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水厂颗粒活性炭的化学再生,活性炭的应用应注意的问题是什么

2020-07-27

水厂颗粒活性炭的化学再生


      水厂颗粒活性炭的化学再生、再生液的使用评价。 饮用水处理厂多使用颗粒活性炭除去微量污染物,但微量污染物的吸附饱和会导致活性炭的频繁热再生。 在此提出了直接购买高品质活性炭,吸附率和吸附率大,良好的解吸性能可以增加使用周期和减少热再生次数的2个解决方法。 二是使用化学再生,将活性炭直接浸入活化液中进行再生活化,这种溶液可以解吸有机污染物,具有一系列的物理化学性质。


      介绍活性炭的化学再生,批次试验评价了几种类型的再生溶液对活性炭内污染物的解吸能力。 溶液是高纯水、氢氧化纳金属钍、乙醇、氢氧化纳金属钍和乙醇的混合物。 首先,在硼硅酸盐玻璃瓶的污染物质溶液100 mL中加入1 g格拉尼焦耳活性炭,在pH  7.0 0.1的条件下进行了污染物质的吸附(图1 )。 使用平台振子,以120 rpm搅拌瓶规定时间,直至吸附过程达到平衡。 吸附试验结束后,将选择的100 mL再生溶液添加到耗尽的GAC瓶中,搅拌规定时间使其解吸。


      不同活化液对水厂颗粒活性炭化学再生效果反渗透水再生和温度的影响:水中的解吸效率在很大程度上取决于水污染物的溶解度,与其它污染物相比,在所有研究的水温(2.0、5.0和8.0)中,发现苯酚的解吸效率最高. 以往的研究认为,非极性吸附是苯酚在活性炭上的主要吸附反应历程。 但是,苯酚在2.0时的解吸效率低,这表示在室温下,即使苯酚适度溶解在水中,也不能得到高的解吸度。 氢氧化纳金属钍(NaOH  ) :苯酚中,与NaOH浓度无关,这些个的溶液在高ph(13.0以上)下的解吸效率接近约50%(42.5-54.5% )。 苯酚与NaOH反应生成可溶性苯酚盐,在解吸过程中可以很容易地去除。 带负电荷的碳表面和酚酸阴离子之间的静电排斥力也促进了这一点。 苯酚的解吸效率似乎随着NaOH浓度的增加而稍有增加,在0.1和1 M之间,但在2 M  NaOH下降。 一般认为这是因为oh吸附在碳上的话,有可能会阻碍解吸过程。 另一种合理的解释是,高NaOH浓度可能因“盐析”效应而降低目标污染物的溶解度。 乙醇(CH  3 CH  2 OH  ) :与疏水性低的氯吡咯烷酮和甲醛相比,疏水性高的目标污染物(苯酚、硝基苯和丙烯)的解吸效率高。 除去疏水性,推测使用乙醇的解吸效率与目标污染物在乙醇中的溶解度有关。


       但是,即使氯吡啶和甲醛在乙醇中的溶解度比在水中的溶解度高,也不会产生显着的解吸效率,因此这两种污染物不是吸附在乙醇中的溶剂化物上,而是吸附在活性炭上是最理想的。 氢氧化纳金属钍和乙醇的混合物(NaOH/CH  3 CH  2 OH  ) :先前的研究显示了氢氧化纳金属钍和甲醇的混合物能够再生苯酚、苯胺、苯甲酸和硝基苯所消耗的碳,并假设活性炭表面性状的变化是污染物解吸的原因。 如上所述,由于存在毒性的问题,实际上有可能无法使用甲醇。 考虑了NaOH/CH  3 CH2 OH的3种混合物。 发现所有混合物对所有污染物,特别是亲水性化合物,解吸效率的值远远高于NaOH和乙醇单独的解吸度。


      与活性炭在现场化学再生的可行性相关的吸附和解吸的反应历程结论是,化合物在活性炭上的吸附亲和力,按硝基苯比异丙基异丁基酮大苯酚比氯吡格雷大的顺序排列。 比较与亲和力有关的水溶性和疏水性。 在室温下,反渗透水无法实现化合物的显着解吸(不足5% ),而在比较高温下,苯酚(在8.0约占24% )和氯吡大头针(在8.0约占14% )显示出更大的解吸作用。


      这些个的发现表明,目标污染物与活性炭之间存在更强的相互作用,这可能仅由非极性吸附来解释。 除酚以外,浓NaOH  (小于2 m  )溶液不能实现其他4种化合物的显着解吸(小于5% )。 相对于苯酚,宽NaOH浓度(0.1-2 M  )的解吸效率明显为40-50%。 这部分起因于苯酚向酚酸络离子的转化和带有负电荷的碳表面的静电排斥。 观察到目标污染物的疏水性影响乙醇作为再生溶液的有效性。 乙醇对苯酚(60% )、硝基苯(35-45% )和丙泊酚(40-70% )有效地脱离接触,由于是疏水性,容易溶于酒精。 由于乙醇的侵蚀性,NaOH/CH  3 CH  2 OH混合物通常能够有效地解吸目标污染物。


     乙醇和碳的表面官能化学基相互作用,削弱吸附的污染物和活性炭的相互作用,导致解吸。 水厂颗粒活性炭化学再生研究表明,氢氧化纳金属钍和乙醇混合物的混合溶液能够实现一系列有机污染物的基本解吸,可以有效地用作化学再生剂。 在未来的研究中,考虑活性炭柱试验中反复进行吸附/解吸循环的性能和再生溶液对粒子活性炭性质的影响,确定化学再生的潜在价值是延长活性炭床寿命的手段。


活性炭的应用应注意的问题是什么?


