活性炭固定床對苯酚廢水的動態(tài)吸附技術(shù)
苯酚是廢水中的主要污染物，尤其是塑料生產(chǎn)、農(nóng)藥使用等方面，苯酚廢水的排放源比較多，屬于重點監(jiān)測與治理的污染物。苯酚對生物體的破壞性非常大，苯酚廢水排放時應(yīng)該采用活性炭固定床進行動態(tài)吸附，去除廢水中的苯酚物質(zhì)后安全排放廢水，降低廢水對環(huán)境的污染，保護好自然環(huán)境。
1、活性炭固定床對苯酚廢水的吸附與凈化分析
苯酚廢水的危害性較大，常見于化工廠、制藥廠、塑料廠等產(chǎn)業(yè)中，苯酚是酚類物質(zhì)中的主要污染物，不能忽視其對自然環(huán)境的影響。苯酚容易引起生物體衰竭，嚴重時還會出現(xiàn)死亡的問題。活性炭固定床在苯酚廢水上有著吸附和凈化的作用，解決了苯酚廢水的危害問題，活性炭吸附是苯酚廢水凈化中的重要方法，利用活性炭固定床提高苯酚廢水的凈化水平，現(xiàn)階段活性炭固定床是苯酚廢水動態(tài)吸附的有效方法，而且達到了成熟的工藝標(biāo)準(zhǔn)?；钚蕴抗潭ù餐ㄟ^動態(tài)吸附的方法凈化了苯酚廢水中的多種污染物，確保苯酚廢水可以達到排放的標(biāo)準(zhǔn)，同時有利于提高苯酚廢水的回收和利用。
2、活性炭固定床在苯酚廢水中的動態(tài)吸附試驗
(1)試驗準(zhǔn)備。
試驗中準(zhǔn)備好活性炭，要求活性炭的比表面積是998.4?O/g，亞甲基藍是279mg/g，碘值是788mg/g。苯酚，該試驗中專門使用超純水與苯酚融合，配置出苯酚溶液?；钚蕴抗潭ù矂討B(tài)吸附的試驗中需要準(zhǔn)備好恒流泵，可以選擇型號是HL-2B的恒流泵，動態(tài)吸附時使用的是玻璃材質(zhì)的吸附柱，玻璃柱。
(2)試驗過程。
試驗的基本結(jié)構(gòu)為：正常的室溫環(huán)境中，先把棉網(wǎng)墊在玻璃吸附柱的下部，盡量選擇大孔徑的棉網(wǎng);接下來把苯酚吸附柱固定到鐵架子臺中，吸附柱內(nèi)放入適量的活性炭，同時吸附柱的底部和恒流泵連接起來，使用橡膠管連接兩者即可。苯酚水會在虹吸條件下按照自下而上的順序流動，試驗中為了模擬活性炭固定床的動態(tài)吸附條件，需要調(diào)節(jié)苯酚溶液的速率。根據(jù)活性炭固定床對苯酚廢水的動態(tài)吸附條件，設(shè)計好研究試驗的內(nèi)容。按照苯酚廢水的實際情況調(diào)配苯酚溶液，用來代替苯酚廢水，試驗中檢測水中苯酚物質(zhì)的含量，在此基礎(chǔ)上繪制動態(tài)吸附的相關(guān)曲線，以原水為參考，標(biāo)記苯酚含量是10%、90%的吸附時間。試驗中測量出初始的進水流量、苯酚含量、活性炭固定床的模擬高度，研究3項參數(shù)對動態(tài)吸附的影響。初始進水流量是4.82mL/min，此時固定床高度的數(shù)值是12cm，試驗研究中苯酚溶液配置了3種質(zhì)量濃度，分別是：100mg/L、150mg/L、200mg/L，用于研究進水流量在不同苯酚溶液質(zhì)量濃度下的固定床高度。試驗中設(shè)置苯酚溶液質(zhì)量濃度是150mg/L，固定床高度設(shè)置成12cm，保持兩種參數(shù)不變，改變苯酚融合到活性炭固定床的進水體積流量，改為3.31、4.82、6.47mL/min，當(dāng)測定固定床的高度數(shù)據(jù)時，記錄下苯酚溶液的質(zhì)量濃度與進水時的體積流量。試驗中采用規(guī)定的測定方法分析活性炭固定床對苯酚廢水動態(tài)吸附的影響。