活性炭过滤吸附技术在污水处理中的应用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
活性炭过滤吸附技术针对制药废水、 城市污 水、 造纸中段废水等多个行业污水、 废水进行了试 验应用。 经过检测， 均达国家新颁布的行业污染物 排放标准[6]。
SCI-TECH INNOVATION & PRODUCTIVITY
060
Ｎｏ．2 Feb. ２０14，Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．241
活性炭过滤吸附系统运行对水量、 水质波动的 适应能力强， 并且受水温、 气候、 温度变化的影响 比较小， 管理人员日常工作主要为水质分析仪运行 观察和设备维护等， 只有经过较长的时间段才需要 做活性炭更换、 再生活化。 水质监测由于使用了自 动分析仪技术， 无需经常监测， 只要注意定期对系 统标定一次就可以了， 且活性炭更换、 再生活化可 以实现机械化， 工作强度大大降低[7]。 3 活性炭可再生使用
徽理工大学,2010:68-69. [8] 马保军.城市中水回用的技术与问题研究[D].西安:长安
大学,2010:86-87. [9] 李川,张婷婷,李琪,等.气浮 -ABR- 接触氧化 - 过滤吸附
处理含油污水的工程实例[J].中国农村水利水电,2013(1): 77-78.
（责任编辑 王 雯） （英文部分下转第 64 页）
活性炭是过滤吸附技术的重要组成部分， 其性 质及性能直接关系到过滤吸附工艺运行效果的好 坏， 本研究主要选择了自制的 1 号圆柱状的活性炭 材料作为主要吸附材料。 这种圆柱状的活性炭过滤 吸附料是以煤为主要原料烧制而成， 具有良好吸附 性能， 它化学性质稳定、 能够再生、 机械强度高、 可重复利用。 同时， 又克服了传统活性炭价格高、 机械强度低、 易粉碎等缺点， 使其成为高性价比的 过滤吸附材料。 经过测定并与优质炭性能比较， 1 号圆柱状的活性炭指标见表 1。
究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2007. [5] 沈玲.桥梁维修加固项目的整体规划与方案构思初探[J].
黑龙江科技信息,2011(2):323. [6] 孙晓燕,黄承逵,赵国藩,等.基于动态可靠度和经济优化相
结合的服役桥梁维修加固风险决策[J].工程力学,2004(5): 5-10. [7] 孙晓燕,董伟伟,王海龙,等.考虑生命周期碳补偿成本的桥 梁 维 修 优 化 决 策 [J]. 浙 江 大 学 学 报 : 工 学 版 ,2012 (11): 2013-2019. [8] 曹明兰,张素磊,陈淮,等.桥梁维修决策多目标优化方法研 究[J].中外公路,2013(5):93-97. [9] 徐龙旺,欧阳平,管东银.节段预制体外预应力混凝土桥 梁计算方法探讨[J].西部交通科技,2013(6):91-94,165.
