01 污水處理用纖維球濾料
纖維球濾料是由纖維絲扎結而成的,它與傳統的鋼性顆粒濾料相比,具有彈性效果好 、 不上浮水面、孔隙大、水頭損失小、耐酸堿、可再生等優(yōu)點(diǎn);在過(guò)濾過(guò)程中,濾層空隙沿水 流方向逐漸變小,濾速快,截污能力大。適用于直接過(guò)濾的過(guò)濾設備,用于電力、油田、化 工、冶金、電子等行業(yè)的高標準用水以及循環(huán)水、旁濾水、廢水的回收與利用。其物理、化學(xué)性能數據見(jiàn)表1。
工作標準
1、根據進(jìn)水量和沉淀出水濁度適當控制濾速,保證濾后水質(zhì),如果進(jìn)水量過(guò)大,會(huì )影響纖維球濾料的性能。
2、每1~2小時(shí)觀(guān)察一次進(jìn)、出水濁度、pH值、余氯量、水頭損失,正確填寫(xiě)生產(chǎn)日報表。
3、負責纖維球濾料濾池的啟閉和沖洗及各項事故的排除;。
4、做好一級保養,配合好二級保養和參與 纖維球濾料濾池大修理工作。
5、與調度、一、二級泵站和加抓、加礬操作人員保持密切聯(lián)系,及時(shí)調整有關(guān)操作。
02 污水處理用陶粒
污水處理用陶粒濾料
1. 定義
根據《水處理用人工陶粒濾料》 ( CJ/T-2008 ) , 水處理陶粒濾料是指用黏土、粉煤灰、頁(yè)巖等材料為主要原料,經(jīng)破碎、配方,成形后經(jīng)高溫燒成陶質(zhì)的顆粒產(chǎn)品。陶粒表面堅硬、呈球形顆粒狀,具有發(fā)達的微孔和大比表面積、孔隙率高,從而截污能力強、濾速高。根據用途的不同,水處理用陶??煞譃榻o水處理濾料和污水處理濾料兩種。
2. 要求
(1) 人工陶粒濾料不應使濾后水產(chǎn)生有毒、有害成分;
(2) 人工陶粒濾料的粒徑范圍一般為0. 5 ~9. 0mm , 確定的陶粒濾料粒徑范圍中,小于***小粒徑和大于***大粒徑的賃均不應大于5%。
①給水用陶粒粒徑:給水用陶粒粒徑為1 ~2. 5 mm, 其中大于2. 5mm粒徑的篩余量≤5% , 小于1. 0mm粒徑的篩余量≤5% ;
②污水處理陶粒粒徑:污水處理陶粒粒徑為2~4mm、3~6mm、5~8mm、6~9mm , 同時(shí)應滿(mǎn)足標準的有關(guān)要求。
(3) 其他技術(shù)指標
陶粒濾料破碎率與磨損率之和、含泥量、鹽酸可溶率、空隙率與比表面積的指標,應符合表3的規定。
污水處理用陶粒濾料的種類(lèi)
1. 黏土陶粒
以黏土、亞黏土等為主要原料,經(jīng)加工制粒,燒脹而成的。如采用紅黏土粉煤灰,頁(yè)巖為主要原料,加入適量的化工原料,可生產(chǎn)出多孔球形輕質(zhì)陶粒濾料。多孔陶粒濾料具有強 度好、孔隙率大、比表面積大、化學(xué)穩定性好的優(yōu)點(diǎn),可以作為濾料用于污水和自來(lái)水的處 理工藝中。
2. 粉煤灰陶粒與粉煤灰陶砂
粉煤灰陶粒與粉煤灰陶砂是以工業(yè)廢料粉煤為主要原料,加入一定量膠結料和水,加工 成球形后燒結而成的。其粒徑為5mm 以上的輕粗骨料稱(chēng)為燒結粉煤灰陶粒;料徑小于5mm 的輕細骨料稱(chēng)為粉煤灰陶砂 。
粉煤灰陶粒
粉煤灰陶粒一般呈球狀,堆積密度不大于1100kg/m3, 粒徑5~20mm , 表皮粗糙堅硬, 內部有許多細微氣孔,具有體輕、高強等優(yōu)點(diǎn)。煤灰陶粒規格要求如下:
(1) 粉煤灰陶粒的吸水率不應低于22% , 軟化系數不應小于0.80;
(2) 粉煤灰陶粒的抗凍性要求如下:經(jīng)15次凍融循環(huán)后的重量損失不應大于5% ; 也可用硫酸鈉溶液法測定其堅固性,經(jīng)5次特環(huán)試驗后的重量損失不應大于5% ;
(3) 重摸損失要求如下:用煮沸法檢驗時(shí),其重量損失不應大于2% ;
(4) 粉煤灰陶粒的燒失量不應大于4% ;
(5) 粉煤灰陶粒中有害物質(zhì)應符合規定。
粉煤灰陶粒具有比表面積大、表面能高、內部存在著(zhù)鋁、硅氧化物等活性點(diǎn),具有良好的吸附性能,易于再生便于重復利用,因此是一種廉價(jià)的吸附劑。在廢水處理中具有廣闊的應用前景。
3. 頁(yè)巖陶粒
頁(yè)巖陶粒又稱(chēng)膨脹頁(yè)巖,采用黏土質(zhì)頁(yè)巖、板巖等為原料,經(jīng)破碎、篩分,或粉磨成球,燒脹而成。陶粒濾料具有孔隙率高、比表面積大、化學(xué)性能穩定、機械強度高、過(guò)濾水質(zhì)好、不含有害物質(zhì)、滲透能力強、濾速高、產(chǎn)水匾高等特點(diǎn),可作為水廠(chǎng)濾池和污水處理過(guò)濾的濾料。有關(guān)企業(yè)給出的技術(shù)指標如表5所示,供參考 。
4. 河底泥陶粒
大量的江河湖水經(jīng)過(guò)多年的沉積 形成了很多泥沙。利用河底泥替代黏土,經(jīng)挖泥、自然干燥、生料成球、預熱、焙燒、冷卻制成陶粒。河底泥陶??梢宰鳛樘盍嫌们餅V池處理 污水。
5. 硅藻土陶粒
硅藻土是由較細的硅藻殼聚集、經(jīng)生物化學(xué)沉積作用形成的沉積巖,硅藻土呈疏松狀,吸水和吸附能力強,熔點(diǎn)高,具有多孔結構。目前生產(chǎn)硅藻土陶粒有兩種方法:焙燒法和免燒法。如果硅藻土成巖秤度較高,已呈塊狀,可以采用直接焙燒,然后破碎***所需粒度。免燒法是將粉碎好的硅藻土,配入CaO含量大于80%的石灰和模數為2. 8的硅酸鈉混合拌勻,在成球盤(pán)中加水滾動(dòng)成球,經(jīng)一定時(shí)間養護即成硅藻土陶粒。有人應用硅藻土陶粒作為濾池的填料,對城市污水處理廠(chǎng)尾水進(jìn)行末端脫氮除磷深度處理的研究,結果表明處理后出水水質(zhì)可穩定達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》( GB18918—2002 ) 一級A標準。
6. 煤旰石陶粒
煤研石含有較高的碳及硫,燒失***較大。李國昌等以煤石為原料,分別采用破碎法和成球法制成濾料生料,經(jīng)快升溫或慢升溫焙燒獲得陶粒濾料,均能得到性能優(yōu)良的陶粒制品, 而成球法制品的氣孔率普遍高于破碎法。實(shí)際生產(chǎn)時(shí),可根據煤旰石特性、產(chǎn)品的性能要求、生產(chǎn)成本等確定煤旰石陶粒濾料的制備工藝。有人利用煤旰石作為主要原料,制備了生物濾池用陶粒濾料,將濾料用于曝氣生物濾池反應器的實(shí)驗,結果表明煤旰石陶粒濾料掛膜快、易于反沖洗,對水中有機物和NH3—N的去除效果良好。
7. 生物污泥陶粒
