環(huán)保界“扛把子”活性炭 廢水廢氣治理流程詳解

　　:活性炭，作為一種處理效果好的環(huán)保材料，被廣泛應用于污水處理和廢氣治理中，本文主要研究活性碳吸附治理工業(yè)廢氣和廢水工藝流程圖，詳見下文：

　　活性碳吸附治理工業(yè)廢氣工藝流程

　　基本工藝流程

　　1、工藝流程圖

　　2、工藝說明

　　車間有機廢氣通過吸氣罩收集，在排風機作用下，經(jīng)過管道輸送進入干式過濾器，再進入活性炭吸附裝置，有機污染物被活性炭吸附，凈化后的氣體經(jīng)風機增壓后達標排放?；钚蕴课斤柡秃?，請專業(yè)廠家再生后回用。

　　3、活性炭的吸附原理

　　a.吸附現(xiàn)象是發(fā)生在兩個不同的相界面的現(xiàn)象，吸附過程就是在界面上的擴散過程，是發(fā)生在固體表面的吸附，這是由于固體表面存在著剩余的吸引而引起的。

　　吸附可分為物理吸附和化學吸附;物理吸附亦稱范德華吸附，是由于吸附劑與吸附質(zhì)分子之間的靜電力或范德華引力導致物理吸附引起的，當固體和氣體之間的分子引力大于氣體分子之間的引力時，即使氣體的壓力低于與操作溫度相對應和飽和蒸氣壓，氣體分子也會冷凝在固體表面上，物理吸附是一種吸熱過程。

　　化學吸附亦稱活性吸附，是由于吸附劑表面與吸附質(zhì)分子間的化學反應力導致化學吸附，它涉及分子中化學鍵的破壞和重新結(jié)合，因此，化學吸附過程的吸附熱較物理吸附過程大。

　　在吸附過程中，物理吸附和化學吸附之間沒有嚴格的界限，同一物質(zhì)在較低溫度下往往是化學吸附?；钚蕴坷w維吸附以物理吸附為主，但由于表面活性劑的存在，也有一定的化學吸附作用。

　　b.活性炭對廢氣吸附的特點：

　　(1)、對于芳香族化合物的吸附優(yōu)于對非芳香族化合物的吸附。

　　(2)、對帶有支鍵的烴類物理優(yōu)于對直鏈烴類物質(zhì)的吸附。

　　(3)、對有機物中含有無機基團物質(zhì)的吸附總是低于不含無機基團物質(zhì)的吸附。

　　、對分子量大和沸點高的化合物的吸附總是高于分子量小和沸點低的化合物的吸附。

　　(5)、吸附質(zhì)濃度越高，吸附量也越高。

　　(6)、吸附劑內(nèi)表面積越大。吸附量越高。

　　活性碳纖維

　　以新型吸附材料—活性碳纖維(ACF)為吸附劑的吸附法是近幾年發(fā)展起來的一種新型的有機廢氣回收方法，被認為是最有效的回收凈化有機廢氣的新方法，近年來已引起廣大研究工作者和相關企業(yè)的極大關注。與傳統(tǒng)的活性炭相比，活性碳纖維具有以下優(yōu)異特性：

　　1) 比表面積大，有效吸附容量高;

　　2) 吸附、脫附快，能耗低，容易再生;

　　3) 強度高、壽命長;

　　4) 形狀多樣，便于工程應用;

　　5) 可吸附低濃度氣體;

　　6) 吸附選擇性強。

　　活性碳纖維有機廢氣回收裝置

　　以活性碳纖維有機廢氣回收裝置中典型的三箱吸附裝置為例，分析其設備組成、工藝流程及技術特點。

　　設備組成

　　吸附設備由引風風機、表冷器、過濾器、吸附器、分層槽等組成，整個系統(tǒng)的運行由PLC程序控制，自動切換吸附器，使之交替進行吸附、解吸和干燥工藝過程的操作。

　　工藝流程

　　揮發(fā)性有機氣體先經(jīng)過一定的前處理裝置，再經(jīng)過濾器進一步去除尾氣中的雜質(zhì)，以保證這些雜質(zhì)不占用活性碳纖維的孔隙，影響活性碳纖維的吸附效率和使用壽命;過濾后的尾氣經(jīng)風機引入吸附設備。

　　吸附了一定數(shù)量有機溶劑的活性碳纖維，用飽和水蒸汽進行解吸，解吸完成后將通過過濾的外界空氣送入吸附器由風機進行干燥，使活性碳纖維床層冷卻并去除殘留的蒸汽，使活性碳纖維保持較高的吸附效率。干燥好的吸附器進入下一工作程序循環(huán)進行吸附。

