工业含酚废水使用柱状活性炭处理工艺
含酚废水酚及其物是工业废水中常见的高毒性、难降解的有机物,含酚废水来自焦化厂(尤其是低温土法炼焦)、煤气厂、石油化工厂、绝缘材料厂等工业部门以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酞胺纤维、合成染料、有酚基化合物是含酚废水中的主要成分,如甲酚、二甲酚、硝基甲酚和苯酚等。国内外含酚废水的处理方法主要包括吸附法、萃取法、氧化法以及生物技术。处理含酚和醋酸钠的废盐水时,先调整溶液酸碱度至 pH一7 ,然后以串联柱状活性炭处理去酚,对出水再调整酸碱度至 pH一3 ,使醋酸钠变为醋酸,然后用柱状活性炭进行串联吸附去除醋酸,吸附的酚和醋酸均可用氢氧化钠回收。利用柱状活性炭处理生产杀虫剂的废水中的酚,可以使其浓度从100mg/L降低到1mg/L。邻甲酚、间甲酚、对甲酚等比苯酚更易被柱状活性炭所吸附,而且随着烷基链的长度和个数的增加,其吸附容量也增大。 废水中的硝基酚也可用柱状活性炭吸附。含二硝基丁基酚的废水可用柱状活性炭吸附去除。废水中的对氯酚,都可用柱状活性炭吸附,饱和后可用5%碱液以热法再生。
煤化工工厂的废水含有大量甲基酚、乙基酚和二甲基酚等酚类化合物,这些化合物对生物、人体有很多有害影响,因此去除这些化合物是控制水污染的方法之一,柱状活性炭的吸附因酚的种类而不同,烷基取代酚比酚会更强烈地被吸附,并且吸附一性随烷基链的增长而增加,其吸附性与烷基的位置无关,但是随取代基数目的增加而显着增大。吸附性的增减随着酚的溶解度的变化而变化,烷基的取代使酚的极性减少,分子量增大,溶解度降低,吸附-性增加。柱状活性炭的表面积和含氧的表面结构对酚的吸附有一定的影响。酸性基团的存在减少酚的吸附,拨基中氧的存在因为有氢键的缘故,可增强酚的吸附。为了提高柱状活性炭对废水的去酚率,则需要选择具有大表面积和低酸性氧的柱状活性炭,高温制造的柱状活性炭是可取的。采用柱状活性炭固定床时,可用18%的氯化钠溶液去除苯酚及醋酸,处理的盐水可用来生产氯和烧碱,吸附一的苯酚可用氢氧化钠解吸。采用柱状活性炭厌氧流化床处理含酚废水,可得到高达99.9%的去酚率和96.4%的CODr去除率,因为柱状活性炭对酚类的吸附作用与生物降解作用结合起来,发挥了两方面的活性,载体流态化也解决了气液分离及介质堵塞问题。用碳酸钾化学活化的煤研石制得的柱状活性炭,既 T 比表面积达 1236 澎/ g , 孔体积达 0 . 6 79cm " / g ,表面是疏水性的,对水溶液中酚类污染物有良好的吸附性能。柱状活性炭对含苯酚的废水处理是一种实用的方法,优点是无另外的废物和毒物,无二次污染,又可以有效地再生。 采用柱状活性炭与双氧水协同作用(柱状活性炭作催化剂,双氧水作氧化剂),对降解含有对氨基苯酚的废水有良好的效果,对氨基苯酚的去除率达74&,与 Fenton 试剂法相比较,COD去除率提高1.75倍。机农药和酚醛树脂的生产过程。例如生产焦炭、煤气所产生的废水。
蜂窝活性炭与柱状活性炭是两种不同的活性炭,虽然材质大部分都是由无烟煤制成,但在用途上,制作工艺以及价格上都有着很大的区别,那么两种活性炭相比较,区别都有哪些呢?
