活性炭吸附廢水適用條件

Ⅰ 活性炭的用途有哪些

活性炭是一種經特殊處理的炭，將有機原料（果殼、煤、木材等）在隔絕空氣的條件下加熱，以減少非碳成分（此過程稱為炭化），然後與氣體反應，表面被侵蝕，產生微孔發達的結構（此過程稱為活化）。

由於活化的過程是一個微觀過程，即大量的分子碳化物表面侵蝕是點狀侵蝕，所以造成了活性炭表面具有無數細小孔隙。活性炭表面的微孔直徑大多在2～50nm之間，即使是少量的活性炭，也有巨大的表面積，每克活性炭的表面積為500~1500m2，活性炭的一切應用，幾乎都基於活性炭的這一特點。

（1）處理含油污水

吸附法進行油水分離是利用親油性材料，吸附廢水中的溶解油及其它溶解性有機物。最常用的吸油材料是活性炭，可吸附廢水中的分散油、乳化油和溶解油。由於活性炭對油的吸附容量有限（一般為30～80mg/g)），成本高，再生困難，通常只用作含油廢水多級處理的最後一級處理，出水含油質量濃度可降至0.1～0.2mg/L。

由於活性炭對水的預處理要求高，而且活性炭的價格昂貴，因此在廢水處理中，活性炭主要用來去除廢水中的微量污染物，以達到深度凈化的目的。煉油廠含油廢水，先經隔油、氣浮和生物處理，再經砂濾和活性炭過濾深度處理。廢水的含酚量從0.1 mg/L（經生物處理後）降至0.005mg/L，含氰量從0.19mg/L降至0.048mg/L，COD從85mg/L降至18mg/L。

（2）處理染料廢水

染料廢水成分復雜、水質變化大、色度深、濃度大，處理困難。處理方法主要有氧化、吸附、膜分離、絮凝、生物降解等。這些方法各有優缺點，其中活性炭能有效地去除廢水的色度和COD。活性炭處理染料廢水在國內外都有研究，但大多數是和其它工藝耦合，活性炭吸附多用於深度處理或將活性炭作為載體和催化劑，單獨使用活性炭處理較高濃度染料廢水的研究很少。

活性炭對染料廢水有良好的脫色效果。染料廢水的脫色率隨溫度的升高而增加，而pH值對染料廢水的脫色效果沒有太大的影響。在最佳吸附工藝條件下，酸性品紅、鹼性品紅廢水的脫色率均＞97%，出水的色度稀釋倍數≤50倍，COD<50mg/L，達到國家一級排放標准。

（3）處理含汞廢水

重金屬污染物中以汞的毒性最大，當汞進入人體內，就會破壞酶和其它蛋白質的功能並影響其重新合成。活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有限，只適宜於處理含汞量低的廢水。如果含汞的濃度較高，可以先用化學沉澱法處理，處理後含汞約1mg/L，高時可達2~3mg/L，然後再用活性炭做進一步的處理。

（4）處理含鉻廢水

活性炭表面存在大量的含氧基團如羥基（－OH）、羧基（－COOH）等，它們都有靜電吸附功能，對六價鉻產生化學吸附作用，能有效地吸附廢水中的六價鉻，吸附後的廢水可達到國家排放標准。

利用活性炭處理含鉻廢水是活性炭對溶液中六價鉻的物理吸附、化學吸附、化學還原等綜合作用的結果。活性炭處理含鉻廢水，吸附性能穩定，處理效率高，操作費用低，有一定的社會效益和經濟效益。因此，用活性炭處理含鉻廢水已得到廣泛應用。

（5）催化和負載催化劑

石墨化炭和無定型炭是活性炭晶型的組成部分，因為具有不飽和鍵，所以表現出類似結晶缺陷的功能。活性炭因為結晶缺陷的存在而被作為催化劑廣泛應用，同時，因為其具有大的比表面積及多孔結構，活性炭還被廣泛用作催化劑載體。

