摘要：活性炭深度处理工业废水技术具有使用范围广、去除有机物种类多、去除效果好、受外界影响因素较少等特点，在未来可被广泛应用。但因活性炭价格较高，同时用于废水处理的活性炭使用周期短，因此如何高效利用活性炭以及对吸附饱和的活性炭进行再生、利用是未来研究的重点。
关键词：工业废水；活性炭深度处理；应用
1工业废水深度处理方法
目前工业废水深度处理方法主要有物理法、生物法、高级氧化法，其中物理法主要有混凝沉淀法、膜处理法、气浮法和吸附法等；生物法包括氧化塘、曝气生物滤池法（BAF）、生物活性炭法（BAC）等；高级氧化法包括臭氧氧化法、Fenton氧化法、光催化氧化、电化学氧化和超临界水氧化等。其中活性炭吸附法因其具有适应性强、去除污染物质广泛等特点，是一种具有广阔应用前景的废水深度处理技术。常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、颗粒活性炭（GAC）。
2粉炭处理工业废水的研究
本实验研究粉炭在不同投加量、不同接触时间条件下对工业综合废水去除效果。
2.1实验材料
实验所采用的工业综合废水：来源于嘉兴某工业园区工业综合废水。实验药剂：粉炭（200目）：来源于内蒙古浦瑞芬环保科技有限公司，特点是中大孔发达。
2.2实验方法
取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL烧杯中；同时向500mL烧杯中加入200mL嘉兴某工业园区工业综合废水；将烧杯置于搅拌器中搅拌一定时间，搅拌速度保持不变；搅拌结束后进行过滤，测定滤液（初滤液倒掉）CODCr、UV254；测定活性炭吸附前水样CODCr、UV254，计算CODCr、UV254去除率。对产水水样进行紫外可见光全波长扫描，分析活性炭对废水中物质的吸附性。
2.3实验结果
2.3.1去除效果分析
表1 废水活性炭吸附处理实验数据
由表1可以看出：利用浦瑞芬活性炭对嘉兴某工业园区工业综合废水吸附处理，当炭水比3‰、接触时间15min时，CODCr去除率为58.33%，UV254去除率大于97.00%；当炭水比5‰、接触时间15min时，CODCr去除率为68.90%，UV254去除率大于97.00%；当炭水比3‰、接触时间30min时，CODCr去除率为66.71%，UV254去除率大于97.00%；当炭水比5‰、接触时间30min时，CODCr去除率为74.37%，UV254去除率达98.00%。
上述实验结果说明：活性炭对工业综合废水具有较好的去除效果，其中对芳香族化合物去除率高达97.00%；炭水比不同、接触时间不同，对有机物的去除效果差别较大。
2.3.2去除物质分析
由图1可以看出：原水在紫外光区具有吸收峰，说明废水含有共轭结构体系，如C=C-C=C、C=C-C=O、苯环等，通过原水及产水图谱比较得出：活性炭对共轭结构物质以及芳香族物质具有较好吸附效果。
3颗粒炭处理工业废水的研究
3.1颗粒炭对工业废水反渗透浓水去除效果研究
本实验研究不同粒度、不同投加量、不同吸附时间条件下颗粒炭对工业废水反渗透浓水去除效果。
3.1.1实验材料
实验所采用的废水：内蒙古某PVA厂反渗透浓水。实验药剂：颗粒炭（8×20、8×30、12×40、12×50目）：来源于内蒙古浦瑞芬环保科技有限公司。
图1 不同水样紫外可见光全波长扫描图谱
图2 粒度对活性炭去除有机物的影响
3.1.2实验方法
取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL烧杯中；同时向500mL烧杯中加入250mL内蒙古某PVA厂反渗透浓水；将烧杯置于搅拌器中搅拌一定时间，搅拌速度保持不变；搅拌结束后进行过滤，测定滤液（初滤液倒掉）CODCr、UV254；测定活性炭吸附前水样CODCr、UV254，计算CODCr、UV254去除率。
3.1.3实验结果
3.1.3.1不同粒度颗粒炭对工业废水反渗透浓水有机物去除效果
