活性炭吸附法处理苯系物及MTBE微污染废水的实验研究

活性炭吸附法处理苯系物及MTBE微污染废水的实验研究 近年来,在经济飞速发展的同时,水环境也遭到了严重的破坏,尤其是工业难降解有机废水的肆意排放,是主要的污染源,而苯系物是工业废水主要成分之一,因此,研究开发苯系物高效、经济的去除方法是治理工业废水的关键。MTBE是目前广泛应用的一种汽油添加剂,也是一种重要的化工原料,它对环境的危害是不可估量的。本课题较全面、深入的研究了活性炭吸附法治理硝基苯废水和MTBE微污染废水,并以实验室实验数据为基础,自行设计了活性炭吸附罐,对实验进行了工程的放大,通过现场运行,得到了良好的去除效果。 本文选用硝基苯废水作为苯系物的代表污染物为研究对象,通过小型固定床反应器研究了三种不同类型活性炭(果壳炭、煤质炭和椰壳炭)的吸附穿透曲线,确定吸附硝基苯废水的最优活性炭,考察了流速、温度等因素对穿透曲线的影响,并进行了吸附动力学实验,得出实验结论:果壳炭到达吸附穿透点所需时间最长,因此,果壳炭为最优活性炭,其对硝基苯模拟废水穿透曲线的最佳实验条件为:进水流速为10mL/min,废水温度为10℃。对于浓度范围在20~100mg/L的硝基苯废水样,都适合用假二级动力学方程进行拟合,活性炭(果壳炭)对硝基苯的吸附过程更符合Langmuir吸附等温模型,对初始浓度范围为20~500mg/L的硝基苯模拟废水,活性炭的最大吸附容量随温度的升高而增加,10℃、20℃和30℃时活性炭的最大吸附容量分别为70.92mg/g,81.30mg/g,84.03mg/g。 针对MTBE微污染废水,采用活性炭吸附法,通过影响因素考察实验、吸附动力学实验和吸附平衡实验对吸附过程进行了深入的探讨,得出实验结论:活性炭碘值越大,吸附效果越好,即果壳炭吸附MTBE效果最好。pH对实验结果影响不大,吸附反应时间、温度及填料用量均是吸附过程的重要影响因素。对浓度范围为5~20mg/L的MTBE微污染废水,三种类型活性炭(果壳炭、煤质炭、椰壳炭)的吸附均适合用假二级动力学方程进行拟合。三种活性炭的等温吸附过程更适合用Langmuir吸附等温模型进行描述,对初始浓度范围为5~25mg/L的MTBE微污染模拟废水,确定了果壳炭、煤质炭和椰壳炭的饱和吸附容量分别为:17.094、15.625和16.807mg/g。 通过地下水污染连续运行现场实验,可得实验结论:活性炭吸附罐的进水流量为Q=0.2m3/h。通过80h的连续运行,出水DO比进水大,pH略高于进水,温度低于进水,COD的去除率接近100%。出水中四种主要有机污染物(苯胺、硝基苯、苯和氯苯)的去除率均在90%以上,且出水稳定,达标排放。

废旧布袋活性炭的制备及其在印染废水深度处理研究

废旧除尘布袋是废气除尘过程中产生的固体废物,主要是由高碳含量,低生物降解性的合成化学纤维组成,具有制备活性炭的基本条件.活性炭由于操作简单,吸附性能好,被广泛应用于制药,印染等化工行业的废气,废水深度处理.印染行业是我国工业废水的排水大户,通常印染废水都会经过活性炭等深度处理后才能达到回用或更严格的排放标准.本文将废旧除尘布袋制备成活性炭,并应用于印染废水深度处理,研究废旧布袋活性炭(WFB AC)对苯胺的吸附性能,并与商业活性炭进行对比研究.本文以东莞市某家具厂废旧除尘布袋为研究对象,对其进行工业分析及元素分析.结果表明:废旧除尘布袋的挥发分含量高达87.57%,碳元素含量达62.20%,固定碳含量为9.55%.以废旧除尘布袋为原料,NaOH为活化剂,通过单因素和响应曲面实验,确定WFBAC最佳制备工艺条件.考察了炭碱质量比,活化剂选择,活化温度,活化速率和炭化温度对VVFBAC吸附性能(碘吸附值和苯胺吸附值)及产率的影响.单因素的结果显示,WFBAC的最佳工艺条件为:炭化时间2h, NaOH活化,炭碱质量比1:2,活化温度600℃,活化速率8℃/min.响应曲面结果表明,最佳的WFBAC制备条件为:活化温度621.56℃,升温速率8.39℃/min,炭碱质量比0.71,此时碘值为834.14 mg/g,苯胺吸附值369.97μg/g,产率30.77%.采用红外光谱分析仪对VWTFBAC表面光能团进行分析,结果表明活化后的炭化布袋酸性基团振动弱化,碱性基团振动加强,WFBAC对苯胺的吸附能力强于炭化布袋.SEM扫描电镜结果分析表明,WFBAC表面膨松,且布满了不同孔径的孔结构.利用WFBAC吸附含有苯胺的印染废水,并与商业活性炭进行比较;同时研究WFBAC对苯胺的动力学,热力学吸附.吸附试验表明,苯胺浓度为0104 mg/L吸附温度为30℃的条件下,WFBAC对苯胺的去除率高达94%,商业活性炭为87%;伪二级动力学模式(R20.986)更适合描述苯胺动力学吸附Langmuir模式适合苯胺吸附热力学的描述.在吸附时间为10 min之前,WFBAC对苯胺的吸附以粒内扩散为主,当时间大于10 min时,则以膜扩散和内扩散为主.利用WFBAC对印染废水进行深度处理,考察了吸附时间,WFBAC用量和吸附温度对印染废水尾水CODcr口TOC去除的影响;同时对印染废水中CODcr的吸附动力学进行了研究.结果表明:当吸附时间2h,WFBAC用量1.0 g/L,吸附温度为30℃时,CODcr和TOC的去除率分别达到77%和74%,比同等条件下CAC对印染废水尾水CODcr去除率高24.19%.WFBAC对CODcr的吸附符合准二级动力学方程(R20.99).吸附速率在前30 min由颗粒内扩散主导,30 min之后则以膜扩散为主.

