根據(jù)室內(nèi)有毒氣體的種類和分子大小,經(jīng)過孔徑調(diào)控的活性炭可以特異性的將之去除,從而室內(nèi)污染。化學噴涂方法只能暫時遮蓋或淡化污染物氣味,不能穩(wěn)定去除緩慢釋放的有害氣體。目前,民用活性炭的市場已超過10億元/年,競爭越來越激烈,但是暫沒有相關國家或行業(yè)質(zhì)量標準,導致市場混亂,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。由中國林科院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所承擔的室內(nèi)空氣凈化活性炭的系列標準正在制定中,標準實施后將有效規(guī)范空氣凈化活性炭的市場。
2)電廠煙氣聯(lián)合脫硫、脫硝、脫汞:活性炭吸附脫硫、脫硝、脫汞是燃煤煙氣干法凈化技術的發(fā)展趨勢,尤其適用于缺水地區(qū),目前國家相關部門正在編制電廠煙氣治理用吸附劑國家標準,今后這一類的產(chǎn)品將得到迅速發(fā)展?;钚蕴棵摿蚣夹g在國外已比較成熟,新的脫硫技術是在活性炭上負載鈷、鎳、釩、鎂等金屬以提高對二氧化硫的脫除性能。通用方法是先將金屬離子引入煤和木質(zhì)材料表面,引入的方式一般為絡合或者離子交換,隨后再對原料進行炭化和活化。此外也有報道稱9%的碳酸鈉溶液改性的活性炭對硫化氫具有特異吸附選擇性。
3)油氣回收:隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展,汽車燃油揮發(fā)已成為空氣污染的重要源頭之一。研究表明:汽車總污染的40%左右來源于油氣揮發(fā)污染,這占到了尾氣排放污染的60%~70%。針對這個問題,國外科研工作者開發(fā)了具有吸附/脫附油氣功能的活性炭,并將之應用于汽車揮發(fā)性汽油回收,節(jié)約能源的同時還保護了環(huán)境。目前國外的活性炭正丁烷工作容量(BWC)已從幾年前的90~110g/L提高到150g/L,且高容量、低殘留的油氣回收用活性炭也在不斷開發(fā)當中。國內(nèi)企業(yè)對油氣回收活性炭的使用也已開始,如北京燕山石化煉油廠通過使用活性炭油氣回收裝置,在2006年就回收了高達288t的汽油,合人民幣約150萬。這僅僅是在油氣回收率為0.24%的條件下單個煉油廠的汽油回收效益,若放大到全國,每年排放到大氣中的油氣高達幾萬噸,對之進行有效回收將具有十分可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)保效果。
活性炭吸附作用力是指吸附劑與吸附質(zhì)來間在棉量方面的相互作用,承相這種相互作用的是電子,在發(fā)生吸附時,隨翁巢附刑表面和吸附質(zhì)分子中性質(zhì)的不同,其相互作用的組合狀況也不同。相互作用分為5案,作敦分散力相互作用,偶極子榻互作用、氫鍵,修電吸引力有其價健。
指致分散力倫敦(1ondonF)發(fā)現(xiàn)的力,是5種相互作用力中弱的,伯救方普遍存在于原子和分子網(wǎng),包括惰性似子、分子網(wǎng)也都存在,在活性炭吸附中也是非常重要的吸附作用力,由于其與在可見光和紫外光領域中的光分散有關,所以稱之為分散力。
除了倫敦分散力之外,偶極子相互作用也是一個相當微弱的相互作用力。表面上電負性不同的原子化學結合在一起時,由于電角性的差異導致對電子吸引強弱的不同產(chǎn)生電子的偏移,電子向電負性較大的一邊集中分布。于是在相互結合的原子之間產(chǎn)生稱作偶極矩的極矩p=gr,在有這種偶極子的表面原子組或者有極性的表面官能團與具有偶極子的分子之間,引發(fā)力的作用。這種力就叫做偶極子的相互作用,
