活性炭在水處理中的應(yīng)用
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年排出的工業(yè)廢水約為8×108m3,其中不僅含有氰化物等劇毒成分,而且含有鉻、鋅、鎳等金屬離子。廢水的處理方法很多,主要有化學(xué)沉淀法、電解法和膜處理法等,本文介紹的是活性炭吸附法?;钚蕴康谋砻娣e巨大,有很高的物理吸附和化學(xué)吸附功能。因此活性炭吸附法被廣泛應(yīng)用在廢水處理中。而且具有效率高,效果好等特點(diǎn)。
活性炭
活性炭是一種經(jīng)特殊處理的炭,具有無(wú)數(shù)細(xì)小孔隙,表面積巨大,每克活性炭的表面積為500-1500平方米?;钚蕴坑泻軓?qiáng)的物理吸附和化學(xué)吸附功能,而且還具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面積,將毒物吸附在活性炭的微孔中,從而阻止毒物的吸收。同時(shí),活性炭能與多種化學(xué)物質(zhì)結(jié)合,從而阻止這些物質(zhì)的吸收。
活性炭的分類
在生產(chǎn)中應(yīng)用的活性炭種類有很多。一般制成粉末狀或顆粒狀。
粉末狀的活性炭吸附能力強(qiáng),制備容易,價(jià)格較低,但再生困難,一般不能重復(fù)使用。
顆粒狀的活性炭?jī)r(jià)格較貴,但可再生后重復(fù)使用,并且使用時(shí)的勞動(dòng)條件較好,操作管理方便。因此在水處理中較多采用顆粒狀活性炭[1]。
活性炭吸附
活性炭吸附是指利用活性炭的固體表面對(duì)水中的一種或多種物質(zhì)的吸附作用,以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。
影響活性炭吸附的因素
吸附能力和吸附速度是衡量吸附過(guò)程的主要指標(biāo)。吸附能力的大小是用吸附量來(lái)衡量的。而吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時(shí)間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量。在水處理中,吸附速度決定了污水需要和吸附劑接觸時(shí)間。
活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),顆粒越小,孔隙擴(kuò)散速度越快,活性炭的吸附能力就越強(qiáng)。
污水的pH值和溫度對(duì)活性炭的吸附也有影響。活性炭一般在酸性條件下比在堿性條件下有較高的吸附量。吸附反應(yīng)通常是放熱反應(yīng),因此溫度低對(duì)吸附反應(yīng)有利。
當(dāng)然,活性炭的吸附能力與污水濃度有關(guān)。在一定的溫度下,活性炭的吸附量隨被吸附物質(zhì)平衡濃度的提高而提高。
活性炭在污水處理中的應(yīng)用
由于活性炭對(duì)水的預(yù)處理要求高,而且活性炭的價(jià)格昂貴,因此在廢水處理中,活性炭主要用來(lái)去除廢水中的微量污染物,以達(dá)到深度凈化的目的。
活性炭處理含鉻廢水
鉻是電鍍中用量較大的一種金屬原料,在廢水中六價(jià)鉻隨pH值的不同分別以不同的形式存在。
活性炭有非常發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積,具有極強(qiáng)的物理吸附能力,能有效地吸附廢水中的Cr(Ⅵ)?;钚蕴康谋砻娲嬖诖罅康暮趸鶊F(tuán)如羥基(-OH)、羧基(-COOH)等,它們都有靜電吸附功能,對(duì)Cr(Ⅵ)產(chǎn)生化學(xué)吸附作用。完全可以用于處理電鍍廢水中的Cr(Ⅵ),吸附后的廢水可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
試驗(yàn)表明:溶液中Cr(Ⅵ)質(zhì)量濃度為50mg/L,pH=3,吸附時(shí)間1。5h時(shí),活性炭的吸附性能和Cr(Ⅵ)的去除率均達(dá)到最佳效果。
因此,利用活性炭處理含鉻廢水的過(guò)程是活性炭對(duì)溶液中Cr(Ⅵ)的物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)還原等綜合作用的結(jié)果?;钚蕴刻幚砗t廢水,吸附性能穩(wěn)定,處理效率高,操作費(fèi)用低,有一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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