参考文献： [1] 陈杰.桥梁维修加固计算机系统[D].武汉:武汉理工大学,
2004. [2] 楚艳惠. 桥梁维修加固技术[J].交通世界,2006(1):64-65. [3] 张克波,朱建华.基于价值工程与变权综合评价的服役桥
梁维修加固方案决策[J].中外公路,2006(1):121-124. [4] 曹明兰. 桥梁维修全寿命经济分析与优化的理论框架研
应 用 技 术 Applied Technology
不等， 部分桥梁未明确限载吨位。 假定现有桥梁能 承受 50 t 车辆活载， 若要满足设备运输车辆 （载重 120 t） 的安全通行， 现有桥梁必须大幅度提高承载 能力， 常规加固方法并不可行。 因此， 建议本次保 障方案设计遵循重车通行对原有结构不造成损伤； 加固方案原则上不增加原结构恒载； 加固方案实施 简便， 可长期使用等原则进行。 但对新建的 30 m T 梁， 考虑其承载能力满足重车通行要求， 新 建 30 m T 梁基本满足重车通行条件， 因此， 可暂不 对其加固。
科技创新与生产力
2014年 2 月 总第 241 期
059
应 用 技 术 Applied Technology
1.2 工艺流程 经过初级处理的废水经过格栅、 生化物化系统
后， 出水被送至以活性炭为过滤吸附料的过滤吸附 系统， 当废水流过过滤吸附系统时， 废水中的残留 有机物、 残留悬浮物等通过活性炭的过滤、 吸附实 现污染物与水体的分离， 使污水转化为可达标排放 的清水[2]。 其中， 过滤吸附系统可以根据用户排放 的废水污染物浓度的不同， 设置多个处理级数选择 不同特性的吸附材料， 但最多不超过三级， 否则会 带来活性炭再生成本的急剧增加。 如果三级还不能 达到要求， 建议采用其他方法进行深度处理[3]。 2 活性炭过滤吸附技术主要特点 2.1 生产成本低
在处理工业废水中， 活性炭在一级、 二级、 三
级处理工序中均可使用， 但为了经济节约， 多数选 择在末级处理工序使用。 对于污染成分复杂的工业 废水， 通常需要将几种处理工艺组合起来进行处 理， 活性炭往往在组合工艺最后的深度处理中应 用。 另外， 活性炭还可以与不同的材料联合应用， 组成新的工艺技术， 以取得更好的处理效果。
2005. [4] 金兆丰,徐竟成.城市污水回用技术手册[M].北京:化学工
业出版社,2004. [5] 王娟,刘玉学,范迪.焦化废水深度处理试验研究[J].环境工
程学报,2009(10):89-91. [6] 黄龙,陈琳桂,袁修彬,等.活性炭在焦化废水深度处理中的
应用研究[J].工业安全与环保,2009(7):57-59. [7] 杨义.淮南市第一污水处理厂中水回用研究[D].淮南:安
（责任编辑 王 雯）
Research on Safety Evaluation and Countermeasures of Existing Bridge of Tajikistan-Kyrgyzstan
Luan Gui-tao
（China Road and Bridge Co., Ltd, Beijing 100011 China） Abstract: Natural gas pipeline project is the main construction transport corridor of Tajikistan-Kyrgyzstan highway. Special-engineering of the road, including technical conditions and carrying capacity of bridges, roads and side slope will play a key role in construction transportation. Therefore, engineering of restoration and keeping open is very necessary. Based on the project, the paper was studied and analyzed existing status of bridge. On that basis, the paper was evaluated existing 30T girder. According to calculation and assessment of thesis, the reinforcement scheme was increased dead load of in principle (principle of simple and feasibility); for new 30 m T girder, it is necessary to reinforce because its bearing capacity can satisfy the requirement of heavy truck traffic. The conclusion was guided restoration and design of the project, which had the positive reference meaning for design and construction of similar projects. Key words: bridge construction; safety evaluation; 30T girder
表 1 1 号圆柱状的活性炭性能指标
类型
1号炭 一般活性炭 ZJ-15型炭
碘值 /（mg/g）
890~1 020 800~850
859
亚甲蓝值 /（mg/g）
＞1ຫໍສະໝຸດ Baidu0 90~130
—
充填密度 /（g/L）
570±20 450~550
495
[基金项目]山西省国际科技合作项目（2009081048） 收稿日期：２０13－10－20；修回日期：２０14－01－20 作者简介：王晓东（1978-），男，山西太原人，工程师，主要从事环境监测技术研究，E-mail：wanfeng_wang@163.com。
以煤为原料即可以生产出低成本、 高性能的活 性炭。 由于在山西地区煤藏丰富， 品种繁多， 足以 满足以煤为基础的低成本活性炭的生产。 而达到吸 附饱和的活性炭又可以通过高温再生重复利用。 经 过试验， 普通污水环境下的活性炭再生次数可以达 到 5 次， 超过 5 次再生的活性炭性能会大幅下降， 再生成本会大幅上升[4]。 2.2 处理费用低
参考文献： [1] 陈芳艳,唐玉斌,罗永玉等.活性炭对铅镉镍钴离子的吸附
机理探讨[J].辽宁城乡环境科技,2002(2):22-23. [2] 张小璇,叶李艺,沙勇,等.活性炭吸附法处理染料废水[J].