氯鍵的強度一般為范德華力的5~10倍,其產(chǎn)生于一個氮原子與兩個以上的其他原子結合的過程中,通常,固體表面上多多少少存在一些類似于羧基,氨基,羥精等含有氫原子的極性官能團,這些官能團中的氮原子易與吸附分子申電負性大的氧,硫,氮等非其價電子對形成直線形的氮鍵。同樣,表面官能團中的氧,氮、氟等原子中非其價電子對的存在,使其易與吸附分子的極性官能團的氯原子形成無鍵。
靜電引力是很強的相互作用。目前對于產(chǎn)生電位的機理還不是太清楚,但即使固體,液體等是絕,接觸時表面仍會產(chǎn)生靜電,電量少卻能形成很強的電場。因此,這種老面經(jīng)常帶電的結果就使在發(fā)生吸附時產(chǎn)生了靜電引力。
表面能夠發(fā)生氧化、還原、分解等反應的吸附劑,容易與吸附質(zhì)之間形成具價鏈,可產(chǎn)生非常強有力的吸附作用。
活性發(fā)涌過氧化,還原等手段進行處理,改變其表面官能團的性質(zhì)。比表面積的大小以及孔徑,但是由于置換基的種類以及濃度能夠改變表面的化學性質(zhì)及物理性質(zhì),所以能夠從多種常劑、溶質(zhì)所組成的溶液中有選擇性地吸附某種南質(zhì)的表面),
山東臨朐縣海源活性炭廠,位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村,建廠多年來,經(jīng)不斷發(fā)展,現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家,產(chǎn)品有:各種型號用途活性炭,廣泛應用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過濾、電廠水預處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠,是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家,產(chǎn)品20多個型號,覆蓋不同領域的活性炭使用環(huán)境,產(chǎn)品營銷全國,質(zhì)量穩(wěn)定如一,初心不改,一切為環(huán)保事業(yè)做出應有的貢獻,始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
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8-16目活性炭基本上是非結晶性碳,它由微細的石墨狀微晶和將它們連接在一起的碳氫化合物部分組成?;钚蕴砍醯脑先缒静摹⒚旱?,經(jīng)炭化、活化等過程后,活性炭中部分碳原子之間已形成了微晶碳(活性炭的基本結晶),但是其面網(wǎng)結構卻沒有采取石墨那樣規(guī)則性的積層結構,而是形成圖1-1(b)那樣的亂層結構。除微晶碳外,活性炭前驅(qū)體經(jīng)炭化、活化等過程后仍然有部分未晶化的碳,活性炭被認為是由微晶群和其他未組成平行層的單個網(wǎng)狀平面以及無規(guī)則碳組成的多相物質(zhì)。
目前,在X射線衍射分析的基礎上,已發(fā)現(xiàn)活性炭的微晶碳有兩種不同的結構,一種是類石墨結構的微晶碳,其大小隨炭化溫度而變化,大小約由三個平行的石墨層所組成,其寬度約為一個碳六角形的九倍,它與石墨相比,微晶碳中平面面網(wǎng)之間排列不整齊,稱為“亂層結構”,與石墨結構的比較如圖1-1所示;另外一種微晶碳是由于石墨網(wǎng)結構之間的軸向不同,面網(wǎng)之間的間距也不整齊,或石墨層間扭曲,可能因雜原子(如氧、氮等)的進入而穩(wěn)定,碳六面網(wǎng)被空間交聯(lián)而形成無序的結構。Riley認為,在大部分碳材料中(包括活性炭)均含有這兩種結構類型,而活性炭的終特性則取決于它是以哪種類型的結構為主。
富蘭克林把除金剛石以外的碳素物質(zhì)分為容易石墨化的易石墨化碳素和難
8-16目活性炭的孔隙結構
