生物活性炭技术在水处理中的研究与应用进展
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臭氧化-生物活性炭技术的研究与应用摘要:概述国内外臭氧化-生物活性炭的发展历史,分析和介绍国内外该工艺技术应用的典型案例,并指出臭氧化-生物活性炭工艺当前的技术难点和发展趋势。
关键词:臭氧活性炭臭氧化-生物活性炭消毒副产物致病微生物1. 引言随着世界各国经济的高速发展,人们的生活水平不断提高,饮用水的卫生和安全也受到越来越广泛的关注。
由于水源污染日趋严重,水微量分析技术不断进步,在饮用水中越来越多的有机、有毒污染物被检测出来,并通过流行病学调查研究和对污染物毒理学的验证,发现某些污染物与居民发病率具有密切的相关性,从而更引起了人们对饮用水安全的高度重视。
在美国,六十年代初曾对 30 个大城市、11590 个城镇的饮用水进行调查,调查指出,饮用经氯化以后的地表水可能对人体健康造成潜在危险。
在 1974~1977 年间,美国环保局又组织了两次全国性的调查,一次是调查 80 个城市的饮用水中 4 种卤代烃浓度,并对10 个城市饮用水中所含的有机物质作了详细的分析;另一次是调查俄亥俄,印地安纳、伊利诺斯、威斯康星、明尼苏达、密执安等州的 83 个城市饮用水中三卤甲烷的存在情况。
调查结果发现,饮用水的有机污染已遍及整个美国 1。
德国、英国、加拿大等国也调查了城市地下水及地面水加氯消毒后挥发性卤代烃的存在情况,并根据调查结果修订了本国的水质标准。
随着这些研究和调查的不断深入,人们逐渐认识到,常规的混凝沉淀-砂滤-投氯消毒处理技术不能充分保障饮用水的卫生与安全,因此,以去除水中有机污染物为目标的饮用水深度净化技术得到日益广泛的研究和应用。
臭氧与活性炭联用的饮用水除污染新技术,即臭氧化-生物活性炭处理工艺,以其氧化性强、副产物少、吸附与降解效果显著等特点,日益受到重视,并迅速地从理论研究走向实际应用。
与此同时,饮用水中隐孢子虫、贾第虫等新的致病微生物因子不断出现,严重影响饮用水的生物学安全。
70 年代以来,欧美发达国家暴发了多起由贾第虫、隐孢子虫等致病原生动物,引起的较大规模水介流行病。
活性炭在水处理中的应用一、前言水是人类生活不可或缺的资源,同时也是人类健康和工业生产的关键因素。
然而,随着经济的发展和人口的增加,水污染日益严重成为人类面临的一个严峻问题。
活性炭作为一种有效的水处理材料,其应用越来越广泛,在提高水处理效果、减少污染物排放、保护水资源等方面都具有重要的意义。
本文将结合国内外文献和实际案例,介绍活性炭在水处理中的应用及其优缺点。
二、活性炭概述活性炭(Activated Carbon,简称AC)是一种多孔性的吸附材料,主要由可燃材料制成,如木材、竹材、果壳、煤炭等,通过炭化和活化过程制成。
活性炭的特点是孔隙分布均匀、孔径范围广、比表面积大、吸附性强,广泛应用于气体、液体、固体的吸附和分离。
活性炭根据其制备方法和应用领域的不同,可以分为硬质活性炭、软质活性炭和粉状活性炭等。
三、活性炭在水处理中的应用1. 活性炭在净水中的应用活性炭在水处理中的主要应用是净水。
由于活性炭具有高效的吸附能力和强大的污染物去除能力,能够有效地去除水中的有机物、气味、色度等污染物,提高水的质量,保护人类健康。
在一些传统的净水工艺中,如混凝沉淀法、过滤等方法,都很难去除水中难以分解的有机物和微量污染物,而活性炭能够大量吸附这些污染物,保证水的净化效果。
同时,活性炭还可以去除水中的异味和氯气,提高水的饮用性。
2. 活性炭在废水处理中的应用除了在净水方面使用,活性炭在废水处理中同样具有广泛的应用。
废水中含有各种有机化合物、氨氮、重金属等高浓度的污染物,废水排放对环境造成严重的污染。
有些高难度的废水处理过程需要借助活性炭的强大吸附能力,才能获得最终的净化效果。
(1)废水的预处理活性炭对废水中的悬浮物、泥沙、颗粒污染物等能够快速吸附,提高废水的澄清度和透明度,为后续的处理提供了便利条件。
(2)去除有机物活性炭能够高效地去除废水中的各种有机物。
可以通过物理吸附和化学反应两种方式来去除有机物。
依据处理工艺的不同,活性炭可以直接置于废水中,或者通过传统的反应槽、活性池、氧化池、生物反应器等方式来进行废水处理。
活性炭吸附技术在水处理中的应用活性炭吸附技术在水处理中的应用引言:随着人口的增加和工业化的快速发展,水污染问题日益严重。
而水是人类生存的基本需求,水质的安全与否直接关系到人们的健康和生活质量。
因此,水处理成为当今社会重要的环保问题之一。
活性炭吸附技术作为一种有效的水处理方法,被广泛应用于水污染控制和治理中。
本文将从活性炭吸附技术的原理、应用领域以及未来发展等方面进行探讨。
一、活性炭吸附技术的原理活性炭是一种具有高吸附性能的材料,其主要成分是碳元素。
活性炭的表面积极大,可提供大量的吸附位点,因此能够吸附溶液中的各种有机和无机物质。
