盐城市城东污水处理厂 224000
摘要：活性炭吸附是城市污水深度处理的重要方法之一。本实验以盐城污水处理厂出水为研究对象，对粉末活性炭静态吸附实验和颗粒活性炭连续流动态吸附实验做了研究，得出最佳吸附条件。
关键词：活性炭；污水处理；工艺研究
如今城市污水的排放量逐年增加，而城市污水与城市供水量几乎相等，大多数污水只含有污染物质，通过污水处理工艺研究可以变成再利用的清水，并且处理成本相比其他要更加低廉。所以，加强城市污水的处理研究，势在必行，而活性炭吸附处理是解决这一问题最主要的废水深度处理技术之一。
1 相关理论
1.1活性炭的基本性质
活性炭是由木炭、煤、稻壳等含碳化合物经过一种特殊处理制得的。活性炭具有较强的吸附能力，能够吸附污水中的杂质。
1.2活性炭的吸附作用
活性炭对杂质的吸附作用主要是通过活性炭的表面分子与吸附质分子之间的化学键力、静电吸引力、范德华力来实现的。根据吸附机理，可以分为化学吸附、交换吸附和物理吸附。在现实的吸附过程中，一般这三种吸附都会同时存在，在我们利用活性炭处理污水时，就是利用了这三种吸附去除污染物。
2 粉末活性炭的吸附
2.1废水来源及水质
废水水样取自盐城市污水处理厂出水，该厂废水水质较好，适于用粉末活性炭吸附处理。
2.2实验方法
（1）首先对废水进行过滤，去除水中的悬浮物，测定COD的值；
（2）活性炭在蒸馆水中浸泡24小时后，置于烘箱内在105℃下烘干至恒重，将结块的活性炭压碎，并通过200目筛孔过蹄；
（3）分别加入10、20、30、40、50、80、100mg粉末活性炭于7个500mL的锥形瓶中；
（4）将200mL经过滤后的废水置于锥形瓶中，在振荡器上进行活性炭吸附，直到活性炭吸附平衡；
（5）测定过滤后COD的值；
2.3确定吸附平衡的时间
原废水COD值为36mg/L，向200mL废水中加入50mg活性炭，通过改变不同的振荡时间5、10、20、30、60、120min，测定震荡时间对COD去除率的影响，结果表明当振荡时间为5min，去除率为15.5%；当振荡时间为10min，去除率为18.7%；当振荡时间为20min，的去除率为32.4%；当振荡时间为30min，的去除率为48.9%；当振荡时间为60min，的去除率为51.3%，当振荡时间为120min，去除率为52.1%。
可知，废水刚开始接触活性炭时，活性炭对COD的吸附刚开始比较快，随着吸附时间的延长，吸附速度明显减慢。当吸附时间达到30min时，活性炭吸附差不多达到一个平衡点，此时COD浓度为19.5mg/L，COD去除率达48.9%以上。
2.4吸附容量的确定
刚去样的废水测定COD的值为36mg/L，在200mL废水的废水中加入不同质量的粉末活性炭，固定振荡时间为30min，再次测定废水中COD的值，然后可以看出投加量对COD去除率影响。
实验结果证明，活性炭投放量越多，去除率就越高，，废水中的COD平衡浓度逐渐减小，并且减小幅度有变缓趋。当投加量达到250mg/L时，此时COD值为19.5mg/L,去除率为48.9%。达到本实验预期处理要求。
3 颗粒活性炭的吸附
3.1废水来源及水质
废水水样与粉末活性炭一样，同样出自盐城市污水处理厂。
3.2颗粒活性炭静态吸附容量的确定
本次取样废水中的COD浓度开始测试为36mg/L，后将1g颗粒活性炭投加到1L废水中，并且过一段时间加以搅拌均匀，10d后，观察实验结果，再次测试COD的值。
颗粒活性炭饱和吸附实验结果为当吸附时间1d后，COD去除率为19.5%，吸附量为7.4 mg/g；当吸附时间2d后，去除率为25%，吸附量为9.5mg/g；当吸附时间3d后，去除率为46.6%，吸附量为17.7mg/g；当吸附时间5d后，去除率为51.6%，吸附量为19.6mg/g；当吸附时间8d后，去除率为52.6%，吸附量为20mg/g；当吸附时间10d后，去除率为52.9%，吸附量为20.5mg/g；
由表可知，活性炭刚开始接触废水时对COD的吸附速度很快，但随着时间的不断延长，吸附质在活性炭微孔内的扩散速度逐渐减慢。当吸附时间达5d到时，有机物在微孔中传质速度变缓慢，吸附速度逐渐趋于稳定。当吸附10d后，废水COD浓度为16.9mg/L，去除率达50%以上，此时活性炭吸附量为20.5mg/g，吸附基本达到平衡。
3.3活性炭柱流量对去除效果的影响
进水COD实测值为36mg/L，实验考察了40、60、100和150mg/L四种流量下，柱长1800mm时，不同吸附柱高度对COD废水的去除效果。实验结果列于表3-1。
表3-1 活性炭柱流量对COD去除率的影响
可知随着流量的变大，活性炭吸附柱对污水COD的去除率而降低，不过总体降低速度比较缓慢。流速越大的情况下，接触的时间就会越少，自然去除率也会降低。考虑到实验结果以及现实因素，最终选用流量为100mL/min作为最佳实验条件,此时在1200mm厚度滤层出水浓度为76mg/,COD去除率可达到76.9%。
4 总结
本文以盐城市污水处理厂出水作为处理对象，对粉末活性炭静态吸附和颗粒活性炭连续流动态吸附做了实验研究，做出如下总结：
（1）由粉末活性炭吸附实验可知，粉末活性炭对COD的去除率能够达到48.9%，证明粉末活性炭对盐城污水处理厂废水中的有机物具有良好的吸附效果。
（2）颗粒活性炭吸附实验结果得出，当流量为100mL/min时在1200mm厚度滤层出水COD浓度为76mg/L，这个为最佳实验条件，COD去除率可达到76.9%。满足地表水环境质量I类标准，因此，该实验用于盐城市污水的深度处理是可行的。
（3）将两者吸附结果以及考虑到回收利用率的问题，颗粒活性炭总体是优于粉末状活性炭的，所以，颗粒活性炭可以成为使用活性炭处理废水的第一个考虑对象。
参考文献
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论文作者:张寿贵
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第14期
论文发表时间:2017/12/20
标签：活性炭论文; 废水论文; 率为论文; 时间论文; 粉末论文; 污水论文; 污水处理论文; 《建筑科技》2017年第14期论文;