蜂窝活性炭和柱状活性炭的区别:
1、材质上
蜂窝活性炭是由单一的无烟煤制成,柱状活性炭的原材料广泛,可以是椰壳、果壳、也可以是无烟煤制成。
2、制作工艺上
在制作工艺方面,蜂窝活性炭是由煤以及润滑剂、粘合剂和水经过原料配料,捏合粉碎、挤出成型、活化、干燥、炭化后有的;柱状活性炭是加入一定的粘合剂和水,在一定程度下捏合一段时间,然后等到充分浸润、渗透、和分散均匀,通过成型机在一定的压力下用一定直径的磨具挤压成炭条,炭条风干后经炭化、活化、筛分,后制成。
3、用途上
柱状活性炭在用途上很广泛,在很多部门都着广泛的应用,比如:工业、农业、制造业以及生活上的废水废气的处理上;蜂窝活性炭用途比较单一,可以用来处理各种有毒有害气体。
4、价格上
煤质柱状活性炭与蜂窝状活性炭二者并没有很高的差价,如果是木质柱状活性炭与蜂窝状活性炭,二者就有一定的差价的,当然,价格高,质量也就好。
煤质活性炭过滤工艺主要特点
a.运行费用低,不需高扬程大流量的反冲洗泵。用电设备空气提升泵的平均能耗为0.009kWh/m3原水,而且可采用TIS、LIS等方式的间歇洗沙方式,进一步降低运行费用。
b.维护费用低,活性砂过滤器在运行过程当中除石英砂滤料外没有任何转动部件,故障率低,维护费用省。滤料的使用寿命为15-20年,空气提砂泵的使用寿命为10年。而普通滤布滤池滤布的使用寿命仅为两年。
c.效率高,24小时连续工作,不需停机反冲洗。不需反冲洗阀门和备用过滤器。清洗水自用水量仅为总进水量的1-3%,并可以通过压力控制进一步降低清洗水量。
d.水头损失小,由于采用了单击滤料且滤料清洁及时,因此煤质活性炭过滤器水头损失很小,总水头损失≤0.5m。
e.一次性投资低,不需单设混凝池、澄清池等设施,不需反冲洗泵和电动、气动阀门等设备,工程量小,一次性投资省。
f.出水水质稳定、过滤效果好。滤料清洁及时,可保证高质、稳定的出水效果,无周期性水质波动现象,无初滤液问题。出水浊度平均值为1NTU。
d.进水水质要求宽松,可长期承受150mg/L浓度SS进水水质,短时承受400 mg/L浓度SS冲击而出水水质不变。
g.自动化程度高,通过气动控制柜和电动控制柜完成全自动控制,实现无人职守。
h.占地面积小,外形美观。由于活性砂过滤器将传统的三段式再生水处理工艺为一体,节省用地约70-80%。活性砂滤池可以建设在再生水车间下部,上部为控制部分和检修平台。外观更美观、紧凑。
i.易于改扩建。煤质活性炭过滤器所采用的单元操作方式可根据水量变化灵活增加或删减过滤器数量,易于改扩建
木质柱状活性炭采用优质木屑、椰壳等为原料,经粉碎、混合、挤压、成型、干燥、炭化、活化而制成的柱状活性炭比传统的煤质柱状炭灰份低、杂质少、CTC占优势。
柱状活性炭对水体中的挥发性有机物有比较好的吸附效果,可使水体中各种挥发性有机物去除率达到25%~65%。比较各种不同分子量有机物的吸附规律可以看出,对于挥发性有机物,分子量越大,它们的去除率就越高。这与苯酚与阳离子嫩黄的吸附规律类似,即对于水体中的小分子有机物而言,分子量越大,越容易被活性炭吸附。
柱状活性炭适用性:①、气相吸附②、有机溶剂回收(苯系气体 、醋酸纤维行业中的丙酮回收)③、杂质和有害气体祛除,废气回收④、炼油厂、加油站、油库过量汽油回收。⑤.用于活性炭催化均四氯乙烷脱HCl制备三氯乙烯。
在使用煤质柱状活性炭时,要根据具体的应用对象、工艺过程和设备等情况进行综合的考虑,权衡这些因素的影响,通过实验研究,寻找到一个的应用条件。
柱状活性炭是如何炭化的?