活性炭吸附的基本原理是通过表面的微孔和介孔结构,以及吸附性能强的活性炭微观孔隙对水中的杂质进行吸附和分离。
一般来说,活性炭吸附的过程可分为物理吸附和化学吸附两种方式。
物理吸附是指杂质与活性炭之间的静电作用和凡德华力等非化学性吸附力作用,而化学吸附则是指活性炭表面的官能团与杂质之间形成化学键。
二、活性炭吸附技术的应用领域1.水处理中的有机污染物去除:活性炭吸附技术广泛应用于饮用水、工业废水和城市污水处理中,能有效去除水中的有机污染物,如有机溶剂、农药、臭味物质等。
活性炭能够与这些有机物发生吸附作用,有效减少水中有机物质的含量,提高水质。
2.重金属离子的吸附:活性炭对重金属离子具有良好的吸附能力,能够吸附水中的汞、铅、铬等重金属离子。
这些重金属离子对人体健康有害,如果直接排放到环境中,会对生态系统产生不可逆转的损害。
因此,利用活性炭吸附技术对重金属离子进行去除是一种非常有效的方法。
3.药物残留的去除:随着人们在医疗和畜牧业中广泛应用的药物,药物残留问题日益突出。
这些药物残留可能对人类和生态系统造成潜在的风险。
通过活性炭吸附技术,可以有效去除水中的药物残留物,保障饮用水和水环境的安全。
三、活性炭吸附技术的未来发展尽管活性炭吸附技术已经在水处理中取得了显著效果,但仍然存在一些挑战和限制。
活性炭在污水处理中的应用一、引言污水处理是保护环境、维护生态平衡的重要环节。
而活性炭作为一种有效的吸附材料,被广泛应用于污水处理过程中。
本文将详细介绍活性炭在污水处理中的应用,包括其原理、工艺流程和效果评估等方面。
二、活性炭的原理活性炭是一种多孔性吸附材料,其具有极高的比表面积和丰富的孔隙结构。
这些特点使得活性炭能够有效吸附污水中的有机物、重金属离子等污染物。
活性炭的吸附作用是通过物理吸附和化学吸附两种方式实现的。
物理吸附是指污染物份子与活性炭表面的弱相互作用力,而化学吸附则是指污染物与活性炭表面发生化学反应形成化合物。
三、活性炭在污水处理中的工艺流程1. 前处理:污水处理前需要进行初步的预处理,包括去除大颗粒悬浮物、沉淀物和油脂等。
这可以通过物理方法如格栅、沉砂池和油水分离器等实现。
2. 活性炭吸附:经过前处理后的污水进入活性炭吸附池,通过与活性炭接触,污染物被吸附到活性炭表面,从而净化水质。
活性炭吸附池通常采用固定床、流动床或者混合床等形式。
3. 沉淀:经过活性炭吸附后的污水进入沉淀池,通过重力沉降使悬浮物和活性炭颗粒沉淀到底部,以便后续处理。
4. 澄清:经过沉淀后的污水进入澄清池,通过过滤或者沉淀使污水中的悬浮物进一步沉淀,使水质更加清澈。
5. 消毒:经过澄清后的污水需要进行消毒,以杀灭其中的病原微生物。
常用的消毒方法有紫外线照射、氯化物添加等。
6. 排放:经过处理后的污水达到排放标准后,可以安全地排放到水体或者进行再利用。
四、活性炭在污水处理中的效果评估1. 污染物去除率:通过对处理先后污水中污染物浓度的测定,可以计算出活性炭吸附对污染物的去除率。
通常采用化学分析方法或者光谱分析方法进行测定。
2. 活性炭饱和度:活性炭有一定的吸附容量,当吸附饱和时,需要更换或者再生活性炭。
通过定期检测活性炭的饱和度,可以评估其使用寿命。
3. 水质指标:通过对处理后的污水中各项水质指标的测定,如悬浮物浓度、COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量)等,可以评估活性炭处理的效果。
污水处理中的活性炭吸附技术应用污水处理是一项关乎环境保护和人类健康的重要任务。
随着工业化的不断推进和城市化的快速发展,生活和生产中产生的污水数量不断增加,水质污染问题日益严重。
在污水处理过程中,活性炭吸附技术起到了重要的作用。
本文将探讨活性炭吸附技术在污水处理中的应用及其效果。
一、活性炭吸附技术概述活性炭是一种极具孔隙结构的吸附材料,具有很强的吸附能力和选择性。
其孔隙结构可以提供大量的吸附表面,使活性炭能够有效去除废水中的有机物、重金属和染料等污染物。
活性炭吸附技术是通过将废水与活性炭接触,使污染物被活性炭表面吸附并得到去除的方法。
目前,活性炭吸附技术广泛应用于废水处理系统中。
二、活性炭吸附技术在污水处理中的应用1. 有机物的去除活性炭吸附技术在有机物去除方面具有显著效果。
废水中的有机物包括各种污染物,如苯、酚、甲醛等。
这些有机物容易溶于水,且难以通过传统的污水处理方法去除。
而活性炭具有很强的亲水性,能够吸附有机物,从而使废水中的有机物浓度降低。
通过使用活性炭吸附技术,可以有效净化废水中的有机物,提高水质。
2. 重金属的去除活性炭吸附技术在重金属去除方面也有广泛应用。
废水中的重金属如铅、镉、铬等对人体健康具有较大影响,严重威胁环境安全。
活性炭的大孔和小孔结构可以吸附这些重金属离子,使其从废水中得到去除。
因此,利用活性炭吸附技术可以有效减少废水中重金属的浓度,降低对环境和人体的危害。
3. 染料的去除活性炭吸附技术在染料去除方面也有良好的应用效果。
