活性炭吸附法处理工业废水

在废水处理中，活性炭吸附主要用于特种工业废水处理、废水深度处理或再生处理等，处理的主要对象是废水中用生化法难以降解的有机物或用一般氧化法难于氧化的溶解性有机物，包括木质素、氯或硝基取代的芳烃化合物、杂环化合物、洗涤剂、合成染料、除莠剂、DDT等。当用活性炭对这类废水进行处理时，它不但能够吸附这些难分解的有机物，降低COD，还能使废水脱色、脱臭，把废水处理到可重复利用的程度。所以吸附法在废水的深度处理中得到了广泛的应用。在处理流程上，吸附法可与其他物理化学法联合，组成所谓的物化流程，如先用混凝沉淀过滤等去除悬浮物和胶体，然后用吸附法去除溶解性有机物。吸附法也可与生化法联合，如向曝气池投加粉状活性炭；利用粒状吸附剂作为微生物的生长载体或作为生物流化床的介质；或在生物处理之后进行吸附深度处理等，这些联合工艺都在工业上得到了应用。

炸药废水中含有硝基苯类有机物，如三硝基甲苯（TNT）等污染物，因其生物降解性差，难于采用生物处理，但硝基苯类有机物的活性炭吸附性能较好，可以采用活性炭吸附法进行处理。例如，某TNT炸药废水处理厂的原水含TNT250mg/L和硫酸0.5%，先经过沉淀池、调节池和砂滤器，然后用颗粒活性炭吸附柱去除TNT，出水再经石灰石中和、CO2脱气池和沉淀池后排放，最终出水的TNT＜0.5mg/L，pH值为6~9，吸附饱和的活性炭用热再生炉再生。

颗粒活性炭用于废水深度处理或再生处理主要是去除一般的生物处理和物化处理单元难以去除的微量污染物质，例如，我国部分炼油与石化企业的废水处理，在隔油、气浮、生物处理的基础上再增加砂滤和颗粒活性炭吸附处理，以提高处理水质，处理后的水作为工业用水进行回用。

美国于1972年在Carson炼油厂建成了第一套用活性炭处理炼油废水的工业装置，处理能力为16000m3/d，COD的去除率达95%。随后其他炼油厂也相继采用。除此之外，活性炭吸附法还较广泛地用于其他工业废水的深度处理和城市污水的高级处理以及污染水源的净化。

我国于1976年建成第一套大型的炼油废水活性炭吸附处理的工业装置，其工艺流程如图8-29所示。炼油废水经隔油、气浮、生化、砂滤后，由下而上流经吸附塔活性炭层，到集水井4，由水泵6送到循环水场，部分水作为活性炭输送用水。进水中COD的浓度为80~120mg/L，挥发酚的浓度为0.4mg/L，油含量40mg/L以下，处理后水中COD的浓度为30~70mg/l。挥发酚的浓度为0.05mg/L，油含量4~6mg/L，主要指标达到或接近地面水标准。

吸附塔4台，∮4.4mx8m，每台处理水量150m3/h，塔下部为45°的圆锥，内涂大漆防腐，进水采用6根滤筒配水，出水采用穿孔管集水，出口外装有箱式粉炭过滤器。为了避免塔内下炭不匀，塔下部锥体装有直径1.9m的带孔塑料圆盘挡板。每塔内装∮1.5mx(2~4)mm的柱炭42t，炭层高5m，空塔流速10m/h，水炭比为6000:1，全负荷每天每塔卸炭600kg。

吸附塔为移动床型，塔内炭自上而下脉冲式定时排出，用DN65水射器水力输送至脱水罐7，脱水后用真空泵吸入贮料罐8，然后进入沸腾干燥炉10，干炭进入干燥罐13，再由螺旋输送器定量加入回转式再生炉16，再生后的活性炭落入急冷罐，再用DN32水射器送到冲洗罐2，洗去粉炭后，再用DN65水射器送回吸附塔循环使用。部分新炭由3经DN32水射器补入系统，再生炉废气送入烟囱内氧化后排放。

再生炉为外热式回转炉，∮0.7mx15.7m，由1Cr18Ni9ti钢板（￡=12）卷焊而成，转速1~2r/min，活化段的再生温度为750℃，活化段的停留时间为20~30min，处理能力为100kg/h，再生后碘值恢复率达95%，炭再生损失率（包括输送等机械磨损）为6%左右。

国内某染料厂也采用活性炭吸附法处理二硝基氯苯废水。生产废水经冷却结晶后仍含二硝基氯苯700mg/L，流量8t/h，送活性炭吸附塔。吸附塔3台，∮0.9mx5m，两塔串联，一塔切换再生。空塔流速14~15m/h，停留时间0.25h。处理后出水含二硝基氯苯在5mg/L以下，经中和后排放。吸附饱和后，用氯苯脱附、蒸汽吹扫再生。氯苯经预热至90~95℃后，用泵抽入吸附塔，氯苯与活性炭的质量比为10，氯苯流量2t/h。脱附后用蒸汽吹扫10h，蒸汽温度250℃，流量500kg/h，蒸汽量与活性炭的质量比为5。

吸附法除对含有机物废水有很好的去除作用外，对某些金属及化合物也有很好的吸附效果。研究表明，活性炭对汞、锑、铋、锡、钴、镍、铬、铜、镉等都有很强的吸附能力。国内已应用活性炭吸附法处理电镀含铬废水和含氰废水。

住宅小区的中水回用是一种重要的节水方式，在小区的中水处理工艺中也多需要使用活性炭吸附技术。不过，随着膜技术的日趋成熟与成本的不断降低，在废水深度处理或再生处理中，作为活性炭吸附的替代技术，膜技术的采用将更为广泛。