Ⅱ 某煉油廠採用吸附進行深度處理，處理量為X m3\d,廢水COD=120 mg\L,出水要求低於30 mg\L,要求設計該吸附塔

設計任務書
一、 設計題目
活性炭吸附廢水的吸附塔設計
二、 設計任務及操作條件
1、處理水量Q=200m3/h
2、原水COD平均120mg/L
3、出水COD小於30mg/L
4、活性炭吸附量q=（0.12～0.2）g COD/g炭
5、活性炭與水接觸時間10～30min
6、污水在塔中的下降流速5～10m/h
7、反沖洗水的線速度28～32m/h
8、反沖洗時間4～10min
9、沖洗間隔時間72～144h
10、炭層沖洗膨脹率30%～50%
11、水力輸炭管道流速0.75～1.5m/s
12、水力輸炭水量與炭量體積比例10:1
三、設計內容
1、設計方案的確定及流程說明
2、吸附塔的面積、塔徑、高度、容積、活性炭質量、再生周期等計算
3、吸附塔附屬結構的選型與設計
4、吸附塔工藝流程圖
5、吸附塔計算圖
6、設計說明
7、參考文獻

設計方案和流程的說明
由於電鍍廢水中Cr6+屬於有毒重金屬離子，不能直接排放。根據國家環境標准對廢水的處理要求，考慮經濟性與實用性，選用活性炭吸附,採用二塔並聯降流式固定裝置。
吸附是一種物質在另一種物質表面上進行自動累積或濃積的現象，可以發生在氣-液，氣-固，液-液兩相之間。在污水處理中，吸附則是利用多孔性固體物質的表面吸附污水中的一種或多種污染物，從而達到凈化水質的目的。活性炭是常用吸附劑之一。
固定床吸附器最大的優點是結構簡單、造價低、吸附器磨損少、使用方便。它是污水處理中常用的吸附裝置。污水連續地流過裝有吸附劑的固定床層，被吸附後的污水連續排出。當出水水質不符合要求（即床層被穿透）時，則停止進水，將吸附劑再生。固定床根據水流方向又分為升流式和降流式兩種。降流式水流自上而下，出水水質較好，但水頭損失大，需對床層定期進行反沖洗。而升流式水流由下而上流動，這種床型水頭損失增加較慢，運行時間較降流式長。
根據處理水量、原水水質及處理要求，固定床可分為單床和多床系統，單床一般用於處理規模小的工藝。多床層又分並聯、串聯兩種，該設計根據實際要求選擇大規模處理，出水要求低的並聯方式。
設計參數選擇及計算
1、設計參數選擇
處理水量200m3/h、原水COD平均120mg/L、出水COD=30mg/L、活性炭的吸附量q=0.14gCOD/g炭、活性炭與水接觸的時間30min、污水在塔中下降的流速V=8m/h、反沖洗水的線速度28m/h、反沖洗時間6min、反沖洗間隔時間80h、炭層沖洗膨脹率45%、水力輸炭管道流速0.8m/s、水力輸炭水量與炭量體積比例10：1、炭層密度ρ=0.43t/m3。
計算
①吸附塔的面積：
2
②每個塔的面積：
2
③吸附塔直徑：