以生物污泥為主要原材料,經(jīng)過(guò)烘干磨碎、成球后,燒結成型。與石英砂相比,生物污泥陶粒的比表面積為同體積石英砂的2~3倍,孔隙率為石英砂的1. 3~2倍。生物陶粒濾料可作為工業(yè)廢水高負荷生物濾料池的生物膜載體、自來(lái)水微污染水源預處理用生物濾池的濾料。生物污泥陶??梢越杂脕?lái)鋪設于景觀(guān)水底,用以吸收水中的氨氮和磷等污染物。
8. 納米改性陶粒
合成新型的納米陶粒是水處理填料用陶粒的一個(gè)新嘗試 ,它對傳統陶粒比表面積小,難掛膜,生物親和力低、易堵塞等缺點(diǎn)有一定的改善。通過(guò)對陶粒生產(chǎn)原料配比、比表面積、孔隙尺寸及內部結構的綜合考慮,不斷優(yōu)化制備工藝,并添加納米材料和適當的膨脹劑進(jìn)行改性,使陶粒朝增大空隙率、減少壓降、增大比表面積、改善潤濕性能和功能多樣化的方向發(fā)展,不斷提高填料的性能,以促進(jìn)水處理工藝特別是生物膜法處理工藝的發(fā)展。
污水處理用陶粒的特點(diǎn)
1、采用無(wú)機惰性材料高溫燒成,長(cháng)期浸泡不會(huì )向水體釋放任何物質(zhì),無(wú)二次污染;
2、比表面積大,作為填料適合各類(lèi)微生物的生長(cháng),在其表面能形成穩定的、高活性的生物膜,處理出水水質(zhì)好;
3、表面微孔多,生物親和性好,微生物在其多孔的表面繁殖速度快,處理效率高;
4、具有很好的表面吸附性能,如在生物濾池系統中,陶粒表面不僅存在著(zhù)生物氧化作用,還具有截留懸浮物和生物膜的作用;
5、形狀規則,濾料層孔隙分布均勻,反洗效果好;能有效克服不規則濾料因濾料層孔隙分布不均勻而引起的水頭損失、易堵塞、板結等缺陷;
6、采用一定的粒徑級配,能提高納污能力和濾料利用率,減少水頭損失;
7、強度大、耐摩擦,物理、化學(xué)穩定性高,壽命長(cháng);
8、可規?;a(chǎn),價(jià)格便宜。目前,已開(kāi)發(fā)出多種檔次、不同價(jià)格的陶粒濾料,可根據水處理具體工程情況,滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求。
具體應用
陶粒采用無(wú)機惰性材料經(jīng)燒脹或燒結而成,長(cháng)期浸泡不會(huì )向水體釋放任何物質(zhì),無(wú)二次 污染,內部具有大量空隙,當水從陶粒層穿過(guò)時(shí),可以吸收和攔截水中大量的雜質(zhì),因些, 陶??梢宰鳛橐环N優(yōu)質(zhì)過(guò)濾材料用于過(guò)濾工藝中;同時(shí)其又具有質(zhì)輕、比表面積大的特點(diǎn), 適用于作為微生物的載體用于污水的處理以及深度處理。陶粒在水處理方面的應用主要有以 下幾個(gè)方面:
1、自來(lái)水的過(guò)濾
因為陶粒無(wú)毒、無(wú)味,過(guò)濾效果好,可用來(lái)作為濾料生產(chǎn)自來(lái)水。
2、作為生物填料用于給水預處理工藝
在給水處理預處理工藝中,目前一般采用生物膜法,主要包括生物接觸氧化、生物濾池、生物轉盤(pán)、生物流化床等。利用附著(zhù)生長(cháng)在填料表面的生物膜吸收水中的有機物、氮磷等營(yíng)養物質(zhì)進(jìn)行新陳代謝,達到凈化水質(zhì)的目的。在山西大同冊田水庫、浴陽(yáng)河、官廳水庫、紹興青甸湖等地,對受污染的水源進(jìn)行生物預處理試驗研究結果表明,采用生物污泥陶粒預處理可有效去除濁度、細菌、大鼠溶解性有機物、氨氮、色度等污染物質(zhì),能改善后續處理工藝對污染物的去除效果。
