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微孔过滤法回收废水中活性炭的研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-02-24  来源:中国活性炭网  作者:[db:作者]  浏览次数:896

  水由泵打入微孔过滤器中,经过滤器过滤后排出,其中回流部分用于控制进水的压力和流量,当出水流量下降到一定值或过滤到一定时间时,停止过滤,进行反吹和反洗,活性炭泥水由排泥门排出。

  主要装置:1台过滤器(120mmx300mm),4支过滤元表1各种过滤元件的性质表3正交实验方案及结果实验次数过滤元件压力进水浓度平均流量/(l-3mVh)悬浮物浓度/(mg/L)水通量1.3实验设计实验主要由两部分组成,一是正交实验部分,二是过滤元件再生稳定性实验部分。

  在微孔过滤的过程中,除了过滤元件对过滤效果的影响外,根据初步实验,发现压力的影响较大,压力过高容易导致过滤元件的穿透或堵塞,压力过低,处理水量较小,除此入水的活性炭浓度对过滤的影响也较大,实际运行时车间产生的活性炭废水浓度存在一定变化。为此,选择过滤元件、压力和进水浓度为正交实验的三个因素,采用正交实验设计1(4、42),具体的因素和水平见表2.在正交实验中,过滤时间为60mim,每3min记录一次流量,每lOmin取一次出水水样。

  根据正交实验结果,选择一个运行效果*好的过滤元件进行再生稳定性实验,即不断地过滤、反洗、过滤,以测定过滤元件运行的稳定性。过滤时间为40min,进水压力控制在*佳值。实验过程中测定40min的总出水量,即净水产量,以及当净水产量分别为13L、26L、29L、52L时的过滤时间。

  2实验结果和分析正交实验正交实验共进行了8次,结果见表3.其中平均流量是指60min出水流量的平均值,悬浮物浓度是指出水中活性炭浓度的均值,水通量是指单位时间、单位面积的过滤元件所能处理的水量。

  4种类型的微滤元件对活性炭颗粒都具有很好的截留作用。废水经过滤后,水中活性炭浓度都小于2mg/L,出水中基本看不见颗粒物。

  由于出水浓度近似相同,所以以水通量作为评价参数对正交实验结果进行分析表明,进水浓度影响*大,其次是压力,*后是过滤元件。所以应尽量保持进水浓度的稳定,实际设计中可修建缓冲池并加搅拌以保证进水的稳定。其中MS型微滤元件的水通量*大,即MS元件的水处理能力*好。

  进水压力为O.IMPa时的水通量值明显比压力为0.05MPa时大,说明在低压过滤情况下,可采用0.IMPa压力进行过滤。水可以用离心机或其它方式进行分离回收。

  (5)从出水量流量随时间变化看,开始过滤时,流量急剧下降,约lOmin后趋于稳定,然后流量下降缓慢,说明微滤法处理活性炭废水比较容易达到出水的稳定,利于废水的后序处理。

  MS微滤元件的再生稳定性实验根据正交实验结果,选择MS微滤元件进行再生稳定性实验,共进行22次过滤实验。40min的总净水产量与实验次数的关系见,当净水产量分别为13L、16L、39L、52L时的过滤时间见。

  (1)MS型过滤元件在回收活性炭时的再生稳定性能较好,进行22次实验后的净水产量依然比较稳定,约在0.09m3/h出水中活性炭浓度都未检出,说明用微滤法回收活性左右。

  炭可以近乎达到99%以上的回收率,反吹和反洗后的活性炭(2)根据,当净水产量为13L时,过滤时间约为5坏堍保护,你70.4%,活性炭颗粒粒径分布详见表4.可见,采用微滤法来分离回收活性炭颗粒是一种可行的方法。

  表4废水中活性炭颗粒粒径分布相对频数筛上累计频度分布频率分布lOmin,当净水产量为26L时,过滤时间约为1520min,当净水产量为39L/h,过滤时间约为2030min,当净水产量为52L/h时,过滤时间约为3040min,这些表明MS的运行过程比较稳定,净水产量随着时间波动不大。

  3理论探讨膜分离方法包括微孔过滤、超滤、电渗析、反渗透等等,微孔过滤中起分离作用的是微滤元件表面覆盖着微滤膜。微滤膜截留作用因其结构的不同而有所不同,一般认为主要包括:机构截留、架桥作用、吸附截留和网络型膜的网络内部截留。

  当活性炭废水通过微滤膜时,机械作用使活性炭沉积在膜表面,随着沉积活性炭层的加厚,逐渐形成一层滤饼,这些滤饼又进一步起到一种过滤作用。另外一些细小的颗粒也可能会进入膜内,形成内部截留。所以,在分离活性炭颗粒时,采用低压,就是为了较好的形成滤饼,避免细小的颗粒穿透微滤膜。

  从各种分离方法及其适用范围来看,微滤法分离颗粒的粒径范围一般在几pm至几十pm之间。对活性炭废水,用MK3圆盘离心式粒度分布仪进行的活性炭粒径分布结果显示,活性炭颗粒粒径的d5Q为3.76pm,粒径大于2m的颗粒占结论从实验结果看,微滤法对活性炭颗粒的截留回收接近99%以上,出水浓度中悬浮物<2mg/L,小于北京市污水排放标准的80mg/L.其中在0.OIMpa的压力下,MS型元件的净水产量*大。按照生产U活性炭将产生30t废水,为水中活性炭浓度为1500mg/L计,一个年产量为2000t活性炭由此1年可回收约90t活性炭,约价值45万元。这不仅将大大节约资源,改善环境,还可带来一定的经济效益。回收活性炭后的废水经进一步处理后,可回用于生产工艺中或作为其它用水。达到水的循环利用。这样处理活性炭废水符合现在欧美许多国家正在推广的清洁生产涵义,即对产品和生产过程持续运用整体预防的环境保护战略,提篼原材料和能源的利用率,减少各种污染物的产生量和排放量,达到无废或低废排放。用微滤法回收废水中的活性炭为活性炭厂实现清洁生产提供了先决条件。

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