在纺织、印染等工业中,大量染料被使用,使废水中的染料浓度升高,严重影响水体的清澈度和水质。
通过使用活性炭吸附技术,可以将废水中的染料吸附到活性炭表面,使其从水中分离出来,达到净化水体的目的。
三、活性炭吸附技术的优势与挑战1. 优势活性炭吸附技术具有许多显著的优势。
首先,活性炭具有较高的吸附容量和选择性,能够有效去除废水中的有机物、重金属和染料等污染物。
其次,活性炭具有良好的耐受性和抗污染性能,使用寿命较长,不易失效。
活性炭在水处理中的应用摘要:当前,工业迅速发展,可是也给环境带来了严重的污染,特别是水污染,这个问题得到了世界的关注。
此外,人们生活水平和环保意识不断提高,促使人们对水质提出了更高的要求。
而活性炭作为最常用的吸附剂,在水处理中发挥了很大的作用。
关键词:活性炭在水处理应用前言:工厂排放的大量污水促使水环境不断恶化。
所以防治水污染是我国当前需要解决的一个重要问题。
活性炭具有丰富的细孔结构以及特殊的表面活动,既可以吸附有害物质,还可以作为催化剂以及生物的载体,所以活性炭在水处理中得到了广泛的应用。
一、活性炭在水处理中的作用活性炭是一种人造材料,是由碳元素组成的,通过高温谈话以及活化制作出来的疏水性吸附剂,具有大量的微孔,巨大的表面积,对臭味、色素具有较强的去除作用。
同时,可以有效的去除二级出水中大量的污染物以及部门无机物质,对有毒性重金属也具有一定的去除功能。
在净化给水方面,对合成的洗涤剂具有较强的吸附功能,通过采用活性炭可以有效的去除水中大部分有机物以及难以分解的氨基甲酸酯类杀虫剂。
另外,由于活性炭具有去除水中游离氯,锡、贡、铬等重金属,并且不会产生二次污染,因此,通常被广泛应用于家庭用水、饮用水的净化处理中。
同时,在废水处理过程中,活性炭使其最重要的一道工序。
活性炭吸附产生的主要原因就是固体表面上的原子力场在不饱和的状态下会产生表面能,此时就会吸附一些分子将表面能降低。
在制造活性炭时,除去了挥发性的有机物,导致晶格之间有了空隙,这些空隙就是活性炭的细孔。
大量的细孔促使活性炭具有很大的吸附面积,进而具有很强的吸附性能。
其次,活性炭可以进行化学吸附,在吸附剂和吸附质的表面会交换或者共用电子,当发生化学反应时,吸附剂和吸附质之间就会形成化学键,发生化学反应的吸附就是化学吸附。
因为加工活性炭的工艺不同,所以活性炭具有的化学吸附性能也存在不同,可是无论哪种化学吸附在吸附剂和吸附质表面都会形成极性不同的含氧集团。
活性炭在污水处理中的应用研究随着人类对环境保护意识的增强,各种污染物的治理和处理也逐渐成为了人们所关注的重要问题之一。
其中,污水处理作为一项关乎人类健康和环境质量的工作,越来越受到了各界的关注。
而在众多污水处理技术中,活性炭作为一种广泛应用的吸附剂,在污水处理中具有独特的应用价值。
一、活性炭的概述活性炭,即活性炭剂,是某些碳质材料的统称,具有广泛的吸附特性。
而其吸附性能的特殊之处在于具有高效、快速、无毒污染等多种优越性能。
其制作原料通常为煤、木材、果壳等,制作工艺则采用炭化、氧化、碳化等技术。
在制作过程中可以调整物料的含碳量、炭化温度、热处理条件等,对其吸附性能进行调控。
二、活性炭在污水处理中的应用研究1. 污水中有机物的吸附作为一种多孔材料,活性炭具有高度的孔隙度和比表面积,因而对污水中的有机物具有极强的吸附能力。
事实上,活性炭在污水处理中的主要应用就是用于有机物的吸附和去除。
在实际应用中,一般采用脱水处理、离子交换等方法进行预处理,以提高吸附效果和吸附速率。
2. 污水中重金属的吸附除了有机物外,污水中的重金属离子也是一种需要进行处理和去除的污染物。
而传统的处理方法如沉淀法、离子交换法等往往需要大量的化学药剂和复杂的设备,难以实现高效、低成本的处理。
相比之下,活性炭在去除污水中重金属的效果上则相当出色。
其对于高浓度、难分解的污染物也具有很好的解决能力。
三、活性炭在污水处理中的优势与局限性1. 优势与传统的污水处理技术相比,活性炭在吸附速度、吸附量、稳定性等方面都具有独特的优势。
首先,其吸附效率高,能够长期保持稳定的吸附性能。
其次,其制造成本相对较低,处理成本较低,适应各种水质不同的环境。
最后,其安全性高,没有毒害性,对环境无污染。
2. 局限性活性炭在污水处理中的应用也存在一些局限性。
首先,其最大的弱点就是吸附容量有限,在吸附过一段时间后需要更换或再生。
其次,需要定期清洗和维护,不然活性炭等吸附剂会因为许多原因而失去活性,从而影响处理效果。
水处理的生物活性炭技术探讨引言随着我国工业化的大力推进,工业污水和生活污水等大量污水向环境中的排放使人们的生活面临着严重的威肋,因此,对这些污水的处理成为了亚待进行的任务在众多污水的处理中,生物活性炭技术的应用表现出了巨大的优势,不仅可以达到除污的良好效果,而且可以使活性炭再生利用,节省了原料,实践证明,生物活性炭技术在水处理中的应用具有广阔的发展前景。