3、作為生物填料用于污水處理
作為生物接觸氧化、生物濾池、生物轉盤(pán)、生物流化床等微生物載體處理污水,如可以作為填料用于曝氣生物濾池,處理城市生活污水。
4、污水深度處理
因其有多孔、比表面積大,因此吸附性能好,加上對酸堿的化學(xué)和熱穩定性好等優(yōu)點(diǎn),
可以作為吸附材料用于污水的深度處理。有資料表明,陶粒濾料對鉻、銀、鋅和磷具有較強 的去除作用,在一些場(chǎng)合可替代活性炭作廉價(jià)的吸附劑。
03 無(wú)煙煤濾料
1、無(wú)煙煤濾料的加工與使用
無(wú)煙煤濾料采用優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤為原料,經(jīng)精選、破碎、篩分等工藝加工而成。無(wú)煙煤濾料具有以下特點(diǎn):化學(xué)性能穩定,不含有毒物質(zhì),耐磨損,在酸性、中性、堿性水中均不溶解;顆粒表面粗糙,有良好的吸附能力;孔隙率大(>50% ) , 有較高的納污能力;質(zhì)輕,所需反沖洗強度較低,可節省反沖洗用水及電能。
無(wú)煙煤濾料同石英砂濾料配合使用,是我國目前推廣的雙層快速濾池和三層濾池、濾罐過(guò)濾的***佳材料;是提高濾速、增加單位面積出水量、提高截污能力、降低工程造價(jià)和減少 占地面積***有效的途徑。已廣泛用于化工、冶金、熱電、制藥、造紙、印染、食品等生產(chǎn)前 后的水處理過(guò)程中。
2、選擇無(wú)煙煤濾料的要求
無(wú)煙煤濾料在過(guò)濾過(guò)程中所起作用直接影響著(zhù)過(guò)濾的水質(zhì),故選擇必須達到以下幾點(diǎn)要求:
(1)機械強度高,破碎率和磨損率之和不應大于3% (按質(zhì)量計);
(2)化學(xué)性能穩定,不含有毒物質(zhì),在一般酸性、中性、堿性水中均不溶解;
(3)粒徑級配合理,比表面積大;
(4)粒徑范圍:小于指定的下限粒徑不大于3% (按質(zhì)量計),大于指定的上限粒徑不大于2% (按質(zhì)量計)。
3、產(chǎn)品規格與技術(shù)指標
常用規格:0. 8~1. 2mm, 0. 8~1. 8mm , 1~2mm , 2~4mm等。
04 石英砂
石英砂是一種堅硬、耐磨、化學(xué)性能穩定的硅酸鹽礦物,其主要礦物成分是Si02 , 可高達 99%。石英砂的顏色為乳白色帶紅色或無(wú)色半透明狀,莫氏硬度7 , 性脆無(wú)解理,貝殼狀斷口,油脂光澤,相對密度為2.65, 其化學(xué)、熱學(xué)和機械性能具有明顯的異向性,不溶于酸,微溶于堿溶液,熔點(diǎn)1750℃。目前,生產(chǎn)石英砂采用的原料有兩種:
1、利用天然的河砂、海砂、分篩而成。優(yōu)點(diǎn)是就地取材、造價(jià)低;缺點(diǎn)是:因受水的侵蝕時(shí)間過(guò)長(cháng),強度降低、磨損率與破損率高、使用周期短、機械強度差。這些缺點(diǎn)是影響濾速的首要因素。
