活性炭吸附组合工艺处理印染废水的研究进展
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活性炭在处理印染废水中的脱色能力;利用活性炭吸附作用处理成分复杂的染料生产废水,具有良好的效果。
(1)厌氧预处理的出水经混凝沉淀后,COD去除率为83%左右,脱色率达到99.3%,为后续的吸附创造了良好的条件。
(2)活性炭具有良好的吸附性能,本工艺的最佳吸附条件:pH=4,粉末活性炭用量为20g/L,吸附过程中需要搅拌,吸附时间为40min,吸附后出水的CODCr为150mg/L以下,达到了国家排放标准。
(3)用碱法洗脱和Fenton试剂氧化这两种再生方法均可较好地恢复活性炭的吸附性能。对再生后的活性炭进行吸附,CODCr去除率仍可达77%以上,脱色率可达97%以上。
活性炭吸附与其它水处理技术组合工艺的应用及发展
1高锰酸钾-活性炭组合工艺
我国的一些水厂,在微污染水源处理中采用高锰酸钾-活性炭联用组合工艺,对降解有机物,提高去除嗅、色能力,效果显著。同时这种组合工艺,对浊度降低,矾耗的节约也较显著。
2 生物活性炭法
生物活性炭法是在活性炭吸附技术的基础上发展起来的一种水处理技术。生物活性炭法是将活性炭作为生物膜载体,利用活性炭的吸附作用和生物膜的降解作用,去除水中的污染物的一种新方法。
3 粉末活性炭-活性污泥工艺(PACT)
该法即将粉末活性炭投加到活性污泥曝气池中,形成生物活性炭,利用吸附、降解协同作用去除有机污染物。由于生物活性炭固有的机理,可以去除活性污泥法难以去除的有机物,提高活性污泥的去除效率。另一方面,活性污泥具有稳定、良好的压密性,从而克服了污泥膨胀。因其在经济和处理效率方面的优势,已广泛地应用于工业废水处理中。
加之染料生产具有品种多、批量少、更新快的特点,致使染料废水难找到行之有效的处理方法,染料废水的处理方法很多,下面分别对其作简要介绍。
1.1膜分离法
膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称,常用的膜分离方法有渗析、电渗析、超滤和反渗透。膜技术处理染料废水可将废水分离为浓缩液和透过液。其中浓缩液可用于染料回收,透过液也可回用,用于染料的生产。这样做既可以实现废水的有效处理也使得染料不随排水流失,又不会造成水质污染。但膜分离技术由于浓差极化、膜污染及膜的价格较贵,更换频率较快,使处理成本较高,从而严重阻碍了膜分离技术的更大规模的工业应用;
1.2萃取法
萃取实质是采用与水不互溶但能很好溶解污染物的萃取剂,使其与废水充分混合触后,利用污染物在水和溶剂中不同的分配比分离和提取污染物,从而净化废水。常用的萃取法有溶液萃取、电泳萃取、液膜法等。但是萃取法在实际应用中存在萃取剂消耗量大,而且萃取物分离比较困难,吨水处理成本高,无法大水量连续处理等缺点;
1.3辐射法
微波辐射是辐射法中常用的处理染料废水的方法。微波辐射用于消除有机污染物是80 年代后兴起的一项新技术,微波位于电磁波谱的红外辐射和无线电波之间,微波仅对液体中的极性分子起作用,能使极性分子产生高速的旋转碰撞产生热效应,改变体系的热力学函数,降低反应的活化能和分子的化学活性。此外,微波还有非热效应的特性,即在微波场中,剧烈的极性分子振荡,能使化学键断裂,使污染物降解。但该技术存在的主要难题是用于产生高能粒子的装置昂贵、技术要求高,而且该法的能耗大、能量利用率较低;此外为避免辐射对人体的危害,还需要特殊的保护措施,因此该法要投入运行,还需进行大量的研究探索工作。
1.4 氧化法
氧化法也是含染料废水处理常用的方法,目前主要有:高温深度氧化法、化学氧化法和光催化氧化法。其中光催化氧化技术在染料废水处理领域的应用具有良好的市场前景和经济效益。
1.5 混凝法
混凝法是废水处理的常用方法,主要有混凝沉淀法、混凝气浮法。但该法运行费用较高,泥渣量多且脱水困难,对亲水性染料以及对水体中其他可溶性N、P 化合物去除率差,需开发新型高效混凝剂。
1.6 生物法
一般地说,物理、化学处理方法只是将将污染物浓缩、转移,对环境的潜在的影响不容忽视,而生物法是利用污染物为微生物的营养源,是实现污染物减量化、无害化的理想手段。
生物法在染料废水中的应用广泛,生物法具有处理效果好、运行费用低等优点。但由于技术方面的原因,该法运行不稳定,适用性不广,受外界因素的影响较大,在实际应用中受到了一定程度的限制。
1.7 吸附法
吸附法以其能够选择性地富集某些化合物的特性在废水处理领域有着特殊的地位。吸附是指固体表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能,当某些物质碰撞固体表面时,受到这些不平衡力的吸引而停留在固体表面上。吸附的结果是吸附质在吸附剂上浓集,吸附的表面能降低。吸附技术就是利用多孔性固体吸附废水中某种或几种污染物,以回收或去除某些污染物,从而也是使废水得到净化的方法吸附法中常用的吸附剂有活性炭、树脂、矿物、废弃物等。染料废水的吸附脱色有两种机理:吸附和离子交换,吸附效率受很多理化因素的影响,如染料—吸附剂的相互作用、吸附剂的比表面积、吸附剂的颗粒尺寸、温度、pH值和吸附时间等。
(1)活性炭吸附法
活性炭价格较高,使它的应用受到限制,使用后的活性炭需要再生,再生的方法有高温和解吸液处理两种,再生会导致活性炭 10~15%的损失。
(2)矿物、废弃物吸附法
自然界中的很多物质具有多孔结构,有良好的吸附性能,可用来处理染料废水。天然矿物主要包括各种黏土,矿石,煤炭等,一般储量都比较丰富,我国矿渣,炉渣,煤渣,粉煤灰等废物量也很多,成本更为低廉,因此这些无机吸附剂的应用前景比较广阔。
(3)吸附剂吸附法
20 世纪后期,随着结构改良的离子交换树脂、吸附树脂和复合功能树脂的成功研制,树脂吸附法被广泛应用于化工废水的治理与资源化。
印染废水变化无常,成分复杂,在工业废水中属于难治理一类,需要根据印染废水的组成及物化性质,综合考虑各种处理技术的优缺点,选择合适的组合工艺进行处理。但由于印染染料之间的差异和印染废水本身的复杂性,活性炭工艺技术尚未成熟。日后的主要研究方向分为两种,一是研究新型活性炭,降低成本及提高去除率。二是研究活性炭和其他工艺的新型组合工艺。通过组合工艺,不断弥补自身不足,提高去除率,将对环境的影响降到最低。