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活性炭對水中難降解的有機物進行處理
银牛娱乐首页:韩研网络部 更新时间:2019-10-18 16:47:11

  水熱碳化工藝是在180至260°C的壓力容器中使用生物質懸浮液進行的。反應階段完成後,通過過濾分離固體産物和生産用水。對于生産用水的排放,檢測發現酸性的,其主要成分爲乙酸,甲酸,乙酰丙酸和乙醇酸,以及羟甲基糠醛等難降解的有機物。一般處理方法在活性炭上吸附去除水中的厭氧和好氧降解後殘留的有機物。本次我們研究使用顆粒活性炭的吸附以及臭氧化與生物降解的結合,來預處理去除工藝水中難處理的有機物。

  研究活性炭吸附的方法

  通过确定总体等温线(溶解的有机碳(DOC)等温线)并进行动力学测试和柱测试,研究了预处理难降解有机物的吸附。为此选择了颗粒状活性炭,它以颗粒形式用于动力学和色谱柱测试。对于等温线实验,将活性炭颗粒在球磨机中压碎。所得粉末状活性炭的粒径小于40μm。等温线数据通过应用瓶点法确定。对于每个实验,将0.1到2.0 g的活性炭添加到0.2 L的溶液中。先前的测试表明,接触时间72小时足以达到平衡。平衡后,将瓶从振荡器中取出,通过0.45 µm膜过滤样品,并分析DOC。从质量平衡计算固相DOC浓度。

  活性炭吸附

  预处理的水热碳化废纤维和细覆盖废水的总体等温线如图1所示。因此,不可降解的有机物很好地吸附在活性炭上,而细覆盖有机物的固相浓度要低得多。通过将IAST模型与实验数据拟合来评估数据,该实验数据是针对两种不同的初始浓度(原始和稀释废水)获得的。作为拟合标准,使用最小化测量和计算出的水相浓度之间以及实验和计算出的固相浓度之间的相对偏差。经过色谱图实验表明,颗粒活性炭可以很好地去除有机物,在56 cm色谱柱中经过约75小时后,首先发生了10%的穿透。相比之下,细料覆盖的有机物在20小时后已经在第二个色谱柱中达到了50%的突破,因此颗粒状活性炭对它们的吸收受到更大的限制。

  圖1:預處理過的水熱碳化廢纖維和細覆蓋處理水的總體等溫線的比較。

  動態吸附模型適用于預測顆粒狀活性炭塔中難熔有機物的吸收。列出的色譜柱容量證明了這一結論,其中測得數據與預測數據之間的平均偏差僅爲17%。數字再次表明,廢纖維有機物的容量比高分子細覆蓋有機物的容量高得多。通過顆粒狀活性炭去除>90%的廢纖維有機物是現實的。因此,如果需要的話,該方法適于確保低的廢水濃度。另一方面,細覆蓋有機物的去除效率僅在運行的前20小時才高于50%。這既可以歸因于細覆蓋有機物的較弱的吸附性,也歸因于它們較慢的吸附動力學。在技​​術規模上,確切的去除效率和操作時間將取決于吸附器的操作條件。根據此處提供的數據,可以得出結論,對于細覆蓋廢水,不能認爲活性炭吸附是合適的後處理工藝。此外,可以從處理後的垃圾滲瀝液的通過粒狀活性炭作比較,因爲即使達到穩定的填埋場也繼續産生滲濾液。很多例子表明,活性炭在實踐中已成功地用于去除難處理的有機物。

  臭氧化研究

  臭氧化对使用两种不同臭氧剂量的预处理废水的影响如图2所示。旨在将少量的250 mg/L的臭氧和较高的500 mg/L的臭氧转移到活性炭中。但是,由于实际测试中的条件,实际剂量与这些值有所不同。分别在图2中指定的臭氧剂量是转移到液相中的臭氧的有效量。虽然较低的剂量(200至255 mg/L)被认为对于部分氧化是合理的,但较高的剂量应表明更广泛的氧化将对耐火有机物质产生什么影响。

  圖2:經過臭氧化處理對預處理的水熱碳化用過的纖維廢水(左)和細覆蓋廢水(右)的影響。

  處理方案

  在圖3中,顯示了徹底處理水熱碳化工藝廢水的建議方案。有機物質的主要吸收者是生物階段。如果目標是養分回收,則應在厭氧反應器的上遊進行。在厭氧階段添加共底物可以幫助穩定厭氧降解。如果需要進一步去除難熔有機物,則應優先選擇吸附在活性炭上。在廢水具有大量高分子量組分的情況下,該方法將是相當貴的。因此,應將臭氧化與有氧降解結合起來考慮。在這裏,可以選擇將臭氧水帶回主要的好氧反應器,也可以使用單獨的反應器,其中生物質可以更具體地適應基質。必須對此進行進一步調查,以找到一種可持續的處理該類廢水的工藝方案。但是,活性炭的吸附應始終是最後階段。

  圖3:徹底處理水熱碳化工藝水的建議方案。

  水热碳化工艺废水的特征在于需要进行初步生物学处理的高浓度有机物。在本文研究中,厌氧-好氧联合处理对细覆盖物的去除效率为87%,对废纤维废水的去除效率分别为94.5%。如果它们具有低分子量,则在活性炭上的吸附非常适合除去残留的难熔有机物,例如在废纤维废水中,因为不可吸附的部分很小,并且主要成分具有很强的吸附性。因此,可以预期高的柱容量。如果难降解的有机物具有高分子量,则应对其进行臭氧化处理,然后再循环至好氧阶段或进行单独的好氧处理,如精细覆盖废水。对于每种实际情况,都需要进行经济分析,以便在考虑特定法律要求的情况下确定合适的處理方案。

文章標簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質活性炭,木質活性炭,蜂窩活性炭,淨水活性炭.

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