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活性炭在我国环境保护中的应用及再生技术


编辑:2021-12-25 16:44:50

活性炭是一种多孔性含碳物质,具有发达的微孔构造和巨大的比表面积。通过其表面吸附能力,进行液相吸附机气相吸附。液相吸附主要是用于食品工业、化学工业、医药工业等的脱色精制、分离、捕集和回收。气相吸附主要用于脱臭、回收有机溶剂、原料气体分离、净化等。目前,城市饮用水、工业废水净化和废气净化等方面,都大量使用活性炭。

1.饮用水的净化

当前我国的环境污染已日益严重,首先是城市饮水。国外先进的饮水净化处理工艺,采用身氧氧化,活性炭及活性炭生物膜法吸附净化处理,这是现时较佳的无污染供水方法。

2.含铬废水的净化

目前国内很多地区电镀废水污染严重,其中尤以含铬废水的净化处理较为困难。近年来采用经农面氧化处理的活性炭,活性炭上的羟基官能团通过游离OH-,与CrO42-或Cr2O72-进行离子交换而加以络合吸附,从而使Cr6+得到去除。

3.印染废水的净化

过去国内都用微生物净化处理,近来遏渐开始应用活性炭吸附净化处理。活性炭的碘值是反映比表面积的间接指标,碘值的数值基本上相当于比表面积的数值。活性炭吸附能去除低浴解度的有机化合物,但不能有效地去除水溶性低分子量有机化合物和离分子聚合物,面微生物却能起此作用。碳膑法在活性炭吸附和微生物降解之间起了互补作用,比单独处理的效果好。活性炭在养料丰富的废水中,当溶解领足够时,微生物在炭粒表面生长繁殖,这样就形成活性炭生物膜。膜层太薄或过厚都能直接影响净化处理效果,这是主要的技术条件,当然还有微生物宿种的选择。此法能去除有非和致癌的有机物、吸附低分子量氧化物。BOD负荷高,处理污水pH3-4为好,处理生活污水时其负荷比标准活性污泥法高50倍。此法能较好地适应负荷变化,延长活性炭的使用寿命,大大减少了活性炭的消耗和费用。生成的污泥少,不需设沉淀池设施,管理方便。

4.炼油污水的净化

首先将污水隔油分离后,再采用活性炭净化二级处理。主要去除COD、TOC、酚、硫化物等。目前国内炼汕废水采用颗粒活性炭净化,并在进水净化同时采用充氧促进氧化脱硫,水质取得显著改善,同时还去除不少3,4苯并芘。活性炭再生时,一般用燕汽吹洗解脱油物,然后再采取高温热再生。其工艺条件为:再生温度800-850℃,时间20-30分钟,蒸汽用量比1:l,约计污水净化再生费为0.063元/吨水。

5.洗车废水的净化

我国大中城市货运站都设有将载运牲畜、化肥、农药等货车车箱用水冲洗、沉淀、泵送加絮凝剂、塑料小球除污泥、活性炭吸附净化、处理水排放等工序,主要是去除COD等,所用颗粒活性炭使用寿命达1.5-2年之久,一次使用不再生。

6.喷漆业的气净化

油漆用溶剂稀释后喷涂在被油漆的物体上,在喷涂作业过程中,未被利用的油漆和溶剂挥发、飘扬,造成了严重的空气污染,既浪费了有机溶剂,又严重危害了工人的健康。目前我国在喷漆业如印铁罐、自行车等行业中,都采用颗粒活性炭吸附净化,回收处理车间的空气中所含的有机溶剂。如汽油、苯类、脂类、醇等,一般效果良好。

7.化学工业的尾气净化

化学工业加工过程中产生的有害气体,其物量少浓度低,有些甚至有剧毒。目前,回收氯乙烯工业中的四氯化碳尾气、硫酸工业中的高浓度SO2尾气,采用活性炭干燥净化回收处理制成疏酸,在我国已有应用。

8.烟气脱硫的净化

在用高硫煤(碗含量2%以上)燃烧时,烟气中SO2的含量可高达几千个ppm,严重时形成酸雾、酸雨,造成空气污染,严重危害自然环境。破坏生态平衡、损坏古建筑和工业设施,因此需要治理SO2烟气。载有0.5%俱的活性炭,对电厂和硫酸厂排放尾气中SO2的消除和回收效果较好,当尾气中SO2的浓度为3000-4000ppm或低于350ppm时,可回收浓度20%的硫酸。活性炭对SO2的吸附容量为12-15克/100克碘炭,氮化活性炭的吸附容量可达14-16克/100克炭。

9.类燃料油的气净化

我国原油生产达1亿吨以上,由于运载、加工、贮存等过程挥发损失达2.2%,每年有原油200多万吨失敞空气中,不但污染环境,又浪费了宝贵的能源,经试验采用活性炭吸附净化处理其蒸发烃类、气体显示出很好的效果。

另外对汽车,动力车排放废气中回收烃类油料,利用吸附和脱附的特性,可使汽车用油量节约1/4-1/3。

10.性炭再生技术进展

近年来,我国活性炭的再生技术选展很快。70年代以前,工业用活性炭的再生已有发展,如味精脱色饱和再生炭一般采用酸碱法除色再生;葡萄糖脱色饱和再生炭采用闷烧法陶罐燧道窑煅烧高温再生。但技术一般都比较落后,再生恢复率较低。到了70年代,对吸附金属元索和化合物的饱和再生炭,一般是采用技术难度不大,对活性炭起解吸作用的化学药品再生。对吸附有机物饱和再生炭采用热再生氧化法为好,再生恢复率可达90%以上。

目前,我国在环境保护中应用活性炭治理污染尚属开始,一般都处在中试阶段。其原因是对活性炭治理污染的科学知识不够普及;活性炭品种少,缺少治理污染用的专用活性炭,且售价又高,这样在使用中就受到了限制。因而活性炭的再生技术更有待于进一步研究和实践。

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