④吸附塔炭層的高度：

⑤每個吸附塔的炭層容積：
3
⑥每塔填充活性炭質量：

⑦每塔每天應處理的水量：

⑧每個吸附塔每天應吸附的值：

⑨活性炭再生周期：

三、吸附塔附屬結構的選型和設計
⒈活性炭
活性炭是最常用的非極性吸附劑，由木炭、堅果殼、煤等含碳原料經炭化與活化製得的一種多孔性含碳物質，有大的比表面積（600～1500m2/g)，吸附容量大，吸附能力強，該設計屬於液相吸附，一般用孔徑為（210-3～0.1）的活性炭。它有穩定的化學性質，易再生與再利用，來源廣、價格低。它對鉻陽離子也有還原作用；在選用活性炭處理裝置設備時應選不銹鋼材料，防止活性炭與普通鋼材接觸發生嚴重的化學腐蝕。
2. 支撐裝置
位於填料底部，安裝平穩，既要保證能夠支撐填料層的質量，又要保證液體能通暢的流動，具有耐腐蝕性，耐壓，耐沖擊。根據以上要求我們常選用不銹鋼作為支架材料。
液體分布裝置
讓液體分布裝置設在塔頂，讓廢水均勻的分
布在填料表面，設備的耐腐性強。考慮易於維修又使布水
均勻，且具有一定的水力沖刷強度及直徑大小，選用
不銹鋼材料的可拆卸多孔管布水裝置。
4.液體出口裝置
沉降式,出口位於塔底。管與塔接觸部分密封性好，防止出現液封現象，保證出水通暢流出，還要防腐蝕，耐壓，耐沖擊。選排水管的直徑為100mm，多用價格低、容易得的鑄鐵。
5．反沖洗設備
防止堵塞，設在吸附層的下方，孔管布水，孔徑為10mm，使沖洗水在整個底部平面均勻分布，沖洗時間為6min,每80h沖洗一次。以長久利益來看，選用費用高，操作簡單，能較長時間向塔內輸水，泵小、耗電較均勻的沖洗水塔來排沖洗後的水。
四、吸附塔工藝流程圖 吹出氣
A、B並聯吸附，C再生； 加料
下一個階段是：A再生，B、
C並聯吸附；再下一個階段
是：A、C並聯吸附時，B再
生。這樣以此類推。 A B C

產品
部分產品用作再生氣

吸附塔計算圖
設計說明
1、設計要求：
①處理水量大、出水水質高、可回收、吸附劑可再生、設備耐腐性強。
②採用柱狀活性炭進行吸附，不易堵塞。若用粉末活性炭吸附，要防火防爆，而且對設備要求也高，投資高，麻煩。
③反沖洗時要讓沖洗水均勻分布，有足夠的沖洗時間，沖洗後的水要及時排出。
④活性炭的再生:吸附劑在達到吸附飽和後，必須進行脫附再生才能重復使用。所謂再生，及在吸附劑本身不發生或很少發生變化的情況下，用某種方法把吸附質從吸附劑空隙中除去，恢復它的吸附能力，這樣就可以大大的減少水處理運行成本。再生分為：加熱再生法，化學氧化再生法，溶劑再生法。我們選用加熱再生法，它是目前最常用最有效的一種再生方法。其再生步驟如下：
a. 脫水：使活性炭和含鉻電鍍廢水進行分離。
b. 乾燥：加熱到100～150℃，將吸附在活性炭細孔中的水分蒸發出來，同時使一部分低沸點的有機物也夠揮發出來。
c. 炭化：加熱到300～700℃，使高沸點有機物熱分解，一部分低沸點有機物揮發，另一部分被炭化留在活性炭細孔中。
d. 活化：加熱到700～1000℃，將炭化階段留在活性炭細孔中的殘留物用活化氣體（如水蒸汽、CO2及O2）進行氧化反應，反應產物以氣態形式逸出，達到重新造孔的目的。
e. 冷卻：把活化後的活性炭用水急劇冷卻，防止氧化。

主要設計參數：
參 數 內容 吸附塔面積A 每個塔面積A』 吸附塔直徑D 吸附塔炭層高度h 每個塔炭層的容積V 每塔填充活性炭質量M 每塔每天應處理水量Q1 每個吸附塔每天吸附COD值 活性炭在生周期T
數 值 25m2 12．5m2 4m 4m 50m3 21．5t 2400t 216kg/d 14d

影響吸附的因素：
①吸附劑的種類：一般來說，極性吸附劑易吸收極性吸附質，非極性吸附劑易吸收非極性吸附質。
②活性炭的比表面積：比表面積（600～1500m2/g)越大，吸附能力越強，吸附量越大。
③孔結構：孔徑越大，比表面積越小，吸附能力差。該設計屬於液相吸附,孔徑一般為（210-3～0.1）。
④ 溫度：其他條件不變的條件下，低溫有利吸附，升溫有利脫附。
⑤pH值：在酸性溶液中，活性炭的吸附率要比在鹼性溶液中高一些。
⑥接觸時間： 在進行吸附操作時，應保證吸附質與活性炭有一定的接觸時間，使吸附接近平衡，以充分利用活性炭的吸附能力。吸附速度越大，吸附時間就越短。
七、參考文獻
《環境工程原理》 化學工業出版社 主編：張柏欽，王文選 2003,7
《水污染控制技術》 化學工業出版社 主編：王金梅，薛敘明 2004,3

