[其他]活性碳纤维对含酚废水的处理

说明书

本发明涉及含酚废水的处理方法。

含酚废水对自然环境的危害是众所周知的。治理含酚废水所采用的方法有蒸汽脱出法、液膜法、溶剂萃取法、活性碳吸附法和生化法等。这些方法虽然能使废水中含酚量降低，但其共同的缺点是仍然达不到环境保护法规定的排放标准（0.5PPm）。此外，蒸汽脱出法耗能多，液膜法耗能多且操作危险，溶剂萃取法能耗大并存在溶剂回收问题，生化法占地面积大，不稳定，活性碳吸附法对低浓度酚除去效率差。

碳纤维是近十几年出现的新材料，用它制成的合成材料具有质轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、耐辐射等优良性能，广泛应用于航空、机械、电子、化工、建筑等工业领域。研究表明选用适当的有机纤维，用特殊的方法碳化-活化处理，可得到结构不同的活性碳纤维。活性碳纤维是一种高效的吸附剂，它与粉状活性碳相比，不仅具有一系列优异的综合性能（如比表面积大，孔径分布窄且主要是微孔，吸附量大，吸附速度和脱附速度都很快，对低浓度的污染物仍然有较高的吸附效率等），而且在工程应用上具有更大的灵活性，可制成纱、布、毡、蜂窝结构等形式，满足各种用途的要求。因此，近些年来活性碳纤维的研究及其开发应用的工作在一些国家（如苏联、日本）极为活跃。

本发明利用活性碳纤维作吸附剂处理含酚废水，可使废水含酚量降至环境保护法规定的排放标准0.5PPm以下，并提供了吸附饱和后的活性碳纤维的再生方法，使之可以重复使用。

含酚废水流经装填有活性碳纤维的处理装置，废水中所含游离酚便被活性碳纤维所吸附，吸附必须在中性或酸性条件下进行。为了使处理过程活性碳纤维保持分布均匀，水流畅通，处理装置可以做成分节段连接，在每两节段之间以带孔的隔板隔开。处理过程中有时由于水流的冲力作用可能会使活性碳纤维挤压在一起而影响水流畅通，解决这一问题的方法可以将装置直立放置，水流方向采用逆流法，从下部进入，上部流出，使水流向上的冲力与活性碳纤维向下的重力相抵消，从而防止活性碳纤维被挤压在一起，保持水流畅通并使水流更充分地与活性碳纤维接触，可以提高处理效果。

采用本发明所提供的方法处理含酚废水，在处理装置中的活性碳纤维失效之前，处理后废水中的含酚量均在0.5PPm以下。活性碳纤维是否失效或接近失效，可通过检测处理装置出水口水样的含酚量来确定。当出水口的水样含酚量接近0.5PPm时，说明处理装置中的活性碳纤维接近失效，这时应更换新的或经过再生的活性碳纤维。对所用活性碳纤维何时失效的判断，一般可用活性碳纤维所能处理的废水总量与实际已经处理的废水量相比较来作出。当实际处理的废水量接近达到活性碳纤维所能处理的废水总量时，可判断活性碳纤维已接近失效，这时便应注意检测处理装置出水口水样的含酚量，以确定活性碳纤维是否已失效。活性碳纤维所能处理的废水总量与活性碳纤维本身对酚的吸附量和处理装置中装填的活性碳纤维的总量以及被处理的废水的含酚量等因素有关，一般地：活性碳纤维所能处理的废水

总量＝ (活性碳纤维总量×活性碳纤维吸附量)/(处理前废水含酚量)

下面是用本发明方法处理含酚废水的两个实例：

1、处理装置为园柱形，直径10厘米，长2米，填充的活性碳纤维总量为1.7公斤，活性碳纤维的吸附量为196毫克酚/克。处理前废水含酚量为50PPm，处理过程废水通过处理装置的流量为13-25升/小时，实际处理废水总量为6000升，废水经处理后含酚量降为0.1PPm以下。

2、处理前废水含酚量为200PPm，处理过程废水通过处理装置的流量为14升/小时，实际处理废水总量为1600升，处理装置和其他条件与例1相同，废水经处理后含酚量下降为0.1PPm以下。

本发明还提供了两种活性碳纤维吸附饱和（即失效）以后的再生方法，一种是加热再生法，另一种是丙酮抽提再生法。

1、加热再生法。将失效的碳纤维置于加热炉中，在氮气保护下升温至300-1000℃，当被再生的活性纤维所吸附的酚主要为苯酚时，加热温度以300-800℃为宜，当被再生的活性碳纤维所吸附的酚除苯酚外还有其他一些缩合物（如苯酚-甲醛缩合物）时，则应加热至1000℃为宜。这是因为苯酚的碳化温度比其他酚类缩合物低，所以，加热应根据被再生的活性碳纤维所吸附的物质来调节温度高低，以达到最好的再生效果。采用加热再生法再生的活性碳纤维一般仍可保持其原有的吸附量，加热再生法的优点是再生效果好，而且把活性碳纤维脱附出来的酚类物质直接碳化掉，无须作其他处理。