焦炭在工业废水处理中的应用试验及设计(1)

孙语晨,安哒塔图,天津钓鱼论坛

摘要：在试验的基础上，采用bohart—adams推荐的设计方程，研究了焦炭在含石油烃类废水处理工艺中应用的可行性，并将研究结果应用于含油废水深度处理的工艺设计中。
关键词：焦炭 吸附 含油废水处理 　1 试验用水及试验装置　　试验用废水样品采自某油田采油厂预处理后的采油废水，石油烃类含量为10.35 mg/l。为防止在处理过程中因废水中石油烃类物的破乳析出而改变其在废水中的含量，故加入了适量乳化剂。
　　筛选粒径为2～8 mm的粒状焦炭，在0.1 mol/l的稀盐酸中浸泡一昼夜后水洗，再用0.1 mol/l naoh浸泡一昼夜后水洗至中性晾干，装填于高0.8 m、直径3 cm的三根玻璃管中，焦炭层厚分别为：h1＝0.5 m，h2＝0.3 m，h3＝0.7 m，焦炭层两端分别用玻璃纤维封垫。
　　试验装置见图1。试验过程中，控制出水的石油烃含量≯1.0 mg/l。　　2 试验结果　　共进行了三个空床线速度和三种焦炭层厚度的试验，取得九组数据，试验结果列于表1。
　　将试验数据进行回归分析，可以得到不同空床线速度条件下炭床累积工作时间(t)与焦炭层厚度(h)的直线回归方程：
　　v=4.58 m/h时，t＝2 131 h-557
　　v=6.21 m/h时，t＝1 471 h-417
　　v=9.28 m/h时，t＝894 h-310空床线速度(m/h)焦炭层厚度(m)总处理水量(m3)累积工作时间(h)4.58 0.5
0.8
1.5 1.66
3.69
8.55 513
1140
2641 6.21 0.5
0.8
1.5 1.46
3.25
7.88 332
740
1795 9.28 0.5
0.8
1.5 1.04
2.46
6.82 158
375
1040

表1　焦炭柱吸附石油烃试验数据

　　由以上三条回归直线的斜率和截距，可以计算出重要的设计参数饱和吸附量(n0)、吸附速率常数(k)和不同空床线速度条件下的h0(见表2)。空床线速度(m/h)斜率
(h/m)截距
(h)n0
(kg/m3)k
［m3/(kg·h)］h0(m)4.58
6.21
9.282131
1471
894-557
-417
-310101
95
860.387
0.518
0.6970.262
0.284
0.347

表2　n0、k、h0的计算值

　　3 讨论　　① 饱和吸附量n0是焦炭的特性，从表2数据看，随着空床线速度(v)的提高，n0呈下降趋势。
　　② 由表2可见，吸附速率常数k随着空床线速度的增大而显著提高。因为流速增大，使得焦炭表面上的水膜更新加剧，有利于吸附过程的进行。
　　③焦炭床的临界高度(h0)随着空床线速度(v)的增加有比较明显的提高。因为空床线速度的提高减少了废水停留时间，尽管吸附速率常数k也随空床线速度提高而增大，但k仅与v的0.828 3次方呈正比。因此，在保证出水石油烃浓度符合处理要求的情况下，增大废水的空床线速度，焦炭床的临界高度必有所增加。
　　④ 对于工业生产装置而言，为了使所处理的废水在整个床层截面上的流速分布均匀，通常床层高度至少等于床面直径。因此一般情况下，床层高度远大于临界高度h0，空床线速度对临界高度的影响在设计中可不作为主要设计参数考虑。共2页: 1 [2] 下一页 论文出处(作者):
变速生物滤池处理城市污水的效能研究
饮用水中的氨氮问题