2、利用天然石英礦床,經(jīng)破碎、分篩、精選而成,具有密度大、機械強度高、顏色純正的優(yōu)點(diǎn),適用于生活飲用水過(guò)濾、循環(huán)水處理以及污水的回收利用。石英砂常用的規格有:0. 5~1.0mm、0. 6~1. 2mm、1~2mm、2~4mm、4~8mm、8~16mm、16~32mm。
05 沸石濾料
1、天然沸石
天然沸石大部分由火山凝灰巖和凝灰質(zhì)沉積巖在海相或湖相環(huán)境中發(fā)生反應而形成,為鋁硅酸鹽類(lèi)礦物,外觀(guān)呈白色或磚紅色,屬弱酸性陽(yáng)離子交換劑。如經(jīng)人工導入活性組分,使其具有新的離子交換或吸附能力,吸附容雖可相應增大。天然沸石主要用于中小型鍋爐用水的軟化處理,以去除水中的硬度,從而減少鍋爐內水垢的生成。在廢水處理中,可用于去除水中的磷以及鉛、六價(jià)銘等重金屬,失效后的沸石可用于濃鹽水逆流再生后重復使用。
2、活化沸石特性
活化沸石是天然沸石經(jīng)過(guò)多種特殊工藝活化而成,其吸附性能強,離子交換性能好,有利于去除水中的各種污染物?;罨惺枪I(yè)給水、廢水處理及自來(lái)水過(guò)濾的新型理想濾料。 沸石濾料技術(shù)參數見(jiàn)表7。
3、合成沸石
1)分子篩
分子篩按骨架元素組成可分為硅鋁類(lèi)分子篩、磷鋁類(lèi)分子篩和骨架雜原子分子篩;按孔 道大小劃分,孔道尺寸小于2nm、2 -50nm和大于50nm的分子篩,分別稱(chēng)為微孔、介孔和大孔分子篩。大孔分子篩由于具有較大的孔徑,成為較大尺寸分子反應的良好載體。分子篩 具有很高的脫水能力,可應用于石油化學(xué)、制冷劑脫水、醫藥品保存劑等。同時(shí),也可用作 工業(yè)制氣吸附劑(制氧 PSA、制氫PSA、深冷分離)及半導體工業(yè)廢氣處理劑等。
2)高硅沸石
高硅沸石主要為斜發(fā)沸石和絲光沸石,它們分散在白塹紀和第三紀的正常海相條件下形 成的沉積巖中,如細粒砂、硅質(zhì)黏土、蛋白土、碳酸鹽類(lèi)巖石和磷塊巖等,這些巖石中通常 富含生物化學(xué)成因的氧化硅,其硬度一般在4 -5, 性脆質(zhì)軟且輕,易碎易磨,高硅沸石具有優(yōu)異的疏水性、耐熱性,主要用于石油精制、石油化學(xué)用催化劑載體。另外,對烴類(lèi)、有機溶劑等也有優(yōu)異的吸附能力,被應用于汽車(chē)尾氣處理系統催化劑及各類(lèi)工廠(chǎng)廢氣去除裝置。
06 磁鐵礦濾料
磁鐵礦濾料是三層濾料濾池的必備材料,具有過(guò)濾速長(cháng)快、截污能力強、使用周期長(cháng)等特點(diǎn)。
07 錳砂濾料
采用天然錳礦石經(jīng)機械破碎、水洗、多次篩分加工而成。外觀(guān)呈褐色,表面粗糙。錳砂密度大、硬度高、不易磨損與破碎、化學(xué)性能穩定、不含有毒物質(zhì),是一種很強的氧化劑。
天然錳砂中含有MnO2 , 是Fe2+氧化成Fe3+的良好催化劑,對于生活飲用水、地下水除 鐵、除錳有獨特的效果,常用于除鐵除錳的過(guò)濾裝置 。含錳量(以MnO2計)不小于35%的天然猛砂濾料,既可用于地下水除鐵,又可用于地下水除錳;含錳量為20%~30%的天然錳砂濾料,只宜用于地下水除鐵;含錳量低于20% 的則不宜采用。
錳砂濾料物理、化學(xué)性能分析
常用規格:0. 5 ~1. 0mm, 1~2mm, 2~4mm。