一、生物活性炭技术简介1、简介生物活性炭是当前国内外饮用水深度处理的主流工艺之一。
生物活性炭技术是将臭氧化学氧化、活性炭物理化学吸附、生物氧化降解进行联合使用。
在生物活性炭吸附前增设臭氧预氧化,不仅可以初步氧化水中的有机物及其他还原性物质,以降低生物活性炭滤池的有机负荷;还可以使部分难生物降解有机物转变为易生物降解物质,从而提高生物活性炭滤池进水的可生化性。
生物活性炭还被成功用于处理呈现高藻、高有机物、高氨氮“三高” 特征的太湖水处理中,为类似水厂的深度处理改造提供经验和示范。
生物活性炭深度处理工艺具有诸多的优点,但在应用过程中也会发生活性炭滤池生物泄漏、溴酸盐超标、中间提升泵房运行不稳定等问题,针对上述问题,需要找出防止生物泄漏、溴酸盐超标等设计优化和改进的方法,为臭氧—生物活性炭工艺更加科学合理的运用提供依据。
总之,臭氧化-生物活性炭处理工艺充分发挥了臭氧化和生物活性炭两种水处理技术的优点,并相互促进和补充,是一种高效的除污染技术,能够充分保证饮用水的安全性。
2、优势生物活性炭技术特有的优势主要有:一是能有效的深度处理有机废水。
通常情况下,有机物被微生物的降解具有一个最小的基质浓度,当水中的有机物浓度比这一基质浓度小时,微生物的降解速率不高,基于生物活性炭技术对水中有机物具有良好的吸附作用以及炭表面有机物的富集,从而提升微生物降解速率。
例如在处理城市污水个工业废水等二级水处理时,由于其具有有机物浓度不高、可生化性能差的缺点,应用这一技术能很好的去除有机污染物,最佳能达到回用水水质标淮。
臭氧生物活性炭在饮用水深度处理工艺中的应用研究【摘要】随着饮用水水源污和日益加剧和居民环保意识的不断增强、生活水平的不断提高,饮用水水质标准要求亦将愈来愈高。
由于目前我国大部分城市属于缺水城市,如果能有效利用再生水,将会很大程度减少水资源浪费。
本文就臭氧生物活性炭技术特点及在饮用水中深度处理工艺进行了研究,有利于我国节水型城市建设和城镇水务市场化进程的开展,还对改善我国水质、提高我国饮用水处理工艺水平都具有重要意义。
【关键词】活性炭;饮用水;工艺随着世界各国经济的高速发展,人们的生活水平不断提高,饮用水的卫生和安全也受到越来越广泛的关注。
由于水源污染日趋严重,水微量分析技术不断进步,在饮用水中越来越多的有机、有毒污染物被检测出来,并通过流行病学调查研究和对污染物毒理学的验证,发现某些污染物与居民发病率具有密切的相关性,从而更引起了人们对饮用水安全的高度重视。
1.臭氧化-生物活性炭技术发展概况1.1臭氧化技术的特点与应用臭氧是氧的同素异构体,由3个氧原子组成,常温常压下是一种不稳定的淡紫色气体,并可自行分解为氧气。
它的密度是氧气的1.5倍,在水中的溶解度是氧气的10倍。
臭氧具有极强的氧化能力,在水中氧化还原电位仅次于氟而居第二位。
臭氧本身的特性决定了臭氧化技术具有以下特点:①臭氧化有助于絮凝,可以改善沉淀效果;②臭氧化的反应速度较快,从而可以减小反应设备或构筑物的体积;③剩余臭氧会迅速转化为氧气,既不产生二次污染,又能增加水中溶解氧;④在杀菌和杀灭病毒的同时,可除嗅、除味;⑤臭氧由于其氧化能力极强,可去除其它水处理工艺难以去除的物质。
1.2活性炭作用及其在水处理的应用1.2.1活性炭作用活性炭作为优良的吸附剂在饮水的净化、废水的深度处理、净化或储存气体等方面有着广泛的应用。
研究表明,臭氧生物活性炭饮用水深度处理工艺研究,活性炭主要对相对分子质量小于3000,尤其是500-1000的有机物吸附作用较强。
利用生物质制备环保型活性炭的研究和应用生物质是一种可再生能源,由于其来源广泛、成本较低以及对环境的友好性,在能源领域中的应用不断拓展。
近年来,生物质制备环保型活性炭的研究引起了人们的关注,这种活性炭具有良好的吸附性能和环保特性,在水处理、空气净化等领域有着广泛的应用前景。
生物质制备环保型活性炭的基础是利用生物质作为原料,采用热解法或物理激活法获得活性炭。
生物质可以是农作物秸秆、木材、植物纤维等,这些废弃物中的有机成分可以被转化为具有吸附能力的碳质材料。
与传统矿物质原料相比,生物质原料在取得、加工和运输等环节中所产生的温室气体排放量更低,因此生物质制备环保型活性炭符合“低碳经济”和“循环经济”等现代环保理念。
热解法是一种将物质加热至高温并在无氧或微氧气氛下分解为固体炭和有机气体的方法。
在生物质进行热解时,废弃物内的碳、氧、氢等元素会发生化学反应,失去一部分氧和水分后,最终形成高比表面积和多孔的活性炭。
热解温度、加热速率和热解过程中气氛的控制是影响热解产物性质的重要因素。
目前,热解法正逐渐成为生物质制备环保型活性炭的主要方法之一。
物理激活法是将生物质碾磨成粉末或颗粒后,在高温下再次加热,在氮气或碳酸气氛中直接激活所得到的碳质材料。
这种方法不需要添加化学剂,因此在制备过程中环境污染较小。
物理激活法所得到的活性炭比较均匀,具有优异的微孔介径和单孔直径,吸附能力强。
生物质制备的环保型活性炭具有许多良好的特性。
