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如何用活性炭優化水質

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如何用活性炭優化水質

發布日期:2018-02-07 作者: 點擊:

處理和再利用工藝對消耗水资源的加工工廠来說是一個多層面的挑戰。遵守防止和減輕工业污染的監管要求可能需要大量的资金投入以及持續的維護费用。用于生産過程的淡水日益稀缺和成本也增加了問題。最終,解決産品污水淨化的需求是非常有壓力的。事實上,工廠需要一個既经濟又符合法規要求的實際解決方案。幾十年来,除活性炭吸附以外,沒有任何其他方法能更好地控制液體和氣體中的有機化学物質。

  确定最佳的處理方法

  不要認为一個進程可以處理所有的事情。相反,要及时为當前的工作确定最合适的技術。存在多種處理技術,例如反滲透(RO),離子交換和活性炭,可以單獨使用或組合使用,用于工业水處理。最合适的技術取決于給定應用所需的給水水質和出水純度。

  RO系統通常去除或減少溶解的礦物鹽,有機物和其他顆粒; 他們可能需要水預處理,以保護反滲透膜防止結垢,結垢或化学降解。这樣的系統通常比活性炭系統招致更高的投资和運營成本。帶有離子交換樹脂的系統可以通過交換水中存在的離子来生産高純度的去離子水。樹脂的選擇取決于存在的特定離子。这些系統通常不用于像活性炭那樣去除可溶性有機物質。

  活性炭的處理方法是污染物分子聚集在其上的高度孔隙中,高表面積的吸附劑。作为從液體和氣體中去除有機污染物的一種经濟有效的材料,它有着良好的記錄。在加工廠,廣泛應用于液體和氣體淨化,淨化和再利用工藝用水。活性炭還符合廢水處理,地下水補救和氣相應用中揮發性有機化合物(VOC)減排的監管要求。活性炭技術可以幫助工廠維持排放許可水平,滿足當地的環境要求。

  回收或熱再生活性炭給加工廠減少成本和浪费,節省能源,降低二氧化碳排放,節約自然资源,同时降低廢活性炭處理的問題。事實上,活性炭已被列为最佳可行技術,用于清除許多有機污染物。

  如何正确選擇活性炭

  一個根本的考慮是選擇将提供您的水淨化和再利用目标的活性炭的類型。由再凝聚法制備的标準未浸漬的煙煤基材料在工业應用中最常用于吸附有機污染物,因为其具有廣泛的孔徑大小以吸附多種有機化学物質。

  再凝聚的活性炭是通過将原料研磨成粉末,加入合适的粘合劑以獲得硬度,重新合并,然後粉碎至規定的尺寸来生産的。接下来,使用受控的氣體和高熱的爐中使材料熱激活。所得到的産品具有令人難以置信的大體積的表面積和發生吸附的微觀孔隙网絡。活性炭具有任何已知材料的最高吸附孔隙率。令人驚訝的是,五克重新結塊的活性炭内具有一個足球場的表面面積。再團聚的活性炭通常優于直接活化的,因为它是具有充分發展的孔隙率的更堅固的材料,并且同时具有承受使用和再利用的必要的強度。

  为确保最佳的活性炭吸附操作,過程工廠的設備通常包括具有相關傳輸管道的碳吸附設備。这些系統可以使用一級或多級容器,取決于所需的治療目标。如果需要这些步驟,吸附系統通常在化学澄清和過濾之後并且在消毒之前。

  活性炭可以在一個單元操作中去除各種揮發性有機化合物和半揮發性有機化合物。在分析活性炭純化之前,充分表征一個流是很重要的。有關氣相流的信息應包括所有揮發性有機化合物和氣體,濕度濃度,溫度和壓力。所有这些因素都會影響活性炭的性能。類似地,液相物流的特性,包括其離子含量和分布,懸浮固體的類型和濃度以及pH是至關重要的。測量每單位重量或單位體積活性炭去除的吸附質量的能力測試可以測量吸附效果。