厦门大学学报,2005(4):542-545. [3] 赵振国.吸附作用应用原理[M].北京:化学工业出版社,
相对于其他深度处理技术来说， 活性炭过滤吸 附技术约为用户节约废水处理电力消耗量 65%， 如 果按每天处理 0.5 万 t 废水， 每吨废水处理降低 0.3 kW·h 电能消耗计算， 仅废水处理每天即可为用 户节省电力 1 500 kW·h， 每年可为用户节省电力 50 多万 kW·h [5]。 具体处理费用见表 2。
表 2 活性炭过滤吸附技术费用
污水种类
生活污水 化工废水 制药废水
进水 COD /（mg/L）
50 152 150
出水 COD /（mg/L）
23 45 46
处理费用 /元
23 45 46
2.3 占地面积小 以采用活性炭过滤吸附技术处理规模为
0.5 万 t/d 的化工废水工程为例， 末级处理水 COD 为 150 mg/L， 活性炭吸附后出水 COD 为 45 mg/L、 浊度≤3 FTU， 处理设施的占地面积 1 300 m2， 相对 较小。 2.4 维护简单
文章编号：1674-9146（２０14）02－０059－０2
术 Applied Technology 应 用 技
活性炭过滤吸附技术 在污水处理中的应用*
王晓东，白惠峰
（山西中绿环保集团有限公司， 山西 太原 030032）
摘 要：活性炭过滤吸附技术在污水净化领域的应用对减少污染排放和排放污水达标具有重要意义。 通过技术合作， 引入美国以活性炭为基质的水处理吸附过滤材料的最新研发成果， 结合现行工艺流程中各参数的可行性和可用性研 究， 以及对废水处理需求发展的实际状况， 通过对活性炭的化学、 物理改造， 开发出一系列以活性炭为基质的高科 技新型水处理产品。 进一步对新开发的活性炭在排放污水中进行净化处理试验， 效果明显， 得到了用户的认可。 关键词：活性炭；吸附；水处理 中图分类号：X703 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2014.02.059
随着工业生产的扩大和工艺技术的复杂化， 大 量污水无组织排放以及污水处理设施的非有效运行 使我国水环境总体恶化、 水环境污染事件时有发 生， 已严重影响到事发区域人群的身体健康和生活 水平， 对我国生态文明的建设提出了严重挑战。
目前国内外均对改性活性炭在污染治理方面的 应用有一些研究， 主要方法是采用物理、 化学方式 对活性炭进行处理， 但工艺和技术均不能满足国际 市场对新发现污染物的处理要求， 经过山西中绿环 保集团有限公司和美国研究机构的国际合作， 以活 性炭为载体， 采用物理、 化学方法对活性炭进行改 性处理， 在活性炭中植入不同的大分子集团， 开发 能吸附二恶烷、 过氯酸盐、 六价铬及杀虫剂、 制药 生产中降解物等新型活性炭。 通过初步试验应用， 证明通过给用户原有污水处理设施中增加活性炭吸 附系统， 可以有效地减少废水中污染因子含量。 本 技术的特点包括运行费用低、 占地面积小， 且系统 运行稳定等优势， 使该技术在废水深度处理中有实 际应用价值和竞争优势[1]。 1 活性炭过滤吸附技术原理及工艺流程 1.1 技术原理和材料选择
为了进一步优化水资源环境， 对污水排放进行 更为严格的排放标准管控势在必行。 在部分现有污 水处理设施无法完全满足废水排放要求的背景下， 为实现达标排放， 利用活性炭过滤吸附技术进行废 水处理的应用研究非常有意义。 本项目的研究表 明， 活性炭过滤吸附技术可以作为废水处理的末级 工序， 取得良好的净化效果和较好的经济效益。
活性炭再生工艺主要采用高温再生， 具体包括 干燥、 高温碳化、 活化 3 个阶段。 其中高温碳化的 机制为， 在惰性气体环境下加热到 900 ℃， 使活性 炭吸附的有机物沸腾， 气化脱附或者分解； 而活化 机制需要高压注入二氧化碳等气体对活性炭的微孔 进行清理， 实现回收利用的目的[8-9]。 4 结束语
SCI-TECH INNOVATION & PRODUCTIVITY
060
Ｎｏ．2 Feb. ２０14，Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．241
活性炭过滤吸附系统运行对水量、 水质波动的 适应能力强， 并且受水温、 气候、 温度变化的影响 比较小， 管理人员日常工作主要为水质分析仪运行 观察和设备维护等， 只有经过较长的时间段才需要 做活性炭更换、 再生活化。 水质监测由于使用了自 动分析仪技术， 无需经常监测， 只要注意定期对系 统标定一次就可以了， 且活性炭更换、 再生活化可 以实现机械化， 工作强度大大降低[7]。 3 活性炭可再生使用
徽理工大学,2010:68-69. [8] 马保军.城市中水回用的技术与问题研究[D].西安:长安
大学,2010:86-87. [9] 李川,张婷婷,李琪,等.气浮 -ABR- 接触氧化 - 过滤吸附
处理含油污水的工程实例[J].中国农村水利水电,2013(1): 77-78.