炭化方法先是用柱状活性炭炭化炉经过预热阶段进行预热,然后进入炭化阶段在四五百度的高温下加热,然后用空气助燃,不需要加入其他物品为燃料,后面会进入冷却阶段进行冷却。
柱状活性炭的炭化原理:
柱状活性炭在使用初期,它的微孔将会逐渐被空气和小分子物质气体充满,随着吸附时间的延长,柱状活性炭会吸收大分子能力提高,所吸附的小分子会被大分子置换出来。具体解析:柱状活性炭经过技术细分孔径、触媒分子涂层处置,增强对空气中有害物质的柱状活性炭的净化才干。柱状活性炭净化原理柱状活性炭运用初期,炭的微孔逐渐被包括空气等小分子物质在内的气体所充溢,但是随着吸附时间的延长,由于炭具有对大分子气体吸附才干大的特性,炭所吸附的空气等小分子气体逐渐被大分子的甲醛、苯、tvoc和菌团微粒等置换出来。
活性炭不能很好地与某些化学物质结合,包括醇类、醇类、氨、强酸和强碱、金属以及大多数无机物,如锂、钠、铁、铅、砷、氟和硼酸。活性炭确实能很好地吸收碘,事实上,碘值mg/g (ASTM D28标准方法试验)被用作总表面积的指标。活性炭可作为各种化学物质的底物,提高其吸附某些无机(和有机)化合物的能力,如硫化氢(H2S)、氨(NH3)、甲醛(HCOH)、汞(Hg)和放射性同位素碘-131 (131I)。这种性质称为化学吸附。
柱状活性炭处理工厂废气时关于它的广泛应用
活性炭的化学活化:先用磷酸或氢氧化钾、氢氧化钠或氯化锌盐等化学物质浸渍,然后在450-900℃范围内碳化。认为炭化/活化过程与化学活化同时进行。在某些情况下,这种技术可能会有问题,因为,例如,锌的微量残留可能留在产品中。然而,活性炭的化学活化优于物理活化,因为活化材料所需的温度较低,所需时间较短。
活性炭可作为各种化学物质的底物,提高其吸附某些无机(和有机)化合物的能力,如硫化氢(H2S)、氨(NH3)、甲醛(HCOH)、汞(Hg)和放射性同位素碘-131 (131I)。这种性质称为化学吸附。
在活性炭中,有很多指标都与其性能有着很大的关系,比如:碘吸附值、亚甲蓝值、PH值、脱色率、灰分、水分等......在煤质柱状活性炭中,有一重要指标就是灰分了,灰分的大小与煤质活性炭的性能有什么关系
煤质柱状活性炭:以无烟煤或者焦油为原料,经过一系列的工艺精制加工而成,外观为黑色圆柱状颗粒,有着良好的空隙结构、吸附性能好、机械强度高、强度好、易反复再生、造价低等特点。
煤质柱状活性炭的主要作用:
1、气体吸附;
2、有机溶剂的回收;
3、废气回收,有害气体的和杂质的吸附。
总的来说就是可用于有毒气体的净化、废气的处理以及工业污水和生活用水的净化处理方面。
煤质柱状活性炭与灰分性能的关系:
灰分是一种无机物,是在煤质活性炭煅烧后,残留下的物质,因灰分中有着特定的无机物质,如:碱、金属、铜、铁等氧化物和碳酸盐,所以它对煤质柱状活性炭和水蒸气的反应有催化的作用。
煤质柱状活性炭的主要的影响是:
1、无机矿物质对炭和水蒸气反应的催化作用会使得煤质柱状活性炭的空隙由小变大,因此会造成煤质活性炭中孔和大孔增大;
2、在使用中,如果灰分含量过大,在液相吸附时候,灰分中的氧化物会导致吸附性能降低;
3、如果用煤质柱状活性炭对清酒进行脱色除味过程中,如果灰分过高,会影响清酒的质量。
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