08 果殼濾料
果殼濾料采用植物果殼為原料,經(jīng)破碎、拋光、蒸洗 、藥物處理和多次篩選加工而成。 可采用的植物果殼有核桃殼、椰子殼等。果殼濾料具有耐磨、抗壓、不在酸堿性水中溶解、不腐爛、不結塊、易再生,較強的除油性能等優(yōu)點(diǎn),被廣泛運用在各種廢水處理(特別是含 油廢水)中。果殼濾料是取代石英砂濾料來(lái)提高水質(zhì)、大幅度降低水處理成本的新一代濾料。
常用規格:10 ~1. 0mm, 0.8~1.2mm, 1.2~1.6mm,1.6~2.0mm。
1.果殼濾料的特點(diǎn)
(1) 具有多孔和多面特性,截污力強,油和懸浮物去除率高 ;
(2) 具有多棱性和不同粒徑,形成深床過(guò)濾,增強了除油能力和濾速 ;
(3) 具有親水不親油和適宜的密度,易反洗,再生力強;
(4) 硬度大,且經(jīng)特殊處理不易腐蝕,不用更換濾料,每年只補充少量,可節省維修費用和維修時(shí)間,提高利用率 。
2. 果殼濾料用途
(1) 油田含油污水處理:去油和懸浮固體;
(2) 其他工業(yè)含油污處理:去油和懸浮固體;
( 3) 工業(yè)用水處理:去除水中懸浮固體,提高水質(zhì)。
09 活性炭
活性炭是一種非常優(yōu)良的吸附劑,它是利用木炭、竹炭、各種果殼和優(yōu)質(zhì)煤等作為原料,通過(guò)物理和化學(xué)方法對原料進(jìn)行破碎、過(guò)篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成?;钚蕴烤哂形锢砦胶突瘜W(xué)吸附的雙重特性,可以有選擇地吸附氣相、液相中的各種物質(zhì),以達到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的。
1、活性炭的吸附性
吸附性質(zhì)是活性炭的首要性質(zhì)?;钚蕴烤哂邢袷Яs無(wú)規則地排列的微晶,在活化過(guò)程中微晶間產(chǎn)生了形狀不同、大小不一的孔隙。按IUPAC方法分:微孔小于1.0nm、中孔 1~25nm、大孔大于25nm?;钚蕴课⒖椎目紫度莘e一般只有0. 25~0. 9Ml/g,孔隙數量約為 1020 個(gè)/g, 全部微孔比表面積約為500~1500㎡/g , 也有稱(chēng)高達3500 ~5000㎡/g的。這些孔隙特別是微孔提供了巨大的表面積。
活性炭幾乎95% 以上的表面積都在微孔中,因此微孔是決定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容積一般約為0. 02~1.0mL/g, 比表面積***高可達幾百平米,能為吸附物提供進(jìn)入微孔的通道,又能直接吸附較大的分子。大孔的孔隙容積一般約為0. 2 -0.5mL/ g , 比表面積約0.5 ~2㎡/g, 其作用一是使吸附質(zhì)分子快速深入活性炭?jì)炔枯^小的孔隙中去;二是作為催化劑載體,作為催化劑載體時(shí),催化劑只有少量沉淀在微孔內,大都沉淀在大孔和中孔之中。
2、影響活性炭吸附的主要因素
由于活性炭水處理所涉及的吸附過(guò)程和作用原理較為復雜,因此影響因素也較多,主要有活性炭的性質(zhì)、水中污染物的性質(zhì)、活性炭處理的過(guò)程原理以及選擇的運轉參數與操作條 件等有關(guān)。