其第一个特点是高比表面积和多孔性。
热解法制备的活性炭比表面积可以达到2000平方米/克以上,表面有着大量的微孔和小孔,这使得它的吸附能力非常强。
此外,由于生物质原料的含水率较高,热解时会产生一定量的气体,这些气体在碳化过程中跑出的细小孔道,形成了很多多孔的活性炭,因此生物质制备的环保型活性炭具有较好的多孔结构。
其次,环保型活性炭可以有效地去除水中的有害污染物。
在饮用水处理、污水处理和工业废水处理等领域,环保型活性炭可以去除水中的重金属、有机物、氯、氯气等有害物质,使得水质得到充分保护。
生物炭复合材料对水中污染物吸附的应用进展生物炭是一种新型的环境修复材料,拥有极强的吸附和过滤功能,被广泛应用于水处理、土壤修复和废弃物处理等领域。
生物炭复合材料结合了其他吸附剂和/或催化剂,能够进一步提高其吸附和催化效率,使其在处理水中多种污染物方面具有广阔的应用前景。
本文将从生物炭复合材料的发展历程、组成结构、制备方法以及在水体中污染物吸附方面的应用进展进行综述。
一、发展历程生物炭是一种以生物质为原料加工制造的高碳含量、多孔性的固体材料。
在自然界中,生物炭起着很多种重要的作用,如改良土壤、调节气候和保护生态环境等。
对于环境污染治理而言,生物炭最早被应用于土壤修复和废水处理。
然而,在生物炭的水处理应用方面,其吸附能力和过滤效率都受到了一些限制,如特异性不良、容易饱和和易受污染等。
于是,出现了将生物炭与其他吸附材料或催化剂进行复合的技术,以提高其吸附和催化效率。
二、组成结构生物炭复合材料通常由生物炭基质和吸附剂/催化剂两部分组成。
其中,生物炭常常作为骨架材料,为吸附剂或催化剂的固定提供承载和支撑;而吸附剂和催化剂则主要起到吸附和催化的作用。
在生物炭复合材料中,吸附剂通常包括活性炭、离子交换树脂、石墨烯等,能够提高生物炭对水中有机物和重金属污染物的吸附能力。
而催化剂的种类更加广泛,包括纳米金属粒子、催化陶瓷、金属氧化物等,能够在生物炭表面催化分解有机物和光化学降解水中污染物。
三、制备方法生物炭复合材料的制备方法多种多样,但常见的有以下几种:1. 简单物理混合法将生物炭和吸附剂/催化剂进行机械搅拌或超声处理,使其充分混合后进行干燥和固化即可。
这种方法简单易行,但生物炭和吸附剂/催化剂之间的结合力较弱,易引起剥落和溢出。
2. 化学改性法在生物炭表面引入含有反应官能团的化学物质,与吸附剂/催化剂进行反应,并形成化学键结构,使生物炭与吸附剂/催化剂之间的结合力得到增强。
这种方法制备的生物炭复合材料吸附能力和催化效率较高,但操作复杂,生产成本较高。
活性炭吸附技术在水处理中的应用活性炭吸附技术在水处理中的应用随着地球人口的不断增加和工业化的迅速发展,水资源的供应和保护已经变得越来越重要。
然而,水污染成为我们面临的一个严峻问题,会导致水质变差,威胁到人类健康和生态环境的稳定性。
为了解决水污染问题,科学家们不断努力寻找高效的水处理方法。
其中,活性炭吸附技术因其卓越的吸附性能而受到广泛关注,并在水处理中发挥重要作用。
活性炭是一种具有高孔隙率和特定化学表面的吸附剂。
透过其多孔的结构,活性炭能够吸附、捕获和固定水中的各种污染物质,包括有机物质、重金属离子和溶解性无机盐等。
在吸附过程中,活性炭的表面上形成了大量的吸附位点,通过物理吸附和化学吸附来降解污染物。
在饮用水处理中,活性炭吸附技术常用于去除有机物质和异味物质。
活性炭具有极高的吸附能力,可以有效去除水中的挥发性有机化合物(VOCs),如苯、甲醛和氯化物等。
此外,它也可以吸附水中的臭味物质,如硫化氢和氯含物等,改善水的口感和气味,提高水的质量。
在工业废水处理领域,活性炭吸附技术被广泛应用于去除重金属离子和有机污染物。
重金属离子是工业废水的主要污染物之一,其对人体健康和生态系统带来的危害无法忽视。
活性炭吸附剂通过化学络合、电化学吸附和吸附剂内扩散等作用机制,能够高效去除废水中的重金属离子,如铅、镉和铜等。
此外,活性炭还能有效捕获和降解工业废水中的有机污染物,如苯胺和酚类化合物等,减少其对水质的污染。
除了饮用水和工业废水处理外,活性炭吸附技术还在其他水处理领域发挥着重要作用。
例如,它被广泛应用于游泳池水处理中,去除游泳池中的有机物和氯消毒副产物。
此外,活性炭也常用于河水和湖水的修复,去除水体中的有毒物质和沉淀物,提高水质。
总之,活性炭吸附技术在水处理中具有广泛的应用前景。
通过利用活性炭的高效吸附性能,我们可以有效去除水中的有机物质、重金属离子和其他污染物,提高水质。
然而,需要注意的是,活性炭吸附剂的使用需要注意其再生与处理问题,以避免对环境造成二次污染。
生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展摘要:随着工业的不断发展,氨氮废水的排放成为制约水生态环境和人类健康的主要因素之一。
生物炭作为一种新型的吸附剂,具有比表面积大、孔隙率高、吸附能力强、吸附速度快等特点,能够高效吸附废水中的氨氮,是一种很有前景的氨氮废水处理技术。