  引導過程在考慮活性炭系統时,試點工廠研究可以确定技術是否符合排放許可要求。實際流的中試工廠測試是預測性能的最可靠的手段。測試員應盡可能接近全面的工程設備,盡可能达到表面速度,床層深度和空床接觸时間。例如,您可以進行使用便攜式液體處理裝置和液相活性炭的有機污染物去除試验。易被活性炭吸附的有機物包括:

  •芳香族溶劑(苯,甲苯和硝基苯);

  •氯化芳烴(多氯聯苯,氯苯和氯萘);

  •酚類和氯酚;

  •燃料(汽油,煤油和石油);

  •多核芳烴,如苯并芘;

  •殺蟲劑和除草劑,例如滴滴涕,艾氏劑,氯丹和七氯環乙烷。

  試點研究還應該量化最佳流量,床層深度和特定液體或氣體的操作能力。需要这些信息来确定連續處理所需的碳接觸器的尺寸和數量。其他選項也可能是可能的。例如,較低流量的點源處理可提供比整個廢水處理更经濟的替代方案。通過使用計算機預測建模或可處理性研究,供應商可以确定碳吸附技術是否可以有效地将污染物的濃度降低到允許排入整個廢水流中的水平,從而不需要更昂貴的處理方法廢水總量。通過使用这些各種研究和分析,

  了解何时更換活性炭

  在活性炭吸附過程中,活性炭的可用表面和孔隙充滿了化学物質。在某一时刻,系統不再能夠达到要求的性能标準-通常这是在活性炭處理容器的污水質量開始接近進水質量时确定的。可以說是活性炭内部孔隙被填滿、消耗完了这时就必須更換了。廢碳被丢棄或回收利用。

  處理廢碳有三種選擇。首先是運往垃圾填埋場或焚化爐。但是,这種方法需要購買新的活性炭,并不是最環保的。

  通過化学或蒸汽工藝進行再生可能比填埋場的處理有利。但是,这個選項通常被保留用于回收和重新使用有价值的吸附物。它也比重新激活效率低。

  第三種選擇,高溫熱再激活通常是最有意義的。該過程破壞吸附的有機化合物并恢複活性炭的吸附能力。再活化可达到原始活性炭容量的95%的回收率。然後可以将再活化的材料與少量原生碳混合以彌補體積的輕微損失。

  在過去的幾年里,再生和再利用在加工廠受歡迎的原因有幾個。從環境角度来看,再生活性炭被認为是一種環保産品,因为再活化僅産生制造活性炭産生的溫室氣體的大約20%。而且,活性炭具有幾乎無限的再生能力,因此很少會在垃圾填埋場或焚化爐中廢棄。對于将可持續性納入其長期戰略的公司来說,重新激活是一個合理的選擇。

  重新激活還可以節省大量成本-通常比購買原生活性炭成本低20-40%。此外,它結束了吸附污染物的監管鍊,消除了廢碳處理和處置責任。一些設施可能有资格獲得由管理機構頒發的廢物最小化的環境信用額度,因为重新活化的碳被認为是一種回收资源。

  用于识别重新激活作为選項的分析和測試過程非常簡單。根據所産生的廢碳的经濟性和數量,一些工廠可能會選擇現場再生設施。

  那些決定簽訂非現場再激活服務的機構應該尋找一個具有以下實地能力的供應商:

  •廢碳分析;

  •廢碳去除和包裝;

  •适當的廢物處理(有害或無害);

  •運輸到再生工廠;

  •碳管檢查和維修;

  •重新裝載活性炭的容器。

  活性炭工业淨水的常見錯誤

  工廠可能會通過犯下一些太頻繁的錯誤来損耗活性炭的使用周期和效率:

  •基于過程假設安裝活性炭系統,而無需進行實際的中試。任何試验都應包括适當的綜合抽樣和分析,以便試點能夠有意義,而不是簡單地提出更多的問題,因为得到的結果不夠。分析成本往往是試點工廠成本中最重要的部分。

  •在線花费過多的时間,以節省更換成本。这可能使廢碳因污染程度和鈣化而不适合再活化。

  •忽略預過濾的潛在需求。未溶解的污染物和固體可能會限制進入碳,大大減少床的壽命。因此,預處理这樣的水流,使活性炭专注于吸附,而不是與結垢或沉積物相抗衡。


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