（责任编辑 王 雯） （英文部分下转第 64 页）
活性炭是过滤吸附技术的重要组成部分， 其性 质及性能直接关系到过滤吸附工艺运行效果的好 坏， 本研究主要选择了自制的 1 号圆柱状的活性炭 材料作为主要吸附材料。 这种圆柱状的活性炭过滤 吸附料是以煤为主要原料烧制而成， 具有良好吸附 性能， 它化学性质稳定、 能够再生、 机械强度高、 可重复利用。 同时， 又克服了传统活性炭价格高、 机械强度低、 易粉碎等缺点， 使其成为高性价比的 过滤吸附材料。 经过测定并与优质炭性能比较， 1 号圆柱状的活性炭指标见表 1。
究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2007. [5] 沈玲.桥梁维修加固项目的整体规划与方案构思初探[J].
黑龙江科技信息,2011(2):323. [6] 孙晓燕,黄承逵,赵国藩,等.基于动态可靠度和经济优化相
结合的服役桥梁维修加固风险决策[J].工程力学,2004(5): 5-10. [7] 孙晓燕,董伟伟,王海龙,等.考虑生命周期碳补偿成本的桥 梁 维 修 优 化 决 策 [J]. 浙 江 大 学 学 报 : 工 学 版 ,2012 (11): 2013-2019. [8] 曹明兰,张素磊,陈淮,等.桥梁维修决策多目标优化方法研 究[J].中外公路,2013(5):93-97. [9] 徐龙旺,欧阳平,管东银.节段预制体外预应力混凝土桥 梁计算方法探讨[J].西部交通科技,2013(6):91-94,165.
参考文献： [1] 陈杰.桥梁维修加固计算机系统[D].武汉:武汉理工大学,
2004. [2] 楚艳惠. 桥梁维修加固技术[J].交通世界,2006(1):64-65. [3] 张克波,朱建华.基于价值工程与变权综合评价的服役桥
梁维修加固方案决策[J].中外公路,2006(1):121-124. [4] 曹明兰. 桥梁维修全寿命经济分析与优化的理论框架研
应 用 技 术 Applied Technology
不等， 部分桥梁未明确限载吨位。 假定现有桥梁能 承受 50 t 车辆活载， 若要满足设备运输车辆 （载重 120 t） 的安全通行， 现有桥梁必须大幅度提高承载 能力， 常规加固方法并不可行。 因此， 建议本次保 障方案设计遵循重车通行对原有结构不造成损伤； 加固方案原则上不增加原结构恒载； 加固方案实施 简便， 可长期使用等原则进行。 但对新建的 30 m T 梁， 考虑其承载能力满足重车通行要求， 新 建 30 m T 梁基本满足重车通行条件， 因此， 可暂不 对其加固。
科技创新与生产力
2014年 2 月 总第 241 期
059
应 用 技 术 Applied Technology
1.2 工艺流程 经过初级处理的废水经过格栅、 生化物化系统
后， 出水被送至以活性炭为过滤吸附料的过滤吸附 系统， 当废水流过过滤吸附系统时， 废水中的残留 有机物、 残留悬浮物等通过活性炭的过滤、 吸附实 现污染物与水体的分离， 使污水转化为可达标排放 的清水[2]。 其中， 过滤吸附系统可以根据用户排放 的废水污染物浓度的不同， 设置多个处理级数选择 不同特性的吸附材料， 但最多不超过三级， 否则会 带来活性炭再生成本的急剧增加。 如果三级还不能 达到要求， 建议采用其他方法进行深度处理[3]。 2 活性炭过滤吸附技术主要特点 2.1 生产成本低
在处理工业废水中， 活性炭在一级、 二级、 三
级处理工序中均可使用， 但为了经济节约， 多数选 择在末级处理工序使用。 对于污染成分复杂的工业 废水， 通常需要将几种处理工艺组合起来进行处 理， 活性炭往往在组合工艺最后的深度处理中应 用。 另外， 活性炭还可以与不同的材料联合应用， 组成新的工艺技术， 以取得更好的处理效果。
2005. [4] 金兆丰,徐竟成.城市污水回用技术手册[M].北京:化学工
业出版社,2004. [5] 王娟,刘玉学,范迪.焦化废水深度处理试验研究[J].环境工
程学报,2009(10):89-91. [6] 黄龙,陈琳桂,袁修彬,等.活性炭在焦化废水深度处理中的