針對試驗研究過程構(gòu)建研究動態(tài)吸附的數(shù)學(xué)模型，模型要和試驗匹配，數(shù)學(xué)模型中模擬試驗的過程，致力于獲取活性炭固定床對苯酚廢水動態(tài)吸附的試驗數(shù)據(jù)。本文以穿透模型為例，分析動態(tài)吸附的試驗過程。穿透模型中提供了假設(shè)的條件，其可參考試驗研究的實際內(nèi)容實行假設(shè)，模型中得出活性炭固定床對苯酚廢水動態(tài)吸附作用下，吸附速率和活性炭穿透時的關(guān)系，實際吸附速率下降概率，與穿透概率及吸附概率成正比例的變化關(guān)系，穿透模型促使數(shù)學(xué)計算簡單化，利用如下公式獲取動態(tài)吸附的參數(shù)：
上述公式中，ρ0、ρ表示初始進水的質(zhì)量濃度、出水苯酚的質(zhì)量濃度;kYN是吸附速率常數(shù)，t、t0.5表示吸附時間、出水質(zhì)量濃度達到進水苯酚的50%時消耗的時間[4]。該穿透模型中的數(shù)學(xué)計算專門分析吸附傳質(zhì)速率，模型中表明了吸附常數(shù)越大，穿透模型的曲線斜率就會越大。試驗中還研究了無效厚度理論，無效厚度是指活性炭固定床動態(tài)吸附苯酚廢水的過程中，動態(tài)吸附處于透過點位置，此時固定床吸附苯酚的床層厚度不達標(biāo)，固定床動態(tài)吸附達到完全吸附的能力狀態(tài)，實際并沒有完全吸附匹配的苯酚質(zhì)量濃度。無效厚度理論(LUB)的表達公式如下：
公式中，L是固定床床層的長度，tb表示穿透時間，t*是0.5時位置的操作時間。
3、活性炭固定床在苯酚廢水中的動態(tài)吸附結(jié)果
根據(jù)活性炭固定床在苯酚廢水中的動態(tài)吸附研究，從進水苯酚含量、固定床高度、進水流量3個方面，分析動態(tài)吸附的影響結(jié)果，如下：
3.1 進水苯酚
以下圖1為參考，分析進水苯酚中活性炭固定床動態(tài)吸附的結(jié)果，初始階段，進水泵分的含量增加時，穿透時間的曲線有明顯的左移現(xiàn)象，也就是說苯酚含量會對活性炭固定床的飽和速率產(chǎn)生一定程度的影響，苯酚溶液的含量變大，固定床動態(tài)吸附的驅(qū)動力也會變大，活性炭吸附了大量的苯酚物質(zhì)，固定床內(nèi)活性炭與苯酚物質(zhì)的質(zhì)量增加，帶動向前傳動的速度。
3.2 固定床高度
固定床的高度增加后，廢水中的苯酚與活性炭的接觸時間會變長，增加了活性炭動態(tài)吸附苯酚的量，穿透點會向右側(cè)移動，活性炭固定床上的填料高度增加后，苯酚在固定床上的停留時間會增加，促進活性炭動態(tài)吸附苯酚，有效提高了固定床的吸附能力，保障動態(tài)吸附的效果。
3.3 進水流量
苯酚廢水溶液的進水流量加快后，穿透點偏左，說明進水流量越大，廢水中的苯酚物質(zhì)與活性炭固定床的接觸時間減小，固定床會在短時間內(nèi)趨向于飽和，提前了穿透的時間點。高流速下的活性炭固定床動態(tài)吸附的效果不如低流速的條件。綜上所述，活性炭固定床動態(tài)吸附廢水中苯酚物質(zhì)時，受到進水流量、固定床高度、進水流量因素的影響，調(diào)節(jié)好各項參數(shù)才能保障活性炭固定床動態(tài)吸附的效果，凈化苯酚廢水。
4、結(jié)束語
活性炭固定床在苯酚廢水中的動態(tài)吸附，凈化了廢水資源，解決了苯酚廢水的環(huán)境污染問題。活性炭固定床的動態(tài)吸附方式?jīng)Q定了苯酚廢水的凈化效果，采用試驗研究的方法，規(guī)劃好活性炭固定床的具體應(yīng)用，滿足苯酚廢水的凈化需求，最主要的是優(yōu)化活性炭固定床在苯酚廢水中的動態(tài)吸附作用。(來源：廣東亮科環(huán)保工程有限公司)