Ⅲ 廢水活性炭處理法的處理方法

應用粒狀活性炭床，必須對廢水進行預處理，去除油脂，減少懸浮固體,使懸浮物含量少於50毫克/升,以免堵塞炭層、增加水頭損失，並避免頻繁地進行反沖洗。
粉末活性炭處理法又稱生物-物理處理法、 投料曝氣法和加粉末炭曝氣法。它是在的基礎上將粉末活性炭投入曝氣池，這樣既充分利用了廢水處理設備，又提高了處理效果。
用這種方法去除污染物，一般認為是吸附和微生物氧化分解的協同作用。活性炭的大量微孔吸附了有機物和廢水中的氧氣，為微生物群的生長繁殖提供了高濃度的營養源，而微生物代謝過程中產生的酶和輔酶又被吸附和富集在活性炭的微孔中，加之炭上微生物和有機物接觸時間較長，使難以降解的有機物也有可能經生物氧化而分解。粉末活性炭處理法一般包括三個步驟：①劇烈混和,使炭迅速分散到污水中；②接觸吸附和氧化,使炭懸浮在污水中進行混懸吸附和氧化；③液-固分離,將炭從污水中分離出來，然後進行再生。
此法優點是：①處理效果好而且比較穩定；②提高了微生物對有機毒物和重金屬的抗性；③產生有凝聚力的炭體和微生物,形成堅實和稠密的污泥,改善了活性污泥法的操作條件；④活性炭能吸附表面活性物質，解決了曝氣池中的起泡沫問題；⑤能用於處理成分復雜、濃度和水量多變的廢水；⑥粉末炭成本低。但因粉末炭再生困難，至今尚未應用於實際。1972年用流化床再生爐再生粉末活性炭試驗成功，為粉末活性炭的應用提供了條件。
粉末活性炭用於廢水處理的最新技術是單級接觸系統，即混和、接觸反應、重力沉澱在同一個設備中完成，炭在設備中的停留時間為2～5天。這樣便於微生物活動，提高了處理效果。
在污泥消化池中投加一定量的粉末活性炭，能加速污泥沉澱，凈化返回到水處理系統的上清液，提高水處理系統的效率。此外，還可促進污泥固體的分解，消除惡臭，提高設備的生產能力。

Ⅳ 活性炭怎麼處理污水

廢水活性炭處理法(wastewater treatment by activated carbon process)是廢水吸附處理法之一種。系利用活性炭的物理吸附、化學吸附、氧化、催化氧化和還原等性能去除廢水中多種污染物的方法。

活性炭是用木材、
煤、果殼等含碳物質在高溫和缺氧條件下活化製成。它有非常多的微孔和巨大的比表面積，通常1克活性炭的表面積達500～1500米,因而具有很強的物理吸
附能力，能有效地吸附廢水中的有機污染物。活性炭的比表面積是很重要的參數。比表面積是每克固體材料所具有的表面積，單位為m2/g;比表面積測試的國家
標準是基於BET理論的低溫氮吸附BET多點法(GB/T
19587-2004)。國產比表面積儀使用較廣的為3H-2000系列比表面積測定儀，在國內擁有大量客戶，08年推出的幾款新品比表面積測試儀，在國
內擁有多項唯一的領先技術，
如原位處理、風熱助脫、程式控制六通閥、檢測器零漂抑制、濃度色譜法監測等，使得國產動態色譜法比表面積分析儀儀器在多項指標方面超越了進口比表面積測試儀。

此外，在活化過程中活性炭表面的非結晶部位上形成一些含氧官能團，如羧基(―COOH)、羥基(―OH)、羰基[88-01]。這些基團使活性炭具有化學吸附和催化氧化、還原的性能，能有效地去除廢水中一些金屬離子。