1)活性炭的性質(zhì)
用于水處理的活性炭應有三項要求:吸附容量大、吸附速度快、機械強度好?;钚蕴康奈饺萘砍渌饨鐥l件外,主要與活性炭比表面積有關(guān),比表面積大,微孔數量多,可吸 附在細孔壁上的吸附質(zhì)就多。吸附速度主要與粒度及細孔分布有關(guān),水處理用的活性炭,要 求過(guò)渡孔(半徑2. 0~100nm )較為發(fā)達,有利于吸附質(zhì)向微細孔中擴散?;钚蕴康牧6仍叫?/span>吸附速度越快,但水頭損失要增大,一般在8~30目范圍較宜?;钚蕴康臋C械耐磨強度,直接影響活性炭的使用壽命。
2)吸附質(zhì)(溶質(zhì)或污染物)性質(zhì)同一種活性炭對于不同污染物的吸附能力有很大差別。
a.溶解度
對同一族物質(zhì)的溶解度隨鏈的加長(cháng)而降低,而吸附容量隨同系物的系列上升或分子量的 增大而增加。溶解度越小,越易吸附,如活性炭從水中吸附有機酸的次序是按甲酸→乙酸→丙酸→丁酸而增加。
b.分子大小與化學(xué)結構
吸附質(zhì)分子的大小和化學(xué)結構對吸附也有較大的影響。因為吸附速度受內擴散速度的影 響,吸附質(zhì)(溶質(zhì))分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例,***利于吸附。在同系物中, 分子大的較分子小的易吸附。不飽和鍵的有機物較飽和的易吸附。芳香族的有機物較脂肪族 的有機物易于吸附。
c.極性
活性炭基本可以看成是一種非極性的吸附劑,對水中非極性物質(zhì)的吸附能力大于極性物質(zhì)。
d.吸附質(zhì)濃度
吸附質(zhì)的濃度在一定范圍時(shí),隨著(zhù)濃度增高,吸附容量增大。因此吸附質(zhì)(溶質(zhì))的濃度變化,活性炭對該種吸附質(zhì)(溶質(zhì))的吸附容量也變化。
3)溶液pH
溶液pH值對吸附的影響,要與活性炭和吸附質(zhì)(溶質(zhì))的影響綜合考慮。溶液pH值控制了酸性或堿性化合物的離解度,當pH值達到某個(gè)范圍時(shí),這些化合物就要離解,影響對這些化合物的吸附。溶液的pH值還會(huì )影響吸附質(zhì)(溶質(zhì))的溶解度,以及影響膠體物質(zhì)吸附質(zhì)(溶質(zhì))的帶電情況。由于活性炭能吸附水中氫、氧離子,因此影響對其他離子的吸附?;钚蕴繌乃形接袡C污染物質(zhì)的效果,一般隨溶液pH值的增加而降低,pH值高于9. 0時(shí),不易吸附,pH值越低時(shí)效果越好。在實(shí)際應用中,應通過(guò)試驗確定***佳pH值范圍。
4)溶液溫度
因為液相吸附時(shí),吸附熱較小,所以溶液溫度的影響較小。吸附是放熱反應。吸附熱越大,溫度對吸附的影響越大。另一方面,溫度對物質(zhì)的溶解度有影響,因此對吸附也有影響。用活性炭處理污水時(shí),溫度對吸附的影響不顯著(zhù)。
5)多組分吸附質(zhì)共存
應用吸附法處理水時(shí),通常水中不是單一的污染物質(zhì),而是多組分污染物的混合物。在吸附時(shí),它們之間可以共吸附,互相促進(jìn)或互相干擾。一般情況下,多組分吸附時(shí)分別的吸 附容量比單組分吸附時(shí)低。
6)吸附操作條件
