活性炭和聚丙烯酰胺在水處理中的應(yīng)用

深度水處理技術(shù)應(yīng)用

3.1 使用活性炭吸附

活性炭技術(shù)就是對(duì)石墨微晶表現(xiàn)出的不同孔徑結(jié)構(gòu)所具有的物理吸附能力,并且其表面分子之間具有相應(yīng)的作用力,對(duì)有機(jī)污染分子加以吸附。活性炭則具有穩(wěn)定物化性能、容易得到、便宜以及比表面積大等顯著優(yōu)勢(shì),在污水處理中的應(yīng)用具有顯著的特征。結(jié)合材料制備來(lái)分析,其包括煤質(zhì)炭、果殼炭、骨質(zhì)炭等,其中果殼炭因?yàn)榭讖叫涫荜P(guān)注。結(jié)合材料存在的不同形態(tài)還能夠?qū)⒒钚蕴縿澐譃槔w維碳、顆粒碳、粉末活性炭等,通過(guò)將粒度、pH值、表觀密度、漂浮率等作為具體的物理指標(biāo),并且將其對(duì)亞甲酸藍(lán)、碘等吸附質(zhì)測(cè)定當(dāng)成主要的化學(xué)指標(biāo)。供水處理活性炭具有機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)等特征,滿足我國(guó)相關(guān)行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)際使用過(guò)程中很少選擇單一活性炭來(lái)處理,大都是將活性炭和其他不同的深度處理技術(shù)聯(lián)合進(jìn)行使用。例如比較成熟的臭氧生物活性炭處理技術(shù),這一技術(shù)就是通過(guò)直接進(jìn)行臭氧處理,將高分子有機(jī)物分解成分子較小的物質(zhì),然后利用生物活性炭濾池來(lái)對(duì)臭氧進(jìn)行吸附,從而產(chǎn)生各種小分子產(chǎn)物,這就能夠彌補(bǔ)臭氧處理難以解決的小分子有機(jī)物缺陷,讓生物活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附量得到提升,還能夠延長(zhǎng)其工作壽命。

3.2 臭氧法

臭氧具有氧化性，可對(duì)污染物進(jìn)行氧化分解，且具有除臭、脫色、殺菌等作用。臭氧zui終被還原成氧氣，不存在二次污染，臭氧法基本流程見(jiàn)圖1。采用臭氧法對(duì)某焦化廠的焦化廢水進(jìn)行了處理研究。研究表明，臭氧對(duì)COD、酚及色度的去除率分別可達(dá)91%、99%及98%。通過(guò)控制單因素變量，增加O3進(jìn)氣量和反應(yīng)進(jìn)行時(shí)間，可提高各項(xiàng)污染物氧化分解程度。利用臭氧對(duì)經(jīng)生物處理后的殘剩污染物進(jìn)行了催化氧化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，O3濃度越大，流速越快，TOC去除率越高，對(duì)廢水色度的脫除越明顯，加入催化劑（Cu2+、Co2+、Fe2+、Mn2+）以后，廢水色度脫除的時(shí)間變短，出水接近無(wú)色。臭氧法具有氧化性強(qiáng)、效率高、不產(chǎn)生污泥等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)此工藝前期投資高，消耗大，操作過(guò)程嚴(yán)格，本身也存在不穩(wěn)定、易分解等缺點(diǎn)。

聚丙烯酰胺主要用于造紙工業(yè)、三次采油、水處理、固液分離、 污泥脫水和體系增稠，隨著聚合技術(shù)的發(fā)展，聚丙烯酰胺已由zui初干粉（膠體）發(fā)展成為現(xiàn)在的干粉、膠乳和微膠乳三種形式。八十年代獲得工業(yè)化生產(chǎn)的聚丙烯酰胺膠乳產(chǎn)品，其發(fā)展速度相當(dāng)快，在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，其生產(chǎn)規(guī)模占已聚丙烯酰胺總量的70～80%.九十年代發(fā)展的聚丙烯酰胺微膠乳仍處于試驗(yàn)階段，許多技術(shù)問(wèn)題仍有待解決，近幾年的研究極為活躍，可以預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)聚丙烯酰胺微膠乳產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

　　我國(guó)為數(shù)眾多的企業(yè)生產(chǎn)聚丙烯酰胺干粉，有些科研單位曾經(jīng)試制過(guò)膠乳產(chǎn)品，但產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如固含量和穩(wěn)定性方面與*水平差距較大，難以與干粉產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，而微膠乳產(chǎn)品則處于實(shí)驗(yàn)研究階段。

　　隨著三次采油、廢水處理和功能性造紙?zhí)砑觿┑刃袠I(yè)的技術(shù)進(jìn)步，對(duì)聚丙烯酰胺的需求量大幅度增加。聚丙烯酰胺干粉產(chǎn)品具有生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)單且產(chǎn)品分子量高的特點(diǎn)，在使用過(guò)程中存在著溶解時(shí)間長(zhǎng)和易受攪拌剪切降解，需配備專(zhuān)門(mén)的干粉溶解裝置等弊端，且在生產(chǎn)和使用過(guò)程中易產(chǎn)生粉塵飛揚(yáng)，危害操作者身體健康和對(duì)環(huán)境造成污染。膠乳產(chǎn)品具有溶解速度快和使用方便的特點(diǎn)，受到了用戶的歡迎，但由于膠乳產(chǎn)品系聚丙烯酰胺微小膠粒懸浮在油相中的熱力學(xué)不穩(wěn)定物系，長(zhǎng)期放置易發(fā)生分層現(xiàn)象。而近十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的聚丙烯酰胺微膠乳是透明或半透明的油水雙連續(xù)相體系，具有高度穩(wěn)定性，但丙烯酰胺反相微乳液的形成條件嚴(yán)格，微膠乳產(chǎn)品存在分子量較低和乳化劑含量過(guò)高的缺點(diǎn)。