由图2可以看出：粒径8×20、8×30、12×40、12×50目炭，随着粒径减小，产水中有机物浓度越低，有机物去除率越高。这是由于粒径越小，活性炭相对比表面积越大，与废水接触吸附面积越大,对有机物吸附能力越强。
3.1.3.2不同投加量颗粒炭对工业废水反渗透浓水有机物去除效果
由图3可以看出：在相同的吸附时间下，随着投加量的增大，UV254和CODCr处理去除率越高；当投加量由1‰增加到5‰时，去除率增加明显，但投加量由5‰增加到50‰去除率增加缓慢；投加量20%、50%有机物去除效果基本一致。这说明在一定投加量范围内，随着活性炭投加量的增加，有机物去除率逐渐增大，但当投加量达到一定值时，有机物的去除率会逐渐趋于稳定，说明活性炭吸附性能不仅与用量有关,还与活性炭的孔径大小和分布有关。废水中可溶性有机物分子量大小不一，只有当活性炭的孔径分布与芳香族化合物的分子量大小相匹配时，活性炭才具有高的吸附率和脱除效率。
图3 投加量对活性炭去除有机物的影响
图4 吸附时间对活性炭去除有机物的影响
3.1.3.3不同吸附时间颗粒炭对工业废水反渗透浓水有机物去除效果
由图4可知：随吸附时间的增加，活性炭对UV254去除率呈先上升后基本不变或缓慢下降的趋势，这是由于开始活性炭具有较高的吸附能力，有机物吸附在活性炭上而从水中去除，随着吸附时间的延长，活性炭表面被大量的有机物覆盖，使得活性炭的吸附能力下降，当吸附与解吸速率相等时，活性炭吸附平衡，此时去除效率最高。
3.2颗粒炭对浓盐废水去除效果研究
本实验根据活性炭滤池运行参数：炭水接触时间、活性炭投加量，确定活性炭用于浓盐废水去除效果。
3.2.1实验材料
实验所采用的废水：内蒙古某工业园区浓盐水处理厂废水。实验药剂：颗粒炭（8目×20目）：来源于内蒙古浦瑞芬环保科技有限公司。
3.2.2实验方法
取一定量浦瑞芬活性炭置于500mL烧杯中；同时向500mL烧杯中加入250mL内蒙古某工业园区浓盐水处理厂废水；将烧杯置于搅拌器中搅拌一定时间，搅拌速度保持不变；搅拌结束后进行过滤，测定滤液（初滤液倒掉）CODCr、UV254；测定活性炭吸附前水样CODCr、UV254，计算CODCr、UV254去除率。
3.2.3实验结果
表2 浓盐水活性炭吸附处理实验数据
由表2可知：在模拟工程参数条件下，活性炭对浓盐水中UV254去除效果大于90.00%、对CODCr去除效果大于60.00%，说明活性炭对浓盐水中有机物具有较好去除效果。
结束语
活性炭对工业综合废水具有较好的去除效果，其中对芳香族化合物去除率高达97.00%；炭水比不同、接触时间不同，对有机物的去除效果差别较大。活性炭对共轭结构物质以及芳香族物质具有较好吸附效果。粒径8×20、8×30、12×40、12×50目炭，随着粒径减小，产水中有机物浓度越低，有机物去除率越高。实际工程中需要根据水质情况进行活性炭粒径的选择。在相同的吸附时间下，随着投加量的增大，UV254和CODCr处理去除率越高；在一定投加量范围内，随着活性炭投加量的增加，有机物去除率逐渐增大，但当投加量达到一定值时，有机物的去除率会逐渐趋于稳定。随吸附时间的增加，活性炭对UV254去除率呈先上升后基本不变或缓慢下降的趋势。这说明活性炭吸附存在最佳吸附时间，实际工程需要根据水质情况进行活性炭滤罐/滤池的尺寸设计。在模拟工程参数条件下，活性炭对浓盐水中UV254去除效果大于90.00%、对CODCr去除效果大于60.00%，说明活性炭对浓盐水中有机物具有较好去除效果。
参考文献
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论文作者:童瑞敏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
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