活性炭和聚丙烯酰胺在水處理中的應用

深度水處理技術應用

3.1 使用活性炭吸附

活性炭技術就是對石墨微晶表現出的不同孔徑結構所具有的物理吸附能力,并且其表面分子之間具有相應的作用力,對有機污染分子加以吸附。活性炭則具有穩定物化性能、容易得到、便宜以及比表面積大等顯著優勢,在污水處理中的應用具有顯著的特征。結合材料制備來分析,其包括煤質炭、果殼炭、骨質炭等,其中果殼炭因為孔徑小備受關注。結合材料存在的不同形態還能夠將活性炭劃分為纖維碳、顆粒碳、粉末活性炭等,通過將粒度、pH值、表觀密度、漂浮率等作為具體的物理指標,并且將其對亞甲酸藍、碘等吸附質測定當成主要的化學指標。供水處理活性炭具有機械強度高、穩定化學性質等特征,滿足我國相關行業規定的標準,在實際使用過程中很少選擇單一活性炭來處理,大都是將活性炭和其他不同的深度處理技術聯合進行使用。例如比較成熟的臭氧生物活性炭處理技術,這一技術就是通過直接進行臭氧處理,將高分子有機物分解成分子較小的物質,然后利用生物活性炭濾池來對臭氧進行吸附,從而產生各種小分子產物,這就能夠彌補臭氧處理難以解決的小分子有機物缺陷,讓生物活性炭對有機物的吸附量得到提升,還能夠延長其工作壽命。

3.2 臭氧法

臭氧具有氧化性，可對污染物進行氧化分解，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，臭氧法基本流程見圖1。采用臭氧法對某焦化廠的焦化廢水進行了處理研究。研究表明，臭氧對COD、酚及色度的去除率分別可達91%、99%及98%。通過控制單因素變量，增加O3進氣量和反應進行時間，可提高各項污染物氧化分解程度。利用臭氧對經生物處理后的殘剩污染物進行了催化氧化。實驗結果表明，O3濃度越大，流速越快，TOC去除率越高，對廢水色度的脫除越明顯，加入催化劑（Cu2+、Co2+、Fe2+、Mn2+）以后，廢水色度脫除的時間變短，出水接近無色。臭氧法具有氧化性強、效率高、不產生污泥等優點，同時此工藝前期投資高，消耗大，操作過程嚴格，本身也存在不穩定、易分解等缺點。

聚丙烯酰胺主要用于造紙工業、三次采油、水處理、固液分離、 污泥脫水和體系增稠，隨著聚合技術的發展，聚丙烯酰胺已由zui初干粉（膠體）發展成為現在的干粉、膠乳和微膠乳三種形式。八十年代獲得工業化生產的聚丙烯酰胺膠乳產品，其發展速度相當快，在歐美發達國家，其生產規模占已聚丙烯酰胺總量的70～80%.九十年代發展的聚丙烯酰胺微膠乳仍處于試驗階段，許多技術問題仍有待解決，近幾年的研究極為活躍，可以預計在不久的將來聚丙烯酰胺微膠乳產品將實現工業化生產。

　　我國為數眾多的企業生產聚丙烯酰胺干粉，有些科研單位曾經試制過膠乳產品，但產品主要性能指標如固含量和穩定性方面與*水平差距較大，難以與干粉產品競爭，而微膠乳產品則處于實驗研究階段。

　　隨著三次采油、廢水處理和功能性造紙添加劑等行業的技術進步，對聚丙烯酰胺的需求量大幅度增加。聚丙烯酰胺干粉產品具有生產技術簡單且產品分子量高的特點，在使用過程中存在著溶解時間長和易受攪拌剪切降解，需配備專門的干粉溶解裝置等弊端，且在生產和使用過程中易產生粉塵飛揚，危害操作者身體健康和對環境造成污染。膠乳產品具有溶解速度快和使用方便的特點，受到了用戶的歡迎，但由于膠乳產品系聚丙烯酰胺微小膠粒懸浮在油相中的熱力學不穩定物系，長期放置易發生分層現象。而近十年來發展起來的聚丙烯酰胺微膠乳是透明或半透明的油水雙連續相體系，具有高度穩定性，但丙烯酰胺反相微乳液的形成條件嚴格，微膠乳產品存在分子量較低和乳化劑含量過高的缺點。