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        活性炭對(duì)有機(jī)廢水吸附性能的研究

        2016-12-31 00:00:00黃文雯蓋紅輝褚明娜孟凡雪
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年25期

        摘 要:目前,危害人類最大的問(wèn)題就是污染問(wèn)題,而污染的主要來(lái)源是廢水,廢氣,廢渣。而在我們生活中最常見(jiàn)的廢水則是有機(jī)廢水,我們生活中用的洗衣粉會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化,而活性炭是生活中最常見(jiàn)最實(shí)用的吸附劑。因此,我們想知道活性炭對(duì)有機(jī)廢水是否有吸附作用。

        關(guān)鍵詞:活性炭;有機(jī)廢水;吸附

        據(jù)黑龍江省環(huán)保局統(tǒng)計(jì)2004年全省廢水排放量為11.43億噸:其中工業(yè)廢水占廢水總量的39.55%,生活廢水占廢水總量的60.05%, 而這些工業(yè)廢水和生活廢水都屬于有機(jī)廢水,由此可見(jiàn),有機(jī)廢水嚴(yán)重危害了我們的水質(zhì),是我們必須盡快解決的重大問(wèn)題。本課題目的是要研究活性炭對(duì)有機(jī)廢水吸附性能,確認(rèn)最佳的吸附條件,并以活性炭的吸附性能為依托,將這一成果引入到生產(chǎn)實(shí)踐中去。

        1 有機(jī)廢水的介紹

        以有機(jī)污染物為主的廢水稱之為有機(jī)廢水,其易造成水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化,危害比較大。在生活污水、食品加工和造紙等工業(yè)廢水中,常常含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、木質(zhì)素等有機(jī)物質(zhì)。這些物質(zhì)在污水中以懸浮或溶解狀態(tài)存在,如果想將其分解的話,必須借助微生物的生物化學(xué)作用。由于分解過(guò)程中,需要借助氧氣,因此,被稱為耗氧污染物。這類污染物可導(dǎo)致水中溶解氧減少,影響魚(yú)類和其它水生生物的生長(zhǎng)。當(dāng)水中溶解氧耗盡之后,有機(jī)物將進(jìn)行厭氧分解,產(chǎn)生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味,導(dǎo)致水體惡化。有機(jī)廢水主要來(lái)源于造紙、皮革及食品等行業(yè)排出的在2000mg/L以上廢水。這些廢水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白、纖維素等有機(jī)物,如果直接排放,會(huì)造成嚴(yán)重污染。有機(jī)廢水按其性質(zhì)來(lái)源可分為三大類:(1)容易生物降解的有機(jī)廢水;(2)雖然有機(jī)物可以降解,但會(huì)產(chǎn)生二次污染;(3)難降解的和有害的有機(jī)廢水。綜上所述,有機(jī)廢水水質(zhì)具有有機(jī)物濃度高、成分復(fù)雜、色度高,有異味、具有強(qiáng)酸強(qiáng)堿性、不易生物降解等特點(diǎn)。因此,對(duì)于有機(jī)廢水的處置問(wèn)題一直以來(lái)困擾著人們。

        對(duì)于含高濃度無(wú)機(jī)鹽的有機(jī)廢水,目前國(guó)內(nèi)外多采用厭氧生物工藝進(jìn)行處理。但過(guò)高的無(wú)機(jī)鹽濃度會(huì)導(dǎo)致微生物細(xì)胞滲透壓升高,引起微生物細(xì)胞原生質(zhì)分離,鹽析作用會(huì)降低代謝酶活性,破壞微生物酶結(jié)構(gòu),抑制微生物的生長(zhǎng),從而降低廢水的處理效果[1]。因此,采用活性炭進(jìn)行有機(jī)廢水的吸附,這樣既不會(huì)破壞水質(zhì),也不會(huì)對(duì)人體造成不必要的傷害。

