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浅议活性炭在工业废水处理中的应用

2013-01-28王菊张红梅

资源节约与环保 2013年3期
关键词:工业废水电镀印染

王菊 张红梅

(苏州登创环境工程技术有限公司江苏太仓 215400)

如今,世界的科技水平发展如此迅猛,各式各样的新产品充满了人们的视野,在如此纷繁的产品背后,是无数的工业企业生产的写照,然而在这样的大规模产出的背后,带来了一系列的环境污染现象,无论是水环境还是大气环境。制药、电镀和石油化工企业是当今世界最主要的三大污染行业。拿电镀行业来说,我国每年排放的电镀废水就达40亿立方米,不仅含有大量的重金属离子,还有大量剧毒物质,如果不能够及时处理将会对环境产生极大的污染。

活性炭是一种石墨物质,具有非常丰富的微小孔隙,因此具备极大的表面积,不仅对物质具有超强的吸附作用,而且其原材料容易制备,性能稳定,不易受极端化学环境影响,甚至还可以经过处理再生,因此其被较广泛地应用在如今的工业废水处理中。笔者所在的单位是一家专业对工业废水进行处理的企业,目前主要集中于处理印染废水与电镀废水的方向,本文将从这两个方面对活性碳的净化作用进行探析。

1 活性炭在印染废水处理中的应用

在活性炭并没有大量应用于印染废水的处理前,人们曾做了大量的试验对印染废水进行分析,印染废水主要有碱性染料、直接染料、酸性染料和硫化染料需要处理,但是活性炭的孔隙大小决定了其只能处理分子量400以下的染料分子,大分子无能为力,因此只能应用在脱色处理中,后来为了让活性炭处理废水不再单一化,也为了降低纯粹是用活性炭的高成本问题,印染废水的处理开始采用了活性炭与其他物质结合使用的方法。

首先是活性炭与化学氧化物质结合的方法,一般的化学氧化剂有臭氧和二氧化氯等物质,该方法主要为首先用氧化剂对废水进行氧化处理,以降低色度,同时使用活性炭对剩余小分子进行吸附作用,此种方法的好处是降低了污染成分,减小活性炭吸附的负荷,能够延长活性炭的使用寿命,减少单一使用造成的浪费。

其次是活性炭与生物物质结合的方法,具体做法是将生物物质进行反应时将其中掺杂活性炭颗粒,例如,在生物曝气池内投加活性炭,或者是将还有生物分子的废水通过活性炭颗粒,形成二者的结合,这样在处理废水时,活性炭颗粒上的生物物质可以将废水中的难以分解的物质进行催化分解,同时分解后的物质能够同时被活性炭的表面所吸附,大大增强了吸附的效果,也增加了水中物质分解的比例,减少了难分解物质的数量,也延长了活性炭的使用周期。

再次是活性炭与铁屑结合的处理方法,由于铁屑具有导电性,因此在具有导电性的废水中容易与染料分子发生氧化还原反应,帮助有色分子脱色,活性炭在其中不仅能够增加表面积加强氧化还原反应,也能够吸附染料反应后的杂质。范旭日曾利用铁屑和活性炭对一份模拟实际染料废水的溶液进行试验,在最大程度地进行八次处理后,用时约182分钟,COD可达到88.28%的去除率,色度达到了99.3%的去除率。

2 活性炭在电镀废水处理中的应用

电镀废水占据了我国工业废水中极大的组成部分,由于其含有铬离子、铜离子等众多重金属离子,因此对水质具有极大的污染性。一般来说,工业上广泛使用活性炭进行预处理,活性炭制备工艺较简单,不需要复杂的设备,因此可以得到广泛的应用。

活性炭在一般使用情况下能够有效去除电镀废水中的铬离子、铜离子、镉离子等离子,还有众多有机物和生物物质,但是活性炭现有的处理水平不能够满足更高的处理要求,而且此种环境下活性炭使用寿命较短,效率不够高,因此只能使用在工业电镀废水的预处理工序中,它能够使铬离子的去除率从未经活性炭预处理的60%上升到处理后的79%。

活性炭在预处理中对电镀废水的处理作用主要表现在三个方面:首先是物理吸附,它表面的众多微小孔隙能够具有极强的吸附能力,有效吸附废水溶液中的重金属离子;其次是化学吸收,活性炭在制备过程中表面含有众多的羧基、羟基和羰基,这些官能团能够以静电吸附的方式对众多重金属离子进行吸附作用;再次是化学还原,由于活性炭在强酸的环境下,对于一些高价的重金属离子具有一定的还原作用,因此在处理过程中也可以认为这些还原作用增加了实际金属离子的吸附效果,例如活性炭可以在强酸中将六价铬离子还原为三价并吸附,这样的处理过程也减少了废水的氧化性,起到了一定的处理作用。

3 总结

总的来说,活性炭具有微小的孔隙结构,巨大的表面积,在工业废水中能够以物理吸附的主要方式处理绝大多数粒子,同时还能以化学还原、生物降解等方式进行辅助吸附,在更高的处理标准下,活性炭同样能够通过与其它物质配合作用的方式进行进一步处理,起到更好的净水作用,因此,活性炭处理工业废水的方法值得进一步推广,同时其成本与再生效率问题仍然值得进一步研究和推广。

[1]芦春梅,李增文,姜桂兰.活性秸秆炭素吸附-化学氧化法在印染废水处理中的应用研究[J].天津:工业水处理,2005,25(5):56-58.

[2]逯兆庆,寻知磊.活性炭处理含铬废水的方法[J].广州:电镀与涂饰,2002,21(5):42-44.

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