关键词:生物炭吸附法;氨氮废水;研究进展引言:氨氮是指在废水中游离氨的浓度,主要包括铵、磷、硫和氟等。
氨氮废水不仅会对水体产生严重污染,而且对人类健康也会造成危害。
目前,人们已经认识到了氨氮废水对人体的危害性,但对于其去除方法仍然存在很大的研究空间。
传统的吸附方法多为物理吸附和化学吸附,但这些方法存在一些缺陷,如吸附剂的选择、工艺参数的优化和再生利用等问题。
因此,寻找一种高效、绿色、经济的吸附方法成为目前研究的热点。
1生物炭的制备方法生物炭的制备方法主要包括热解炭化法、热解浸渍法、化学活化法和生物炭浸提液法制备。
热解炭化法是通过热解装置将原料加热至一定温度,使其内部的有机物发生热解,最终形成生物炭的一种方法。
生物炭浸提液法制备方法是在热解炭化法的基础上将原料中的有机物质提取出来,然后再通过一定的方法和设备对生物炭进行活化,最终得到具有一定吸附能力的生物炭。
例如,胡海兵等人采用热解炭化法在400℃下制备了花生壳生物炭,研究表明该生物炭对氨氮具有很好的吸附能力;苏永锋等人采用酸碱溶液对花生壳进行处理,最终制备了生物炭吸附剂。
这些制备方法均能将生物质内部结构发生改变,最终得到具有一定吸附能力的生物炭。
相比于其他两种制备方法,化学活化法制备的生物炭具有较高的比表面积和吸附量。
2生物炭对氨氮的吸附机理生物炭对氨氮的吸附是一个复杂的化学和物理过程。
生物炭对氨氮的吸附主要通过以下两种机理实现:(1)化学吸附:由于生物炭表面富含各种活性基团,其对氨氮的吸附主要是通过化学吸附来实现的。
由于氨氮具有很强的离子键和共价键,且生物炭表面富含大量官能团,因此生物炭具有很强的化学吸附能力,能对水中的氨氮进行高效吸附。
活性炭在污水处理中的应用一、引言污水处理是保护环境和维护人类健康的重要工作。
随着工业化和城市化的迅速发展,污水处理的需求越来越迫切。
活性炭作为一种常用的污水处理材料,具有良好的吸附性能和化学稳定性,被广泛应用于污水处理领域。
本文将详细介绍活性炭在污水处理中的应用方法、工艺和效果。
二、活性炭的特性活性炭是一种多孔性材料,具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构。
这些孔隙可以吸附污水中的有机物、重金属离子和颜色物质等。
活性炭的特性决定了它在污水处理中的广泛应用。
三、活性炭在污水处理中的应用方法1. 吸附法活性炭通过吸附作用将污水中的有机物质吸附到其表面,从而达到净化水质的目的。
吸附法是活性炭在污水处理中最常用的应用方法之一,广泛应用于工业废水和生活污水处理中。
2. 生物活性炭法生物活性炭是一种将微生物与活性炭结合的材料,可以同时发挥活性炭和微生物的作用。
生物活性炭法在污水处理中可以降解有机物质、去除氨氮等,具有较好的处理效果。
3. 混凝剂辅助法活性炭可以与混凝剂结合使用,通过混凝作用将污水中的悬浮物和胶体物质凝聚成大颗粒,从而方便后续的过滤和分离。
混凝剂辅助法是一种常用的活性炭应用方法,可以提高污水处理的效率和水质。
四、活性炭在污水处理中的工艺流程1. 水质分析在污水处理前,需要对污水的水质进行分析,包括浊度、COD(化学需氧量)、BOD(生化需氧量)、氨氮等指标。
根据分析结果确定活性炭的使用量和处理工艺。
2. 活性炭投加根据水质分析结果,确定适当的活性炭投加量,并将活性炭均匀投放到污水处理设备中。
投放后,活性炭与污水中的有机物质进行吸附作用。
3. 混凝剂投加如果需要使用混凝剂辅助法,可以在活性炭投放后,适量投放混凝剂,使污水中的悬浮物和胶体物质凝聚成大颗粒。
4. 沉淀和过滤经过活性炭吸附和混凝剂辅助后,污水中的悬浮物和胶体物质会凝聚成较大颗粒,然后通过沉淀和过滤工艺进行分离。
5. 消毒经过沉淀和过滤后的污水仍然可能含有微生物,需要进行消毒处理,常用的消毒方法包括氯消毒、紫外线消毒等。
活性炭在水处理中的应用及技术优化为了方便人们的日常生活和保护环境,人们一直在致力于水处理技术的发展。
而活性炭作为一种重要的水处理材料,在水处理中有着广泛的应用。
本文将探讨活性炭在水处理中的应用及技术优化。
一、活性炭的性质和分类活性炭具有高度的吸附能力、表面积大、化学惰性、机械强度高等特点。
根据制备方法和原材料不同,活性炭可分为木质活性炭、煤质活性炭、草本活性炭等。
二、活性炭在水处理中的应用1. 水处理活性炭能够有效地去除水中的异味、色度、有机物、重金属等污染物,使水质达到国家安全标准,从而达到净水目的。
2. 饮用水处理活性炭在饮用水处理中有着特殊的优势,能够去除地下水污染、水中异味、甲醛等污染物,有效提高水质和口感,保证饮用水的安全性。
3. 废水处理活性炭在废水处理中常常被用于去除污水中的重金属、农药、有机物等污染物。
在废水处理中,活性炭的应用可以有效提高废水的质量,达到排放标准。
三、活性炭应用技术优化1. 活性炭反洗技术活性炭在吸附过程中不可避免地产生积淀物,影响其吸附性能。