        2 活性炭簡(jiǎn)介

        活性炭是一種疏水性吸附劑,由含炭為主的物質(zhì)作原料,經(jīng)高溫炭化和活化制得的?;钚蕴亢写罅课⒖?,比表面積大,能有效地去除色度、臭味,可以去除二級(jí)出水中的大多數(shù)有機(jī)污染物和某些無(wú)機(jī)物,包含某些有毒的重金屬?;钚蕴课竭^(guò)程的影響因素有:活性炭的特性;被吸附物的特性和濃度;廢水的pH值;懸浮固體含量等特性;接觸系統(tǒng)及運(yùn)行方式等。

        在很早以前就有利用活性炭吸附方法的研究報(bào)道,對(duì)于水中溶解性有機(jī)物常采用此法。但是,活性炭再生非常困難,同時(shí)處理的成本也比較高,因此應(yīng)用受到限制。通常情況下,對(duì)于低濃度的染料廢水常采用該方法來(lái)進(jìn)行處理或深度處理。目前最有效的吸附劑之一為活性炭,但由于活性炭在去除色度和COD時(shí),常采用與其它工藝耦合,因此,活性炭吸附方法多數(shù)情況下,用在深度處理方面,或者將活性炭作為載體和催化劑來(lái)使用[2]。

        對(duì)于活性炭來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)的再生方法主要是利用熱再生、溶劑再生以及生物再生等。而目前熱再生是活性炭再生最主要的形式之一,微波再生則是在傳統(tǒng)熱再生基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種有效再生技術(shù),與傳統(tǒng)熱再生相比,具有再生時(shí)間短,再生效率高,再生損失率小,耗能低等優(yōu)點(diǎn)[3]。

        3 項(xiàng)目進(jìn)展

        3.1 項(xiàng)目的研究目標(biāo)

        (1)通過(guò)本項(xiàng)目的研究,課題組將獲得活性炭吸附有機(jī)廢水測(cè)定最佳方案;(2)活性炭的處置;(3)有機(jī)廢水的采樣;(4)活性炭對(duì)有機(jī)廢水吸附條件的探究;(5)有機(jī)廢水吸附條件的測(cè)定與優(yōu)化;

        (6)影響因素的篩選。

        3.2 項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容與實(shí)驗(yàn)方案

        本項(xiàng)目將以常見(jiàn)的有機(jī)染料為供試材料,制備有機(jī)廢水,選擇在不同的溫度、酸度、不同的光照時(shí)間及雜離子對(duì)其的影響因素進(jìn)行討論,確定最佳的研究方案,為進(jìn)一步的研究活性炭對(duì)有機(jī)廢水吸附條件提供理論依據(jù)。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        我們已經(jīng)提取黑龍江流域不同地點(diǎn)含有有機(jī)廢水的水樣,來(lái)進(jìn)行活性炭對(duì)有機(jī)廢水吸附性能的研究,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果吸附率達(dá)到了60.66%,由此結(jié)果證明了活性炭對(duì)有機(jī)廢水的吸附有較好的效果?;钚蕴坑糜谖接袡C(jī)廢水的研究相對(duì)比較多,但將紫外光照射與活性炭吸附有機(jī)結(jié)合的研究還是相對(duì)比較少,因此本課題組致力于此方向的研究,期望能對(duì)未來(lái)有機(jī)物的降解提供有力的數(shù)據(jù)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]易斌,楊春平,郭俊元,等.活性炭吸附-Fenton氧化處理高鹽有機(jī)廢水[J].廣州環(huán)境科學(xué),2013,7(3):903-907.

        [2]李鳳鐿,譚君山.活性炭吸附處理染料廢水研究的進(jìn)展概況[J].廣州環(huán)境科學(xué),2010,25(1):6-8.

        [3]張志輝,鄭天龍,王孝強(qiáng),等.活性炭吸附處理鋰電池廠含酯廢水及微波再生實(shí)驗(yàn)[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2014,34(3):644-649.

        作者簡(jiǎn)介:黃文雯(1994-),女,漢族,黑龍江省林口縣,從事化學(xué)制藥專業(yè)學(xué)習(xí)。

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