活性炭在废水处理中有那些应用?

【专家解说】：2 活性炭吸附法处理各种废水 2.1 活性炭吸附法处理印染废水 2.1.1 萃取－活性炭吸附法处理DMF废水 N,N-二甲基甲酰胺（DMF）是一种常用的化工熔剂，被广泛应用于聚氨酯合成革工业及医药、农药等行业。由于DMF在制革生产中被大量用作熔剂使用，生产所排放的废水中含有较高浓度的DMF。 处理DMF废水的方法有：活性炭吸附－二氯甲烷再生法、化学水解法和生化法。化学水解法与生化法都只是破坏DMF而没有回收DMF，处理成本较高，尤其不适用于处理较高浓度的DMF废水。对于高浓度DMF（近100g/L）的制革废水，目前工厂多采用直接精馏处理，分离DMF与水，回收的DMF回用于生产。但该法能耗较高，当废水中DMF浓度较低（如小于50g/L）时，回收成本将大幅度增加。 清华大学核能技术设计研究院采用熔剂萃取－活性炭吸附法，处理制革厂的高浓度DMF废水（DMF质量浓度为93.4g/L），用三氯甲烷（CHCl3）萃取废水中的DMF，萃取液经精馏分离回收DMF和萃取剂。研究了CHCl3对DMF的萃取效果、活性炭对萃余液的动态吸附性能、用熔剂CH2Cl2再生活性炭的效果和反复再生后活性炭的吸附效能。结果表明，用CHCl3 5级逆液萃取后，萃余液中的DMF降到1.33g/L，萃取率达96.8%。萃取液经精馏分离回收CHCl3和DMF。萃余液经活性炭吸附后COD可降到100mg/L以下。精馏过程的能耗及设备投资大大降低，全过程的总投资与老方法相当，而成本降低50%左右。经CHCl3萃取后的制革废水用活性炭吸附法深度净化处理，出水达国家一级排放标准。饱和活性炭经CH2Cl2洗脱、160℃空气活化后，其吸附性能和数量基本不变，可反复使用。 2.1.2 活性炭吸附法处理染料废水 纺织工业的发展带动了染料生产的发展。调查表明,全世界每年生产的染料超过70万吨，其中的2%直接进入水体以废水的形式排出,10%在随后的纺织染色过程中损失[2,3]。染料废水成分复杂，水质变化大，色度深，浓度大，处理困难.染料废水的处理方法很多，主要有氧化、吸附、膜分离、絮凝、生物降解等。这些方法各有优缺点，其中吸附法是利用吸附剂对废水中污染物的吸附作用去除污染物.吸附剂是多孔性物质，具有很大的比表面积.活性炭是目前最有效的吸附剂之一，能有效地去除废水的色度和COD.活性炭处理染料废水在国内外都有研究[4,5]，但大多数是和其它工艺耦合，其中活性炭吸附多用于深度处理或将活性炭作为载体和催化剂[6,7]，单独使用活性炭处理较高浓度染料废水的研究很少。 活性炭对染料废水有良好的脱色效果.酸性品红废水的脱色最容易,碱性品红废水次之，活性黑B 133废水最难.染料废水的脱色率随温度的升高而增加，pH值对染料废水的脱色效果没有太大的影响。在最佳的吸附工艺条件下,酸性品红、碱性品红和活性黑B 133染料废水的脱色率均超过97%，出水的色度稀释倍数不大于50倍，COD小于50mg/L，达到国家一级排放标准。考虑到分离出的活性炭仍具有部分吸附能力，而且活性炭价格贵。因此，可以利用这些活性炭处理染料废水使其达到较低的中间浓度，然后再用新的活性炭使处于中间浓度的染料废水达到排放标准，以便减小成本[8]。 2.2粉煤灰活性炭处理含铬电镀废水 据统计,我国每年排出的电镀废水约为40×108ｍ3[9],其中不仅含有氰化物等剧毒成分,而且含有铬、锌、铜、镍等金属离子。铬是电镀中用量较大的一种金属原料,在废水中六价铬随pH值的不同分别以CrO2-4,HCrO-4, Cr2O2-7等形式存在。研究发现,六价铬有致癌的危害,其毒性比三价铬强100倍。含铬电镀废水的处理方法很多,主要有化学沉淀法、活性炭法、电解法和膜处理法等活性炭法中以粉煤灰活性炭为吸附剂、还原剂对含Cr (Ⅵ)的电镀废水进行了处理。 pH值对吸附量和去除率有较大影响, pH值为3左右时吸附量达到最大, Cr (Ⅵ)去除效果最好, pH值过高或过低时,粉煤灰活性炭对Cr (Ⅵ)的吸附能力较低。 吸附时间对吸附量和去除率有一定的影响,随着时间延长,吸附量和去除率均增大,当时间为1.5ｈ时,吸附基本完全,时间进一步延长,吸附量和去除率虽然增加但不明显。 被活性炭吸附的Cr (Ⅵ),经化学还原生成Cr3+,在酸性条件下Cr3+与活性炭脱附,因而可以使活性炭再生,其再生的方法是用5%的H2SO4溶液浸泡活性炭,使Cr3+完全解吸,然后用水冲洗、干燥。再生后的活性炭对Cr (Ⅵ)的去除效果略有下降。Cr3+溶液用碱中和生成Cr (OH)3, Cr (OH)3可回收利用,防止二次污染[10]。