活性炭的使用中需要注意的问题是什么? 活性炭处理是一种深度处理工艺,通常废水经过其他常规工艺处理后,只有在水的个别水质指标不满足排放要求时才考虑采用。

  1. 在确定活性炭的选择工艺之前,先取前段处理工艺的水或水质接近的水样品进行炭柱试验,筛选不同布兰德标准的活性炭,然后通过试验得到主要的修订残奥表如水的过滤速度、出水水质、饱和周期、反冲洗最短周期等。

  2. 活性炭工艺的供水一般进行过滤处理,以防止由于漂浮物多而引起的煤层表面的堵塞。 在云同步,给水有机物浓度不要太高,活性炭不要过度饱和,确保了合理的再生循环和营运成本。 在CODc中加入水,浓度超过50~80mg/L的情况下,应该考虑采用生物活性炭工艺的处理。

  3. 水处理或对超标污染物浓度经常变化的处理技术,应在活性炭处理针织面料中设置摇镜头或旁通管。 在现阶段工艺中水不超过标准的情况下,可立即停止活性炭针织面料,节省活性炭床的吸附容量,有效延长了再生或更换周期。

  4. 采用固定床应根据活性炭再生或更换周期的情况,考虑修订备用池或炭塔。 移动床根据需要还要考虑备用。

  5. 活性炭与普通钢材接触会产生严重的电化学腐蚀,因此在修订活性炭处理装置时,必须首先考虑钢筋混凝土结构或不锈钢、塑料等材料。 用普通碳钢制作时,装置内表面采用环氧树酯衬,衬的厚度必须大于1.5mm。

  6. 使用粉状活性炭时,必须考虑防火防爆,使用的伺服电气设备也必须满足防爆要求。



活性炭吸附除去烟中的元素体汞


      活性炭吸附除去烟中的元素体汞,是活性炭吸附材料的延伸用途。 活性炭具有丰富的多孔结构,因此具有汞的吸附储存能力。 水银是非常危险的污染物,特别是水银蒸汽。 尽管煤有很低的浓度,但每年有大量的水银从煤热电站释放到大气中。 不同的煤等级和生产车间的运行条件在最终烟雾中存在着各种形式的汞。 烟中存在的水银的种类分为元素体水银、氧化水银和粒子结合水银3种。 其中,可通过湿式烟道气脱硫或除尘系统(机织物过滤器、电动吸尘器等)除去汞和粒子结合汞。 但是,元素体汞占汞总量的75%以上,而且由于其稳定性、高挥发性和在水中的不溶性,难以用传统的大气污染控制装置去除。

      为了使活性炭更好地吸附水银,使用硫、卤素、过渡金属氧化物等亲和性高的化学物质处理和强化活性炭。 这些个的氧化和强化的化学吸附容量为活性炭吸附汞提供了优异的去除性能。 此次我们使用的活性炭是以含钴生物物质为原料在不同温度下生产的(图1 ),并通过实验测定了对元素体汞的吸附效果。

       活性炭去除元素体汞的试验研究了不同反应温度条件下不同热裂化温度下形成的活性炭去除元素体汞的效率。,300炭和500炭在50-250C时,元素体汞除去活性差,在该温度范围内,除去效率未达到20%以上。 低热裂化温度下生产的样品含氧官能化学基多,元素体汞去除效率差,含氧官能化学基在元素体汞催化氧化中不占优势。 可以认为,这些个的结果是因为在比较低的温度下热裂化时活性炭的表面空隙不足。 使用600碳、700碳、900碳时,元素体水银的除去效率在高反应温度下增加,而且反应温度超过200时,元素体水银的除去效率降低。 这很有可能是由于抑制元素体水银的非极性吸附和吸附的元素体水银的解吸的综合作用。 反应温度约为150C时,活性炭显示出较高的除汞效率。

        烟成分对活性炭吸附元素体水银的影响为了除去元素体水银,通常需要气相氧。 为了测定的氧气影响活性炭的汞去除性能,700碳在不同的氧气浓度下测定了汞的去除率。 不添加墙壁涂料时,平均水银去除效率低于60%,1 h后降低。 随着氧浓度增加到3%,除汞效率提高到70%,经过一定的反应时间后略有下降的趋势。 从这些个的结果来看,元素体水银的除去有可能含有和氧的化学反应。 元素体的水银首先被吸附在催化剂的表面活性部位,与晶格氧和化学吸附氧反应形成hgomoxx  1的弱结合种。 另外,可补充由气相氧所消耗的晶格氧和/或化学吸附的氧。

       然而,晶格氧和/或化学吸附氧的供应是有限的。 另外,3%的氧浓度对完全补充晶格氧和化学吸附氧不一盏茶,发现氧含量增加到6%时,元素体汞去除效率显着增加。 总体来说,气相氧对汞的去除起重要作用,氧浓度最好为6%。 活性炭吸附烟中的元素体汞。 在水银去除试验中,热裂化温度为700C时,活性炭的水银去除效率为86%。 氧的存在促进了元素体汞的去除。 当热裂化温度上升到900C时,活性炭凝集,结晶相的粒径急剧增加,元素体水银的除去被抑制。 但是,会在更高的热裂化温度下增加。 活性炭的BET表面非常差,热裂化温度在500C以下,几乎不产生钴元素体,汞去除效率低。无论如何,活性炭可以用于吸附除去元素体汞,通过添加化学钴,可以从煤烟中除去汞。



 

文章来源: 粉状活性炭网

文章标题:水厂颗粒活性炭的化学再生,活性炭的应用应注意的问题是什么

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