为了延长活性炭寿命,必须采取反洗技术进行清洗。
反洗技术能够去除活性炭表面的杂质和刷新其吸附性能,提高其使用寿命。
2. 活性炭再生技术活性炭的吸附饱和后,需进行处理或更换。
而现在,科技已经发展到了能够进行活性炭再生的地步。
活性炭再生技术能够减少对环境的污染和资源的浪费,同时也能节约成本。
3. 活性炭单元优化技术活性炭单元优化技术是为了提高反应器的反应效果和性能,有效提高处理水质的方法。
这种技术包括活性炭单元大小设计、流量、空隙和容积等方面的优化。
通过合理的设计和优化可以使活性炭单元使用寿命更长,更大限度地发挥其作用。
四、活性炭应用未来展望活性炭在水处理中具有广阔的应用前景。
随着技术的不断发展和新型材料的出现,活性炭的应用范围将更加广泛。
同时,还需要更进一步的研究和实践,以保持活性炭的良好性能和效果。
总之,活性炭在水处理中的应用具有很大的优势,其技术持续优化和改进也为水处理行业的发展注入了新的活力。
废液处理中的活性炭吸附技术研究进展及应用实例活性炭是一种常见的吸附材料,在废液处理中有着广泛的应用。
本文将对废液处理中活性炭吸附技术的研究进展及应用实例进行探讨。
废液处理是一个重要的环境保护问题,涉及到工业生产、农业排放和生活污水处理等多个领域。
废液中常含有有机物、重金属离子等污染物,对环境和人体健康造成潜在威胁。
因此,寻找高效、经济、可持续的废液处理方法成为了研究的热点。
在废液处理中,活性炭吸附技术具有广泛的应用潜力。
活性炭是一种具有高度孔隙结构的多相吸附剂,具有大比表面积、丰富的微孔和介孔结构等优点。
这些特性使得活性炭能够有效吸附废液中的污染物,并在废液处理中发挥重要作用。
通过吸附作用,活性炭可以去除废液中的有机物、重金属离子、臭气等污染物,从而实现废液的净化和治理。
在过去的几十年里,研究人员对活性炭吸附技术在废液处理中的应用进行了广泛的研究。
研究表明,活性炭的孔隙结构对其吸附性能具有重要影响。
适当调控活性炭的孔径和孔隙结构可以提高其吸附能力,进而提高废液处理效果。
此外,活性炭的表面化学性质也对吸附性能产生重要影响。
通过改变活性炭的表面物化性质,例如引入功能基团、改变活化条件等,可以调控其与废液中污染物的相互作用,提高吸附效果。
活性炭吸附技术在废液处理中有着广泛的应用。
以下是一些具体的实例:1. 废水处理中的活性炭吸附技术活性炭在废水处理中被广泛用于去除有机物和重金属离子。
例如,某研究使用活性炭吸附剂进行染料废水处理,结果表明,活性炭能够有效去除废水中的染料,并且在一定程度上降解有机物。
另外,活性炭吸附技术还被应用于重金属废水处理,如铅、铬、镍等重金属离子的去除。
2. 大气污染物吸附技术除了废水处理,活性炭吸附技术也被广泛用于大气污染物的治理。
例如,活性炭可以吸附二氧化硫、甲醛、苯等有害气体,净化空气中的挥发性有机物和有毒气体,提高空气质量。
研究表明,将活性炭固定在吸附剂表面可以增加其吸附容量和稳定性,进一步提高吸附性能。
活性炭在污水处理中的应用活性炭在污水处理中的应用1.引言污水处理是一项重要的环境保护工作,对于维护水环境的健康和推动可持续发展具有重要意义。
活性炭作为一种重要的水处理材料,其在污水处理中的应用逐渐得到广泛关注和应用。
本文将详细介绍活性炭在污水处理中的应用方法和优势。
2.活性炭的基本特性2.1 物理性质活性炭具有高度的孔隙结构,表面积大、吸附能力强。
2.2 化学性质活性炭具有良好的化学稳定性,能够与水中的有机物进行吸附反应,达到除去水中污染物的目的。
3.活性炭在污水处理中的应用方法3.1 吸附法活性炭作为一种优秀的吸附材料,可以吸附水中的有机物、重金属等有害物质。
使用活性炭吸附污水中的有机物,可以达到净化水质的效果。
3.2 离子交换法利用活性炭表面的孔隙结构和化学性质,可以吸附和交换水中的离子,继而净化水质。
3.3 生物降解法活性炭在污水处理中还可以作为一种载体,增加微生物对污水的降解能力,提高污水处理效果。
4.活性炭在污水处理中的应用优势4.1 高效性能活性炭具有极强的吸附能力和催化作用,能够高效去除水中的有害物质。
4.2 环保性活性炭在污水处理过程中不会产生二次污染,对环境友好。
4.3 经济性由于活性炭在污水处理工艺中的高效性能和长寿命,能够降低处理成本和运营成本。
5.涉及附件本文档涉及的附件包括:________实验数据、研究报告、图片和表格等。
6.法律名词及注释6.1 污水处理法指国家对污水排放、污水处理的法律法规,旨在保护水环境和促进可持续发展。
6.2 活性炭一种由排列有机高分子为主体的聚合物,具有吸附有机物等的能力。
生物活性炭技术在水处理中的研究与应用进展
发表时间:
2019-08-05T09:09:14.000Z 来源:《基层建设》2019年第15期 作者: 申秋华1 马振超2
[导读] 摘要:介绍了生物活性炭技术的原理、生物再生机理以及形成方法、间歇期保存方法和微生物泄漏控制措施。
1.