①孔隙結構的形態(tài)?;钚蕴康目紫妒窃诨罨^程中,基本微晶之間清除了各種含碳化合物和無序碳(有時也從基本微晶的石墨層中除去部分碳)之后產(chǎn)生的孔隙,孔隙的大小、形狀和分布等因制備活性炭的原料、炭化及活化的過程和方法等不同而有所差異,不同的孔隙結構能夠發(fā)揮出相應的功能。1960年杜比寧把活性炭的孔分為大孔(孔徑大于50nm)、中孔(或稱過渡孔,孔徑2~ 微孔 50nm)和微孔(孔徑小于2nm)三類,這個方案已被國際純粹與應用化學聯(lián)合會(International Union of Pure and Applied ,中孔 Chemistry,IUPAC)所接受。在活性炭中這三類大小不同的孔隙是互通的,呈樹 -大孔狀結構。
活性炭的孔道結構 通過高分辨透射電子顯微鏡研究表明,活性炭中的微孔是活性炭微晶結構中彎曲和變形的芳環(huán)層或帶之間的具有分子尺寸大小的間隙??紫兜男螤钍切螒B(tài)各異的,使用不同的研究方法發(fā)現(xiàn):有些是一端封閉的毛細管孔或兩端敞開的毛細管孔,有些孔隙具有縮小的入口(瓶狀孔),還有一些是兩平面之間或多或少比較規(guī)則的狹縫狀孔、V形孔等。
杜比寧分類中大孔的內(nèi)表面能發(fā)生多層吸附,但在活性炭中,由于它的比例很小,所以大部分作為通路供吸附質(zhì)分子進入吸附部位,但它可以決定吸附速率,因此在實際應用中也是很重要的。過渡孔在很多情況下和大孔相同,也是作為吸附質(zhì)的通路從而支配吸附速率,但是過渡孔的作用卻不是單純的,它還可以作為不能進入微孔的大分子的吸附部位?;钚蕴康奈阶饔么蟛糠质峭?br/>
山東臨朐縣海源活性炭廠,位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村,建廠多年來,經(jīng)不斷發(fā)展,現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家,產(chǎn)品有:各種型號用途活性炭,廣泛應用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過濾、電廠水預處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。 臨朐縣海源活性炭廠,是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家,產(chǎn)品20多個型號,覆蓋不同領域的活性炭使用環(huán)境,產(chǎn)品營銷全國,質(zhì)量穩(wěn)定如一,初心不改,一切為環(huán)保事業(yè)做出應有的貢獻,始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
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8-16目活性炭材料
竹材是一種多孔介質(zhì)材料,熱解后形成具有較高的孔隙度的日炭、具作為一種環(huán)境保護材料具有廣闊的應用前景和的發(fā)展空間。在世界養(yǎng)地已得媽廣泛地應用。
此外,竹炭中還含有鉀、鎂、鈉、銷等豐富的天然礦物質(zhì)、利用其優(yōu)良掛能,眾多竹炭相關凈化和營養(yǎng)保健組合物被廣泛應用于改善木質(zhì)和提高食品品質(zhì),例如清除水中的有毒有害物質(zhì)和大米中的殘留農(nóng)藥等,由于行炭中含有人體所需的礦物質(zhì)及微量元素,在改善術質(zhì)或改善食品品質(zhì)的同時、長期使用還能夠補充人體所需,調(diào)節(jié)生理機能、增強體質(zhì)、減少疾病,在點飯時置入一片竹炭,不僅可以吸附大米和水中諸如農(nóng)藥之類的有毒、有害物質(zhì)、還可以釋膠微量元素,保護大米中的營養(yǎng)成分、使米飯香軟、可口,燒開水時置入一片首炭,可以對水中的有毒、有害物質(zhì)進行吸附、使木分子變小、增加水中的微量元素,使用自來水燒出的開水具有礦泉水的效果(*)。
