以有機污染物為主的廢水稱為有機廢水,不僅污染河流湖庫水質,而且易致湖泊、水庫等相對封閉性地表水體富營養化,是地表水污染防治的重點領域。在石油、化工、制藥、造紙、皮革、食品、釀造等行業工業廢水和生活污水中,常見有碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素等有機質。污廢水中,此類污染物以懸浮或溶解狀態存在,如果將其分解,必須借助微生物降解作用,因微生物分解有機物過程中,需借助氧氣,故被稱為耗氧污染物。這類污染物可導致地表水中溶解氧(DO)下降,影響魚類和其他水生生物生長。當地表水中DO逐漸接近耗盡時,有機物將厭氧分解,產生硫化氫、氨、硫醇等刺激性氣體,導致地表水水質惡化。
一般來說,工業和生活污廢水中化學需氧量(COD)為300mg/L~2000mg/L、氨氮質量濃度為25mg/L~50mg/L、石油類(動植物油)質量濃度為5mg/L~20mg/L,是水污染治理的重點。據魯奇爐渣處理氣化廢水相關研究資料結果表明,CODCr去除率41.9%,未嘗試細渣處理氣化廢水及其他廢水。據活性炭吸附處理實驗室高濃度有機廢水相關研究資料結果表明,活性炭可一定程度吸附廢水中有機污染物,但廢水處理成本高。本文通過還原性氣氛在高溫下制作細渣型碳基吸附材料,利用不同柱長碳基吸附材料處理工業有色異味有機廢水,觀察CODCr及其吸光度變化,以碳基吸附材料投加量硏究廢水處理效果。
1、試驗材料及方法
1.1 試驗儀器
YKRL型髙溫管式爐;燒杯、玻璃棒;吸附裝置,自制;XC/WDC-PCUV型紫外可見全波長多功能水質分析儀;DR1010型CODCr分析儀,氨氮分析試液。
1.2 碳基吸附材料選取
碳基吸附材料,在還原性氣氛條件下,通過高溫管式爐高溫制得,并進行元素分析和工業分析,分析結果如表1所示。
由表1數據可知,該碳基吸附材料在氣化爐中大部分可燃物已被燃燒,具有極高灰分。
1.3 碳基吸附材料理化性質
碳基吸附材料物理化學性質分析結果,見表2所示。
由表2可見,碳基吸附材料有較高碘吸附值和比表面積,說明其在還原性氣氛下,經高溫氣化后,剩余飛灰與殘余碳形成多孔結構物質,具有非常好的吸附能力。
1.4 廢水水質分析試驗
以內徑30mm、長700mm柱形管為處理柱將不同濃度碳基吸附材料置入管底,制成處理柱,高度分別為0cm、0.5cm(6g)、1.0cm(12g)、1.5cm(18g)、2.0cm(24g);選某公司含甲苯工業廢水,取廢水混勻,以不同柱高碳基吸附材料進行吸附廢水試驗,測定吸附后溶液的吸光度、CODCr、氨氮濃度等數據。
2、結果及討論
2.1 不同柱高吸附劑對吸光度影響
測定采用不同柱高吸附劑對廢水吸附后溶液的吸光度,結果如圖1所示。
由圖1數據可知,隨著碳基吸附材料柱高從0cm增大到2.0cm,吸附后溶液吸光度去除率從24.42%增加到64.28%,廢液中雜質被吸收愈多。因為隨著柱高的上升,使廢液在碳基吸附材料中滯留的時間延長,故廢液中雜質亦被吸收更多。
2.2 不同柱高吸附劑對CODCr與氨氮影響測定
采用不同柱高吸附劑對廢水吸附后液體中CODCr與氨氮濃度的影響。廢液中CODCr與氨氮去除率如圖2。
從圖2數據可見,隨著碳基吸附材料柱高從0cm增大到2.0cm,CODCr與氨氮去除率均持續上升,CODCr去除率從32.02%增大到54.11%,氨氮去除率從16.95%增大到39.22%。
3、結論
本文采用碳基吸附材料對工業含苯有機廢水進行了試驗研究,取得了較好的效果。
1)采用碳基吸附材料可以有效處理工業含苯廢水,脫色、去味效果明顯。
2)隨著碳基吸附材料投入量增加,即碳基吸附材料柱高從0cm增大到2.0cm,經碳基吸附材料處理后的廢水溶液吸光度由24.21%升至64.28%,CODCr去除率由32.02%提高到54.11%,氨氮去除率由16.95%提升至39.22%。這是因為,碳基吸附材料多孔結構將廢物吸收,隨著濾餅增加,空隙更多,吸收污染物能力愈強。
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