　　解吸出的含有機物的混合蒸汽進入冷凝器中進行一級冷凝，冷凝液再經(jīng)板式冷凝器冷卻，經(jīng)過冷凝的有機物和冷凝水進入分層槽，經(jīng)重力分層，上層的有機物自動溢流至儲槽，然后經(jīng)輸送泵送到吸附回收設備;下層的冷凝水排入廢水處理系統(tǒng)。

　　技術特點

　　(1)結(jié)構(gòu)合理

　　吸附芯為籠型結(jié)構(gòu)，具有活性碳纖維用量少，處理風量大的特點，可大幅度降低有機廢氣處理成本。

　　(2)吸附率高

　　由于活性碳纖維的比表面積特性，決定了其吸附率可高達95%以上。采用專利技術可以實現(xiàn)多級吸附，可以達到極高的吸附率，是目前國際上能夠達到苛刻的環(huán)保排放要求的吸附裝置。

　　(3)運行能耗低、費用低

　　由于活性碳纖維的脫附、再生能耗低，再加上活性碳纖維纏繞芯的氣流阻力小、風機功率小，所以在運行中活性碳纖維有機廢氣凈化回收裝置的氣耗和電耗均比較低。

　　(4)全自動控制、無人值守運行

　　采用德國西門子可編程序控制器中央控制，集成電磁閥、德國費斯托氣缸執(zhí)行動作，可靠性高。按照工藝流程設計的模擬盤顯示，運行狀況可以一目了然，并設計有故障檢測及指示功能?？煽啃詮?、操作簡單、便于維護。

　　(5)安全可靠、適用于有爆炸危險場所

　　采用防爆風機、防爆泵?？刂乒?、氣動柜采用正壓防爆技術，外部信號通過安全柵連接，系統(tǒng)接地，確保了裝置的安全性。

　　活性炭吸附法處理工業(yè)廢水，一舉幾得!

　　工業(yè)廢水處理現(xiàn)狀

　　廢水的常規(guī)處理方法有四類：物理處理法、化學出出處理法、物理化學處理方法和生物處理法。物理處理方法只能處理工業(yè)廢水中不溶解的和懸浮的物質(zhì)，一般在該過程中用到的方法有攪拌、離心分離以及過濾等;化學處理方法是通過人為的向工業(yè)廢水中加入特定的化學物質(zhì)，以達到使廢水中存在的某種特定離子沉淀分離的目的，最后再經(jīng)過沉降或者過濾除去不溶物，該過程常用的方法有化學沉淀法、中合法、混凝法以及氧化還原方法等;物理化學方法，主要是通過吸附法、膜分離法和離子交換法等來處理工業(yè)廢水中的有害物質(zhì)，活性炭吸附法就屬于此類方法;而生物處理方法，則是在微生物的正常代謝活動中，消耗掉工業(yè)廢水中的處于溶液、膠體以及微細懸浮狀態(tài)的有機物質(zhì)之后，把它們轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定無害的物質(zhì)，這種方法又可以根據(jù)處理機理分為厭氧生物處理法和好氧生物處理法。

　　活性炭吸附法處理工業(yè)廢水

　　1、原理

　　活性炭是用木材、煤、果殼等含碳物質(zhì)在高溫和缺氧條件下活化制成。它有非常多的微孔和巨大的比表面積，通常1克活性炭的表面積達500~1500 米,因而具有很強的物理吸附能力，能有效地吸附廢水中的有機污染物。此外，在活化過程中活性炭表面的非結(jié)晶部位上形成一些含氧官能團，如羧基(-COOH)、羥基(-OH)、羰基。這些基團使活性炭具有化學吸附和催化氧化、還原的性能，能有效地去除廢水中一些金屬離子?；钚蕴烤哂泻軓姷奈阶饔?，可以吸附工業(yè)廢水中的微小粒子，使其沉淀排除，達到廢水處理的目的?；钚蕴坑捎谒亩嗫紫督Y(jié)構(gòu)，使得它表面形成了大量的微小孔洞，這些孔洞的直徑一般在很小的納米數(shù)量級，這就造成了活性炭的相對表面積十分巨大，對外界的細粒子產(chǎn)生巨大的吸附作用。

　　除了將活性炭放入工業(yè)廢水中自主吸附以外，還可以用通熱風的方法在吸附過程中為活性炭提供源源不斷的氧氣，這樣活性炭的吸附能力在通風和升溫條件下就會逐漸加強，污水處理的效果也就越明顯。

　　2、活性炭吸附法處理工業(yè)廢水的優(yōu)點

　　活性炭吸附法處理工業(yè)廢水的優(yōu)點是:

　?、偬幚硇Ч枚冶容^穩(wěn)定;

　?、谔岣吡宋⑸飳τ袡C毒物和重金屬的抗性;

　?、郛a(chǎn)生有凝聚力的炭體和微生物,形成堅實和稠密的污泥,改善了活性污泥法的操作條件;

　?、芑钚蕴磕芪奖砻婊钚晕镔|(zhì)，解決了曝氣池中的起泡沫問題;

　?、菽苡糜谔幚沓煞謴碗s、濃度和水量多變的廢水;

　　⑥粉末炭成本低。

　　活性炭吸附法屬于上述工業(yè)廢水處理方法中的物理化學方法，顯然，它不僅可以物理吸附很多不溶的有害物質(zhì)，對于呈離子狀態(tài)的有害離子，也可以進行有效的化學吸附，兼具物理處理方法和化學處理方法的優(yōu)點。除此以外，活性炭的處理工業(yè)廢水的效率以及質(zhì)量都特別高?；钚蕴坑捎谄涠嗫紫督Y(jié)構(gòu)，它的相對表面積十分巨大，這賦予了它高效的吸附能力，同時，它的碳鏈結(jié)構(gòu)使其具有很大的剛性，這讓活性炭在使用過程中能夠保持自己的形狀結(jié)構(gòu)，有效發(fā)揮吸附作用。

　　活性炭吸附法具備物理方法處理廢水的優(yōu)點，對廢水中游離的汞和鉻等重金屬有毒離子和微小雜質(zhì)進行直接的吸附作用，補血藥加入額外的化學助劑，這在一定程度上減少了工業(yè)廢水處理的成本，并避免了投放化學助劑有可能帶來的危害。除了上述優(yōu)點以外，活性炭生產(chǎn)制造成本低也是人們選擇它來處理工業(yè)廢水的很關鍵的一點，活性炭來源于生活中的有機廢料，經(jīng)過簡單的炭化和氣體處理以后，就成為工業(yè)用途的活性炭。在活性炭的處理廢水過程中，活性炭的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都沒有改變，這就使得活性炭的回收再利用成為可能，通過簡單的用水沖刷和洗劑晾干，活性炭就又可以用來處理廢水。這種成本低、效果好的工業(yè)廢水處理方法一直以來被很多工廠使用。

　　活性炭吸附法在工業(yè)廢水處理中的應用介紹

　　1、活性炭吸附法處理工業(yè)含油污水

　　對于含油污染的工業(yè)廢污水，比如油輪泄露造成的海水污染，工廠的油污廢料等，都需要經(jīng)過多級處理才能夠達到標準。由于石油是有機物質(zhì)，只有與之相容性很好的物質(zhì)才能吸附并除去它，而活性炭的親水性比較好，相應的它的親油性就比較差，就造成了活性炭對油污的吸附量有一定的上限。這就需要對含油工業(yè)廢水先進行有機物吸附以及多級處理以后，再用活性炭進行最后處理，以吸附完全廢水中的油污。

　　2、活性炭吸附法處理工業(yè)含重金屬離子的污水

　　工業(yè)廢水多為化學反應的廢液，其中就包含了大量未反應完全的汞、鉻等有毒重金屬，這類金屬若不經(jīng)過處理就排放進河流，會對植物的生長以及動物體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝和呼吸道造成致命的危險?；钚蕴繉τ诠I(yè)廢水中含毒性最大的低濃度汞的吸附作用很強，能夠有效的除凈其中的汞離子;但是，汞的濃度很大以后，就必須要先經(jīng)過化學方法來使汞沉淀，然后再用活性炭來徹底吸附其中的殘留汞離子?；钚蕴刻幚砗t工業(yè)廢水的機理雖然很復雜，包括對鉻的物理吸附，化學還原以及物理化學吸附等，但是效果卻很好，一般的含鉻廢水只用活性炭吸附就可以除干凈其中的鉻離子。

　　3、活性炭吸附法處理含顏料工業(yè)廢水

　　紡織工業(yè)尤其是近年來服裝工業(yè)和造紙業(yè)的發(fā)展以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水處理的不徹底，導致了顏料工業(yè)廢水的排放量越來越大，由于該類型工業(yè)廢水中的成分十分復雜，并且濃度大，色質(zhì)深，很難單用活性炭來進行處理。一般對于顏料工業(yè)廢水，常用的處理方法是先對廢水進行氧化和吸附，然后再進行膜分離和多級降解，最后再用活性炭來做深度除色處理，活性炭對于顏色的強力吸附的優(yōu)點，使得它在顏料廢水的處理中有很大的應用前景。