海军勤务学院 海防工程系 天津市 300450;2.中海油能源发展股份有限公司 天津市 300450
摘要:介绍了生物活性炭技术的原理、生物再生机理以及形成方法、间歇期保存方法和微生物泄漏控制措施。认为今后的主要研究内
容包括活性炭的生物再生机理,建立污染物去除的吸附、解吸、生物降解、传质等过程的数学模型,活性炭自身的材质、孔径分布、表面
性状以及吸附能力对生物膜的形成、有机物去除效果的影响,以及生物膜厚度的控制措施等。
关键词:生物活性炭;水处理;微污染水源水;工业废水;生活污水
引言:生物活性炭(BAC)这一概念于1978年由美国学者MILLER和瑞士学者RICE提出。但早在20世纪60年代,欧洲的一些国家就开
始利用此技术进行废水的深度处理,我国对
BAC技术的研究与应用也有30余年,技术已相对成熟,被广泛运用于微污染原水、工业废水和
生活污水的处理过程中,取得了令人满意的处理效果。本文介绍
BAC技术的主要应用领域,详细叙述了BAC法在饮用水,生活污水和工业
废水等废水处理中的研究与应用进展,并指出该技术存在问题以及未来的研究方向,以期为
BAC技术的研究与应用提供一定的参考价值。
1.BAC
技术的主要应用领域
1.1
用于饮用水处理
饮用水在进入城市污水管网之前一般需要进行消毒处理,而消毒后的副产物(DBPs)、三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)等对人体有较强的
毒害作用
,采取有效工艺降低饮用水中DBPs浓度成为目前研究的热点之一。T.Ramn等运用基于紫外-过氧化氢的预氧化法(AOP),结合生物活
性炭技术处理饮用水中的
DBPs、TOC和UV254,与未经处理的原水相比,这3种污染物质的浓度分别减少了43%、52%和59%,去除效果明显。
刘军等实验证明
,臭氧-活性炭工艺是去除饮用水中微量邻苯二甲酸酯的有效方法。2002年10月上海杨树浦水厂和南市水厂,采用BAC技术处
理原水
,各项出水指标均达到了国际先进水平。
1.2
用于生活污水处理
H.Fr.Schroder
采用O3-BAC法处理城市生活污水,实验结果表明:该技术对烷基苯化合物及其降解产物等极性化合物的去除效率更好。施
红等探讨了粒状生物活性炭
(GBAC)和固定粉状生物活性炭(IPBAC)对生活废水中CODMn的处理效果。结果表明,GBAC和IPBAC中微生物的
生长
(UV254)与运行周期密切相关。GBAC和IPBAC运行初期,炭表面的生物膜逐步形成,微生物不稳定,从而导致UV值波动较大。随着运行周
期的延长
,生物膜生长逐步趋于稳定。随着炭层高度的增长,生物活性炭对COD的去除率也提高。GBAC与IPBAC对CODMn都有很高的去除
率
,但GBAC对CODMn的去除率高于IPBAC。陆德滨用生物活性炭方法处理洗浴污水,出水的pH、SS、COD、BOD5、合成洗涤剂等各项指
标均能达到排放标准。
1.3
用于工业废水处理
1.3.1
印染废水
印染废水水量大、有机污染物含量高、色度深、水质变化大,是难处理的工业废水之一。G.M.Walker等研究了生物活性炭搅拌池反应器
对印染废水的处理效果
,并对生物砂床+单纯活性炭、BAC、生物砂床、单纯活性炭吸附及单纯生物降解等工艺进行了平行对比实验。试验
结果见表
1。结果表明,5种处理方法均能起到脱色作用,但是过了初始阶段,生物活性炭对染料的去除率明显高于其他方法。田晴等采用上流式
曝气生物活性炭法处理印染废水二级生物处理出水
,利用TTC-脱氢酶活性(DHA)法监测了生物活性炭反应器内的活性分布,同时利用该法证明
了活性炭的吸附功能对附着生物膜活性的影响
,以及反应器反冲洗对生物膜活性的影响,为生物活性炭法有效地去除印染废水中难降解的有机
物提供了理论依据。
表1 不同工艺对染料废水中染料的去除速率mg/h
注:Vo为染料去除速率;TB4R为酸性蓝,TB2R为酸性红,TO3G为酸性橘黄。
1.3.2
含油废水
李伟光等采用人工固定生物活性炭处理含油废水,油去除效率达80%~95%,COD平均去除率达53%,出水油质量浓度小于5mg/L,试验结果
表明
,该工艺对污染物的去除效果明显高于颗粒活性炭和传统的二级气浮工艺。李安捷等用果壳颗粒活性炭为载体的内循环流化床反应器工
艺
,在好氧条件下净化采油废水。结果表明,果壳粒状活性炭投加质量分数为15%时处理效果较好,最优化水力停留时间为5h。借助有机物的表
征参数
COD、UV254、UV410、有机酸以及GC/MS分析方法对该工艺净化采油废水中的有机物能力进行了研究。结果表明,其对COD的去除
率为
25%~45%,UV254、UV410和有机酸的平均去除率分别为85.9%、73.6%和51.5%,油去除率达100%,但很难去除长链烷烃。研究还发现,由
于采油废水中含有某些高浓度的无机离子
,如Ca2+、Cl-,占据了活性炭吸附活性中心,从而对活性炭吸附和降解有机物的性能产生不利影响,采
油废水温度较高也是影响生物活性炭处理效果的一个因素。
1.3.3
制药废水
制药废水一直是废水处理中的难题,其含有机物种类多、浓度高、色度深、固体悬浮物质浓度高、组分复杂,且含有许多难降解物质和抑
制细菌生长的抗生素。比利时
Gent大学研究的生物活性炭过滤器系统(BACOF)在处理制药废水上取得了良好的效果,制药厂废水经生化处理
后
,若再经BACOF工艺处理,则出水对鱼类无毒害作用。P.A.CBonné等采用活性炭生物膜(BACF)法与反渗透法组合处理含杀虫剂的污染水,对
杀虫剂的去除效率高达
99.5%,且O3-BACF的作用明显减轻了反渗透膜的污染问题,处理效果优良且稳定。R.Vahala等研究了臭氧-双级活性炭
法
,结果表明其对废水中可同化有机碳(AOC)的处理效果更好(出水AOC<10μg/L)。胡妙生采用厌氧生物活性炭流化床处理制药厂生产氯苯胍
和络硝咪唑两个车间的排放液。试验结果表明
,相对于其他厌氧工艺,该工艺停留时间短,耐冲击负荷大,在高进水负荷下出水稳定,COD去除率
达
80%以上。某制药厂废水经BACOF处理后的效果见表2。
表2 BACOF工艺对制药厂废水的处理效果
注:进水pH=7.8,出水pH=7.2。
2
结语
由于国内外对BAC研究工作的重视,BAC技术作为一种低能耗、无污染的绿色处理技术,其工艺和实际应用水平在不断提高,将更广泛地
应用于工业废水和生活废水处理中。我国生活饮用水新标准即将出台
,其中常规检验项目由原先的35个增加到42个,并增加非常规检验项目63
个
,在新标准中首次对亚硝酸盐、溴酸盐、贾第虫、隐孢子虫以及镉等物质的标准限值作出规定。可以预见,BAC技术在保障饮用水安全方面
需要更进一步的研究
,以使其发挥更大的作用。
参考文献
[1]
聂凤明.生物活性炭技术在水处理中的应用现状与前景[J].南方冶金学院学报,2005,26(4):40-44.
[2]
杜敬,陆少鸣.臭氧在生物活性炭工艺中的作用[J].工业水处理,2005,25(6):64-66.