以不同污泥为原料制备活性炭及其对Cr(VI)的吸附

以城市和巨化污水厂的生化污泥及剩余污泥为原料,采用氯化锌活化法制备活性炭,试验考察了不同污泥及制备条件对活性炭吸附性能的影响,结果表明:不同来源的污泥由于组成不同,制备所得的活性炭吸附性能也有差异,挥发份含量高的污泥制备所得的活性炭具有较高的碘值;制备条件对活性炭吸附性能有重要的影响,其影响程度依次为活化温度活化时间质量比;在用制备的其中两种活性炭吸附含Cr(VI)废水试验中,发现均具有较好的去除效果.

IBAC工艺对洗浴废水中有机污染物的去除效能与机理

采用以固定化生物活性炭IBAC为主的处理工艺对洗浴废水进行处理.处理后水的浊度,高锰酸盐指数,LAS和浴臭平均值分别为2.46 NTU,3.2mg/L,0.13mg/L和0级臭味,为了保证整体工艺的出水,IBAC进水的浊度要小于10 NTU;通过GC/MS的检测,IBAC对这种水中的有机物具有较好的去除作用.在运行10个月后的IBAC上,人工固定化的工程菌仍占优势,活性炭也具有较高的碘值和亚甲兰值.IBAC的净化作用是以微生物的降解作用为主,活性炭的物理吸附和二者的协同作用为辅.

活性炭吸附再生工艺在印染废水回用水处理中的设计与运行效果分析

广东省东部某印染园区集中废水处理厂工程规模为7.5万m^(3)/d,出水部分排海,部分回用.排海部分采用混凝沉淀-水解酸化-AAO-MBR-臭氧处理工艺,后续回用工艺经处理效果,工程风险性,投资,运行成本及维护等方面比选后采用活性炭吸附与再生工艺.活性炭吸附池投入实际运行后,在一个饱和周期130 d内,其出水COD均在50 mg/L以下,平均去除率约为45%.对所用的再生活性炭进行检测,其碘值再生率和亚甲蓝值再生率高达90%,80%以上.结果表明,活性炭吸附与再生工艺满足出水水质的要求,且节约投资,节省占地,无浓水产生,可有效的降低运行成本.

从褐煤制备活性炭的工艺及理论研究

该研究利用云南省丰富的褐煤资源,进行了煤的非燃料化技术开发即制备煤基活性炭的试验,一方面使云南的煤炭资源优势转化为经济优势,促进云南的社会和经济的发展,另一方面解决了活性炭工业因木材来源枯竭而面临的困难,对保护环境和保持生态平衡,促进人类的可持续发展有积极意义.采用的工艺路线为褐煤半焦压块制备活性炭法.首先对弥勒褐煤进行了炭化试验,考察了炭化温度分别为400℃,500℃,600℃时不同的炭化时间下烧失率的大小,分析得出随着温度的随加,烧失率增大,时间的增加,炭化程度越高.从炭化料的成分分析结果可看出,水分和挥发分明显减少,同时灰分,固定碳和全硫的含量有很大的增加.为了找到温度和时间对炭化料的物理化学特性的影响,根据国际GB/T7702.7—1997的碘吸附值测定方法,对试验的炭化料进行了测定.碘值有随着温度和时间的增加而增大的趋势,但碘值的增加不很明显.综合考虑各因素,确定了炭化的最佳工艺条件,即炭化温度500℃,炭化时间1.5小时.该试验采用-100目褐煤半焦料,分别用粘结剂煤焦油,淀粉,废蜜糖,羧甲基纤维素混合造粒,用水蒸气活化法制备用于工业废水处理的活性炭.对煤焦油作粘结剂的原料,进行了充分的不同试验条件的选择.利用原料的非等温热重曲线,选用煤的热分解两步反应模型,计算了褐煤的两段温度区间的活化能和频率因子.第一段的活化能为47.37kJ/mol,频率因子为5.80×10<'3>;第二段活化能为152.74kJ/mol,频率因子为4.63×10<'8>.由活化能值知,开始比较容易发生热解反应,随着反应的进行,挥发分的逸出,高熔点的灰分含量增加,使热解反应需要较大的活化能.