应用研究[J].工业安全与环保,2009(7):57-59. [7] 杨义.淮南市第一污水处理厂中水回用研究[D].淮南:安
（责任编辑 王 雯）
Research on Safety Evaluation and Countermeasures of Existing Bridge of Tajikistan-Kyrgyzstan
Luan Gui-tao
（China Road and Bridge Co., Ltd, Beijing 100011 China） Abstract: Natural gas pipeline project is the main construction transport corridor of Tajikistan-Kyrgyzstan highway. Special-engineering of the road, including technical conditions and carrying capacity of bridges, roads and side slope will play a key role in construction transportation. Therefore, engineering of restoration and keeping open is very necessary. Based on the project, the paper was studied and analyzed existing status of bridge. On that basis, the paper was evaluated existing 30T girder. According to calculation and assessment of thesis, the reinforcement scheme was increased dead load of in principle (principle of simple and feasibility); for new 30 m T girder, it is necessary to reinforce because its bearing capacity can satisfy the requirement of heavy truck traffic. The conclusion was guided restoration and design of the project, which had the positive reference meaning for design and construction of similar projects. Key words: bridge construction; safety evaluation; 30T girder
表 1 1 号圆柱状的活性炭性能指标
类型
1号炭 一般活性炭 ZJ-15型炭
碘值 /（mg/g）
890~1 020 800~850
859
亚甲蓝值 /（mg/g）
＞1ຫໍສະໝຸດ Baidu0 90~130
—
充填密度 /（g/L）
570±20 450~550
495
[基金项目]山西省国际科技合作项目（2009081048） 收稿日期：２０13－10－20；修回日期：２０14－01－20 作者简介：王晓东（1978-），男，山西太原人，工程师，主要从事环境监测技术研究，E-mail：wanfeng_wang@163.com。
以煤为原料即可以生产出低成本、 高性能的活 性炭。 由于在山西地区煤藏丰富， 品种繁多， 足以 满足以煤为基础的低成本活性炭的生产。 而达到吸 附饱和的活性炭又可以通过高温再生重复利用。 经 过试验， 普通污水环境下的活性炭再生次数可以达 到 5 次， 超过 5 次再生的活性炭性能会大幅下降， 再生成本会大幅上升[4]。 2.2 处理费用低
参考文献： [1] 陈芳艳,唐玉斌,罗永玉等.活性炭对铅镉镍钴离子的吸附
机理探讨[J].辽宁城乡环境科技,2002(2):22-23. [2] 张小璇,叶李艺,沙勇,等.活性炭吸附法处理染料废水[J].
