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活性炭和聚丙烯酰胺在水处理中的应用

点击次数:1002  更新时间:2020-06-01

活性炭和聚丙烯酰胺在水处理中的应用

深度水处理技术应用

3.1 使用活性炭吸附

活性炭技术就是对石墨微晶表现出的不同孔径结构所具有的物理吸附能力,并且其表面分子之间具有相应的作用力,对有机污染分子加以吸附。活性炭则具有稳定物化性能、容易得到、便宜以及比表面积大等显著优势,在污水处理中的应用具有显著的特征。结合材料制备来分析,其包括煤质炭、果壳炭、骨质炭等,其中果壳炭因为孔径小备受关注。结合材料存在的不同形态还能够将活性炭划分为纤维碳、颗粒碳、粉末活性炭等,通过将粒度、pH值、表观密度、漂浮率等作为具体的物理指标,并且将其对亚甲酸蓝、碘等吸附质测定当成主要的化学指标。供水处理活性炭具有机械强度高、稳定化学性质等特征,满足我国相关行业规定的标准,在实际使用过程中很少选择单一活性炭来处理,大都是将活性炭和其他不同的深度处理技术联合进行使用。例如比较成熟的臭氧生物活性炭处理技术,这一技术就是通过直接进行臭氧处理,将高分子有机物分解成分子较小的物质,然后利用生物活性炭滤池来对臭氧进行吸附,从而产生各种小分子产物,这就能够弥补臭氧处理难以解决的小分子有机物缺陷,让生物活性炭对有机物的吸附量得到提升,还能够延长其工作寿命。

3.2 臭氧法

臭氧具有氧化性,可对污染物进行氧化分解,且具有除臭、脱色、杀菌等作用。臭氧zui终被还原成氧气,不存在二次污染,臭氧法基本流程见图1。采用臭氧法对某焦化厂的焦化废水进行了处理研究。研究表明,臭氧对COD、酚及色度的去除率分别可达91%、99%及98%。通过控制单因素变量,增加O3进气量和反应进行时间,可提高各项污染物氧化分解程度。利用臭氧对经生物处理后的残剩污染物进行了催化氧化。实验结果表明,O3浓度越大,流速越快,TOC去除率越高,对废水色度的脱除越明显,加入催化剂(Cu2+、Co2+、Fe2+、Mn2+)以后,废水色度脱除的时间变短,出水接近无色。臭氧法具有氧化性强、效率高、不产生污泥等优点,同时此工艺前期投资高,消耗大,操作过程严格,本身也存在不稳定、易分解等缺点。

聚丙烯酰胺主要用于造纸工业、三次采油、水处理、固液分离、 污泥脱水和体系增稠,随着聚合技术的发展,聚丙烯酰胺已由zui初干粉(胶体)发展成为现在的干粉、胶乳和微胶乳三种形式。八十年代获得工业化生产的聚丙烯酰胺胶乳产品,其发展速度相当快,在欧美发达国家,其生产规模占已聚丙烯酰胺总量的70~80%.九十年代发展的聚丙烯酰胺微胶乳仍处于试验阶段,许多技术问题仍有待解决,近几年的研究极为活跃,可以预计在不久的将来聚丙烯酰胺微胶乳产品将实现工业化生产。

  我国为数众多的企业生产聚丙烯酰胺干粉,有些科研单位曾经试制过胶乳产品,但产品主要性能指标如固含量和稳定性方面与*水平差距较大,难以与干粉产品竞争,而微胶乳产品则处于实验研究阶段。

  随着三次采油、废水处理和功能性造纸添加剂等行业的技术进步,对聚丙烯酰胺的需求量大幅度增加。聚丙烯酰胺干粉产品具有生产技术简单且产品分子量高的特点,在使用过程中存在着溶解时间长和易受搅拌剪切降解,需配备专门的干粉溶解装置等弊端,且在生产和使用过程中易产生粉尘飞扬,危害操作者身体健康和对环境造成污染。胶乳产品具有溶解速度快和使用方便的特点,受到了用户的欢迎,但由于胶乳产品系聚丙烯酰胺微小胶粒悬浮在油相中的热力学不稳定物系,长期放置易发生分层现象。而近十年来发展起来的聚丙烯酰胺微胶乳是透明或半透明的油水双连续相体系,具有高度稳定性,但丙烯酰胺反相微乳液的形成条件严格,微胶乳产品存在分子量较低和乳化剂含量过高的缺点。