有粉末炭和粒狀炭之分，前者用於廢水處理，通常採用混懸接觸吸附的方式;後者用於廢水處理，則採用過濾——吸附的方式。處理系統有兩種：一是用活性炭直接
處理二級處理出水;二是二級處理出水經化學澄清、去除營養物、過濾以後用粒狀炭吸附。活性炭用於廢水高級處理的主要優點：處理程度高，出水水質比較穩定，
可達飲用水標准。但投資和處理費用昂貴。

廢水的活性炭處理法通常有兩種處理系統：一種是用活性炭直接處理二級處理出水;一種是二級處理出水經化學澄清、去除營養物、過濾以後用粒狀活性炭吸附。

活性炭用於廢水高級處理的主要優點在於處理程度高，出水水質比較穩定,處理後水中的BOD()、COD()SS(懸浮物)通常分別低於每升10、15、5毫克，如輔以其他處理措施,可以達到飲用水標准，但投資和處理費用高昂。

應用粒狀活性炭床，必須對廢水進行預處理，去除油脂，減少懸浮固體,使懸浮物含量少於50毫克/升,以免堵塞炭層、增加水頭損失，並避免頻繁地進行反沖洗。

粉末活性炭處理法又稱生物-物理處理法、 投料曝氣法和加粉末炭曝氣法。它是在的基礎上將粉末活性炭投入曝氣池，這樣既充分利用了廢水處理設備，又提高了處理效果。

用這種方法去除污染物，一般認為是吸附和微生物氧化分解的協同作用。活性炭的大量微孔吸附了有機物和廢水中的氧氣，為微生物群的生長繁殖提供了高濃度的營
養源，而微生物代謝過程中產生的酶和輔酶又被吸附和富集在活性炭的微孔中，加之炭上微生物和有機物接觸時間較長，使難以降解的有機物也有可能經生物氧化而
分解。粉末活性炭處理法一般包括三個步驟：

①劇烈混和,使炭迅速分散到污水中;

②接觸吸附和氧化,使炭懸浮在污水中進行混懸吸附和氧化;

③液-固分離,將炭從污水中分離出來，然後進行再生

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Ⅳ 如何用活性炭處理廢水

活性炭是一種廣泛應用的水處理吸附劑，具有巨大的表面積和出色的物理及化學吸附功能。其每克表面積可達500平方米～1500平方米，解毒作用則是利用這一特性，將毒物吸附在活性炭中，阻止其吸收。

活性炭處理污水的優勢顯著，包含對水中有機物的卓越吸附能力、對水質、水溫及水量變化的適應性、佔地面積小、易於自動化操作、操作管理簡單、對重金屬化合物有較強的吸附能力。再生後的飽和炭可重復使用，不會產生二次污染，還能回收有用物質。

廢水活性炭處理法是廢水吸附處理法之一，利用活性炭的物理吸附、化學吸附、氧化、催化氧化和還原性能去除廢水中多種污染物。粉末活性炭處理法，又稱生物-物理處理法、投料曝氣法，通過將粉末活性炭投入曝氣池，充分利用廢水處理設備，提高處理效果。此法優點在於處理效果好、穩定、提高微生物對有機毒物和重金屬的抗性、形成凝聚炭體和微生物、解決泡沫問題、適應復雜廢水、成本低。

在污水處理中，活性炭能有效去除COD、吸附含汞廢水、處理含酚廢水。對COD濃度為50.04mg/L的生活廢水，通過活性炭處理，去除率可達78.6%。含汞廢水通過活性炭處理，能有效吸附廢水中的汞，適用於低濃度廢水，處理高濃度廢水時需先進行一級處理。活性炭對有機汞的吸附去除能力優於無機汞，吸附率隨pH值降低而提高。

針對不同廢水類型，應選擇適合的活性炭，因為不同方法製得的活性炭具有不同的吸附性能和使用范圍。使用不當可能導致處理效果不佳。