厦门大学学报,2005(4):542-545. [3] 赵振国.吸附作用应用原理[M].北京:化学工业出版社,
相对于其他深度处理技术来说， 活性炭过滤吸 附技术约为用户节约废水处理电力消耗量 65%， 如 果按每天处理 0.5 万 t 废水， 每吨废水处理降低 0.3 kW·h 电能消耗计算， 仅废水处理每天即可为用 户节省电力 1 500 kW·h， 每年可为用户节省电力 50 多万 kW·h [5]。 具体处理费用见表 2。
表 2 活性炭过滤吸附技术费用
污水种类
生活污水 化工废水 制药废水
进水 COD /（mg/L）
50 152 150
出水 COD /（mg/L）
23 45 46
处理费用 /元
23 45 46
2.3 占地面积小 以采用活性炭过滤吸附技术处理规模为
0.5 万 t/d 的化工废水工程为例， 末级处理水 COD 为 150 mg/L， 活性炭吸附后出水 COD 为 45 mg/L、 浊度≤3 FTU， 处理设施的占地面积 1 300 m2， 相对 较小。 2.4 维护简单
文章编号：1674-9146（２０14）02－０059－０2
术 Applied Technology 应 用 技
活性炭过滤吸附技术 在污水处理中的应用*
王晓东，白惠峰
（山西中绿环保集团有限公司， 山西 太原 030032）
摘 要：活性炭过滤吸附技术在污水净化领域的应用对减少污染排放和排放污水达标具有重要意义。 通过技术合作， 引入美国以活性炭为基质的水处理吸附过滤材料的最新研发成果， 结合现行工艺流程中各参数的可行性和可用性研 究， 以及对废水处理需求发展的实际状况， 通过对活性炭的化学、 物理改造， 开发出一系列以活性炭为基质的高科 技新型水处理产品。 进一步对新开发的活性炭在排放污水中进行净化处理试验， 效果明显， 得到了用户的认可。 关键词：活性炭；吸附；水处理 中图分类号：X703 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2014.02.059
随着工业生产的扩大和工艺技术的复杂化， 大 量污水无组织排放以及污水处理设施的非有效运行 使我国水环境总体恶化、 水环境污染事件时有发 生， 已严重影响到事发区域人群的身体健康和生活 水平， 对我国生态文明的建设提出了严重挑战。
目前国内外均对改性活性炭在污染治理方面的 应用有一些研究， 主要方法是采用物理、 化学方式 对活性炭进行处理， 但工艺和技术均不能满足国际 市场对新发现污染物的处理要求， 经过山西中绿环 保集团有限公司和美国研究机构的国际合作， 以活 性炭为载体， 采用物理、 化学方法对活性炭进行改 性处理， 在活性炭中植入不同的大分子集团， 开发 能吸附二恶烷、 过氯酸盐、 六价铬及杀虫剂、 制药 生产中降解物等新型活性炭。 通过初步试验应用， 证明通过给用户原有污水处理设施中增加活性炭吸 附系统， 可以有效地减少废水中污染因子含量。 本 技术的特点包括运行费用低、 占地面积小， 且系统 运行稳定等优势， 使该技术在废水深度处理中有实 际应用价值和竞争优势[1]。 1 活性炭过滤吸附技术原理及工艺流程 1.1 技术原理和材料选择
为了进一步优化水资源环境， 对污水排放进行 更为严格的排放标准管控势在必行。 在部分现有污 水处理设施无法完全满足废水排放要求的背景下， 为实现达标排放， 利用活性炭过滤吸附技术进行废 水处理的应用研究非常有意义。 本项目的研究表 明， 活性炭过滤吸附技术可以作为废水处理的末级 工序， 取得良好的净化效果和较好的经济效益。
活性炭再生工艺主要采用高温再生， 具体包括 干燥、 高温碳化、 活化 3 个阶段。 其中高温碳化的 机制为， 在惰性气体环境下加热到 900 ℃， 使活性 炭吸附的有机物沸腾， 气化脱附或者分解； 而活化 机制需要高压注入二氧化碳等气体对活性炭的微孔 进行清理， 实现回收利用的目的[8-9]。 4 结束语