大量的關于竹基活性炭的制備及其性能應用研究正在廣泛開展,章健等將竹制活性炭用作催化劑載體,并對其進行研究、結果表明與其他材質(zhì)活性炭相比,竹質(zhì)活性炭作為新型活性碳材料在比表面積、孔結構、灰分含量和表面基團等物化性能均顯示了作為催化劑載體的潛力。由于上述研究中所使用的是未經(jīng)處理的原炭,若對該竹質(zhì)活性炭進行改性處理、則其物化性能及相應的催化性能均有進一步提升的空間(*)。
劉洪波等以竹節(jié)為原料,采用KOH活化法制備EDLC用竹炭基高比表面積活性炭,并將其用作電極材料、系統(tǒng)考察了炭化溫度、KOH與竹炭的質(zhì)量比、活化溫度和活化時間等工藝因素對活性炭收率、微孔結構和吸附性能的影響,終制備了具有良好性能、并可應用為雙電層電容器電極的竹炭基高比表面積活性炭
山東臨朐縣海源活性炭廠,位于濰坊市臨朐縣冶源鎮(zhèn)西圈村,建廠多年來,經(jīng)不斷發(fā)展,現(xiàn)已成為一家綜合性濾料廠家,產(chǎn)品有:各種型號用途活性炭,廣泛應用于污水處理、工業(yè)廢氣吸附、飲料水處理、凈水過濾、電廠水預處理、廢水回收前處理、生物法污水處理。
臨朐縣海源活性炭廠,是一家從事活性炭生產(chǎn)20年的生產(chǎn)廠家,產(chǎn)品20多個型號,覆蓋不同領域的活性炭使用環(huán)境,產(chǎn)品營銷全國,質(zhì)量穩(wěn)定如一,初心不改,一切為環(huán)保事業(yè)做出應有的貢獻,始終將青山綠水作為自己產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
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溶劑回收通常應用小容量固定床吸附器,在大多數(shù)情況下均是立式圓簡形過濾器、炭料層高度多為50~100cm,更高的炭層則不常見,污水廢氣處理活性炭料層常常堆積在由石英礫石或者其他陶瓷材料構成的支撐層之上,這種一來可形成活性炭與置于設備底部的金屬絲網(wǎng)或多孔飾網(wǎng)直接接觸,從而使被凈化的空氣能較為均勻地分配。這樣支撐層具有蓄熱器的功能,它可在水蒸氣再生的過程中使其加熱,而后又把熱量傳給空氣,再傳熱使炭層干燥,眾所周知,惰性陶瓷球同時可作為不固定的羅底織物層的支承層的設備,
常用柱形活性炭顆粒作填料,因為由于這種形狀可以使之建立沒有通路形成的密實層。在大多數(shù)情況下、被凈化氣體的流向是自下而上,為了快速吸附蒸氣(例如氯代經(jīng)類)、物流的線速度約為50cm/s,而對于吸附其他溶劑的戴氣、則其線速度約為30cm/s。在回收極易揮發(fā)的溶劑時,可降低物流速度,同時需要轉(zhuǎn)移空氣流中的熱量,熱量的轉(zhuǎn)移通常是借助于在炭料中配置冷卻蛇管來實現(xiàn)。
某些溶劑在同熱的或者潮濕的活性炭接觸的情況下,會發(fā)生局部分解。例如在用水燕氣再生時,如含氯烴類可分解出鹽酸,醚類可被水解山東臨朐縣海源活性炭廠,而丙酮,丁酮或者甲基異丁基酮這樣的酮類可生成乙酸、二乙酰或者其他的裂解產(chǎn)物。在這些場合利用鋼制成的設備或是山陶瓷砌成的或者用合成涂料涂層的吸附器。如果空氣中含有腐蝕組分,需在吸附之前去除掉。
回收裝置的計劃
(1)基本裝置工藝圖6-7是溶劑回收裝置的基本工藝具代表性的一例。吸附裝置按活性炭的種類、性質(zhì)、裝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經(jīng)濟效果及防治公害機能的場合,對吸附裝置要詳細研究,
為了決定溶劑回收方法,至少要正確了解下列三項數(shù)據(jù),
①被處理的氣體量、濕度、溫度、溶劑成分以及溶劑濃度等原始氣體條件