活性炭和聚丙烯酰胺在水处理中的应用

深度水处理技术应用

3.1 采用活性炭吸附

活性炭技术是利用不同孔径的石墨微晶的物理吸附能力，表面分子之间存在相应的作用力来吸附有机污染分子。活性炭具有物理化学性质稳定、易得、廉价、比表面积大等显着优点，在污水处理中的应用具有显着特点。从原料制备分析，包括煤质炭、果壳炭、骨炭等。其中，果壳炭因其孔径较小而备受关注。结合材料形态的不同，活性炭按粒径、pH值、表观密度、漂浮率等作为具体物理指标，还可分为纤维炭、颗粒炭、粉末活性炭等，其性能指标如下：对亚甲基蓝的影响，以碘等吸附物为主要化学指示剂测定。给水处理用活性炭具有机械强度高、化学性能稳定的特点，符合我国相关行业规定的标准。在实际使用中，很少选择单一活性炭进行处理，大多是与其他不同的深度处理技术结合使用。例如，相对成熟的臭氧生物活性炭处理技术是通过直接臭氧处理将高分子有机物分解为分子较小的物质，然后利用生物活性炭过滤器吸附臭氧，从而产生各种小分子。该产品可弥补臭氧处理难以解决小分子有机物的缺点，增加生物活性炭对有机物的吸附能力，延长其工作寿命。

3.2 臭氧法

臭氧具有氧化性，能氧化分解污染物，并具有除臭、脱色、杀菌等功能。臭氧最终还原为氧气，不存在二次污染。臭氧法的基本流程如图1所示。采用臭氧法对某焦化厂焦化废水的处理进行了研究。研究表明，臭氧对COD、苯酚和色度的去除率分别可达91%、99%和98%。通过控制单因素变量，增加O3吸入量和反应时间，可以提高各种污染物的氧化分解程度。臭氧用于催化氧化生物处理后剩余的污染物。实验结果表明，O3浓度越大，流速越快，TOC去除率越高，废水色度去除越明显。添加催化剂（Cu2+、Co2+、Fe2+、Mn2+）后，废水脱色时间变短，水几乎无色。臭氧法具有氧化强、效率高、无污泥产生等优点。同时，该工艺初始投资高、消耗高、操作流程严格，且自身存在不稳定、易分解等缺点。

聚丙烯酰胺主要应用于造纸工业、三次采油、水处理、固液分离、污泥脱水和系统浓缩等。随着聚合技术的发展，聚丙烯酰胺已从原来的干粉（胶体）发展到现在的干粉。、乳胶和微乳胶三种形式。 20世纪80年代，工业化生产的聚丙烯酰胺乳胶产品得到开发，发展速度相当快。在欧美发达国家，其生产规模占聚丙烯酰胺总量的70～80%。 20世纪90年代开发的聚丙烯酰胺微胶乳仍处于实验阶段，仍有许多技术问题需要解决。近年来的研究非常活跃。可以预见，聚丙烯酰胺微乳胶产品将在不久的将来实现工业化生产。

我国有大量企业生产聚丙烯酰胺干粉。一些科研机构已尝试生产乳胶制品。但产品的固含量、稳定性等主要性能指标远远落后于国家水平，难以与干粉产品竞争。产品正处于实验研究阶段。

随着三次采油、废水处理、功能性造纸助剂等行业的技术进步，聚丙烯酰胺的需求量大幅增加。聚丙烯酰胺干粉产品具有生产工艺简单、产品分子量高的特点。使用过程中存在溶解时间长、易受搅拌和剪切降解等缺点。需要专用的干粉溶解装置。另外，在生产和使用过程中，容易产生飞扬的粉尘，危害操作人员的健康，并对环境造成污染。乳胶产品具有溶解快、使用方便等特点，深受用户欢迎。然而，由于乳胶产品是热力学不稳定的体系，微小的聚丙烯酰胺颗粒悬浮在油相中，因此长时间放置时容易发生分层。近十年发展起来的聚丙烯酰胺微乳胶是一种透明或半透明的油水双连续相体系，具有很高的稳定性。但丙烯酰胺反相微乳液的形成条件严格，微胶乳产品存在分子量低、乳化问题。药剂含量过高的缺点。