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活性炭用于吸附水处理的历史

发布时间:2020-07-02 浏览

活性炭具有去除水中色度、嗅味、有机物、酚、烷基苯磺酸盐、消毒副产物、重金属离子以及其他微量有害物质的能力,不仅被广泛用于生活用水及食品工业、化工、电力等工业用水的净化、脱氯、除油和去嗅等,而且在各种水处理中也被大量地使用。

历史上,使用木炭进行水净化的方法,早在公元前二百年就已被采用。据记载,那时认为较好的方法就是将水放进铜器皿中,放在日光下曝晒,然后再用木炭过滤。从那时以后,人们为了获得洁净无味的水,一直采用木炭来过滤水。1806年尼科尔森(Nicholson)用木炭净化过航船上的饮水,后来辛克莱(Sinclair,1807年)和达克(Dahke,1861年)等人也都先后使用木炭净化水。日本将木炭用于水的净化是从江户末期开始的,与此同时还有使用骨炭净水的,但与活性炭相比,其吸附能力非常小,因而只能用于单个家庭用水的过滤。

九十年代初,水质的污染在欧美也逐渐爬重起来,为了灭菌而使用大量的氯,余氯的存在或水中化合物和氯作用的结果,导致水中出现了臭味,从而促进了以去除水中臭味为目的的精制设备的开发和改进。

1927年,从密执安湖取水的美图芝加哥市,水中出现了严重的氯酚味,为了除去这种令人讨厌的臭味,曾进行过许多种实验,结果活性炭的除臭能力得到了确认和肯定。第一次世界大战后,从1920年开始,活性炭已进入了工业化生产,这样一来,活性炭在除去水中臭味方面所发挥的作用,即使从经济效益方面来分析也是很明显的。

斯波尔丁(Spalding) 于1929年开始将粉状活性炭用于新泽西州的新米尔福给水处理中,后来美国和欧洲各地也使用添加活性炭的方法来净化水。在这以后,人们并未停步于使用粉状炭,而是继续开拓了粒状活性炭填充层的净水装置。粒状活性炭填充床适宜于处理污染比较稳定的水,而不大适宜于处理污染变化大的水,正因为上述原因以及经济方面的因素,所以迄今为止,在给水净化中基本上用的都是粉状活性炭。目前,在美国用于处理水的活性炭量,每年有25000t以上。

活性炭在工业用水的处理中具有悠久历史,在医药和化学工业中,粒状活性炭的使用比较普遍,经常用它来作为许多工业用水的制备,而在电子设备和高压锅炉用纯水的制备中,则用作前处理,以除去水中的有机物。

由于水质污染而导致了对通常污水和工业废水进行物化或生化处理的重新研究,得出了需要增加深度处理的结论,并选择了能连续通水、容易维护管理、对周围环境无污染,容易再生并能反复使用的粒状活性炭作为深度处理的一个操作单元。

在污水处理中,活性炭的用法大致有两种:一种是作为生化处理后的深度处理,这时活性炭处理的是不少于二级处理的水。另一种方法是将活性炭用于物化处理(即所谓PCT法)。美国从1960年开始大规模、广范围的研究并使之实用化,目前这两种方法都已进入实际使用阶段。如:日本通产省,从1970年开始,首先在东京都以“工业废水再利用的调查为课题,着手活性炭处理水的研究,并在1973年取得了成果,在此基础上建起一个日处理水量达5万m3规模的废水再利用实验厂并投入了运行。随着废水排放标准的逐步严格,利用活性炭处理工业废水的处理厂,在日本到处可见,污水或工业废水经深度处理后可以重复使用。

由以上可以看出,尤其是近半个多世纪以来,各国工业迅速发展和人口高度集中,引起了工业废水和生活污水对水体的污染,导致河流、湖泊的富营养化,水源水质不断下降等各种问题,水资源日趋紧缺,利用活性炭的吸附性能,与常规给水处理工艺相结合,可大大提高饮用水的安全性。

活性炭吸附净水技术作为一种深度净化技术被广泛应用,活性炭的使用量逐年增加。此外,随着对污染治理的加强,废水排放标准的日趋严格,过去采用混凝沉淀或生物处理法便可排放的工业废水,也要求进行去除BOD、COD的处理,在这样的处理工艺中活性炭也被广泛使用。由此可见,活性炭吸附法在任何情况下,对深度处理来说,都是必不可少的。今后,活性炭在处理水方面必将得到更加广泛的应用,这是毫无疑问的。

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