因為活性炭液相吸附時(shí),外擴散(液膜擴散)速度對吸附有影響,所以吸附裝管的型式、
接觸時(shí)間(通水速度)等對吸附效果都有影響。
3、生物活性炭工藝在廢水處理中的應用
1)粉末活性炭活性污泥法在印染廢水處理中的應用
相關(guān)研究人員采用缺氧好氧混凝沉淀亞濾富氧生物炭工藝處理漂染廠(chǎng)印染廢水處理。 廢水的進(jìn)水COD600 ~1200mg/L、色度300~600倍、pH11~13, 混凝沉淀的藥劑采用FeCl與NaOH , 亞濾利用陶粒微孔分離細小大分子的機理去除難處理的有機物,富氧生物炭工藝利用生物炭對低濃度的有機物進(jìn)行吸附。工程運行結果表明,其中的缺氧好氧對COD的去除率達到50% , 亞濾富氧生物炭工藝對COD的整的去除率達到65% , 對色度的去除率達到75%, 活性炭更換周期長(cháng),文獻中的處理成本0.7 元/ m3廢水,但沒(méi)有提供具體的工藝參數與運行情況。
其他研究人員也采用水解接觸氧化氣?。锾抗に囂幚鞢OD濃度為2550mg/L的印染廢水。水解設計水力停留時(shí)間為9h。為提高水解的處理效果,池中配備有穿孔管進(jìn)行布水, 同時(shí)設置有填料掛膜。接觸氧化設計水力停留時(shí)間為6. 7h , 氣水比為25: 1。
氣浮使用的藥劑為聚鋁,設計停留時(shí)間為60min , 其中反應段時(shí)間為10min。沉淀段水力停留時(shí)間為1h,生物炭池內進(jìn)行曝氣,氣水比為5: 1??偱欧趴谒|(zhì)能穩定達到《廢水綜合排放標準》 ( GB 8978—96 )一級排放標準,工程投資費用為960元/m3廢水,當時(shí)的運行費用為2. 04元/m3廢水。其處理工藝流程如下圖所示。文獻中提出了由于氣浮水中存在的氣泡導致后段沉淀效果不佳,影響生物炭池??梢栽诔恋矶渭右粋€(gè)管道器,投加少量的高效混凝藥劑加強沉淀效果,減輕對生物炭池的影響。改造后可以形成了一個(gè)生化+二級物化+其他深度處理的工程措施,適應高濃度的印染廢水的處理。
水解→接觸氧化→氣浮—生物炭工藝處理印染廢水流程
2)顆粒狀活性炭在玻璃纖維廢水深度處理中的應用
某玻璃纖維生產(chǎn)企業(yè)主生產(chǎn)污水主要來(lái)自玻璃纖維表面處理工序,水中的污染物質(zhì)主要是“浸潤劑”組分(環(huán)氧乳液、PVAC乳液、聚氨酣乳液、潤滑劑及抗靜電劑、各種偶聯(lián)劑等)以及微細玻璃纖維等懸浮物。除溶劑外,大部分是熱穩定性高、難溶于水的高分子有機 物,具有密度輕、顆粒細、可生化性差等特點(diǎn)。
日排放廢水量800t ,設計采用的工藝為氣浮+接觸氧化+炭砂過(guò)濾工藝,出水排放執行國家《污水綜合排放標準》 ( GB 8978—1996)的一級排放標準。工藝流程下圖所示。
顆粒狀活性炭深度處理玻璃纖維廢水工藝流程
由于廢水表面活性物質(zhì)較多,懸浮物疏水性較強且質(zhì)量輕,預處理采用氣浮工藝。氣浮工藝采用進(jìn)口氣液混合泵;炭砂過(guò)濾器承托層采用石英砂,內裝中φ2~3mm、h=6mm規格的柱狀活性炭粒,反沖洗根據過(guò)濾器內壓力控制(正常運行為0.02~0.06MPa) , 一般周期為 3~5天出當原水濃度較低時(shí),終沉后已能達標,可跨越生物炭床直接排放。其工程主要構筑物設計見(jiàn)下表: