處理和再利用工藝對(duì)消耗水資源的加工工廠來(lái)說(shuō)是一個(gè)多層面的挑戰(zhàn)。遵守防止和減輕工業(yè)污染的監(jiān)管要求可能需要大量的資金投入以及持續(xù)的維護(hù)費(fèi)用。用于生產(chǎn)過(guò)程的淡水日益稀缺和成本也增加了問(wèn)題。最終，解決產(chǎn)品污水凈化的需求是非常有壓力的。事實(shí)上，工廠需要一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又符合法規(guī)要求的實(shí)際解決方案。幾十年來(lái)，除活性炭吸附以外，沒(méi)有任何其他方法能更好地控制液體和氣體中的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。

　　確定最佳的處理方法

　　不要認(rèn)為一個(gè)進(jìn)程可以處理所有的事情。相反，要及時(shí)為當(dāng)前的工作確定最合適的技術(shù)。存在多種處理技術(shù)，例如反滲透(RO)，離子交換和活性炭，可以單獨(dú)使用或組合使用，用于工業(yè)水處理。最合適的技術(shù)取決于給定應(yīng)用所需的給水水質(zhì)和出水純度。

　　RO系統(tǒng)通常去除或減少溶解的礦物鹽，有機(jī)物和其他顆粒; 他們可能需要水預(yù)處理，以保護(hù)反滲透膜防止結(jié)垢，結(jié)垢或化學(xué)降解。這樣的系統(tǒng)通常比活性炭系統(tǒng)招致更高的投資和運(yùn)營(yíng)成本。帶有離子交換樹(shù)脂的系統(tǒng)可以通過(guò)交換水中存在的離子來(lái)生產(chǎn)高純度的去離子水。樹(shù)脂的選擇取決于存在的特定離子。這些系統(tǒng)通常不用于像活性炭那樣去除可溶性有機(jī)物質(zhì)。

　　活性炭的處理方法是污染物分子聚集在其上的高度孔隙中，高表面積的吸附劑。作為從液體和氣體中去除有機(jī)污染物的一種經(jīng)濟(jì)有效的材料，它有著良好的記錄。在加工廠，廣泛應(yīng)用于液體和氣體凈化，凈化和再利用工藝用水?；钚蕴窟€符合廢水處理，地下水補(bǔ)救和氣相應(yīng)用中揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)減排的監(jiān)管要求。活性炭技術(shù)可以幫助工廠維持排放許可水平，滿足當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境要求。

　　回收或熱再生活性炭給加工廠減少成本和浪費(fèi)，節(jié)省能源，降低二氧化碳排放，節(jié)約自然資源，同時(shí)降低廢活性炭處理的問(wèn)題。事實(shí)上，活性炭已被列為最佳可行技術(shù)，用于清除許多有機(jī)污染物。

　　如何正確選擇活性炭

　　一個(gè)根本的考慮是選擇將提供您的水凈化和再利用目標(biāo)的活性炭的類(lèi)型。由再凝聚法制備的標(biāo)準(zhǔn)未浸漬的煙煤基材料在工業(yè)應(yīng)用中最常用于吸附有機(jī)污染物，因?yàn)槠渚哂袕V泛的孔徑大小以吸附多種有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。

　　再凝聚的活性炭是通過(guò)將原料研磨成粉末，加入合適的粘合劑以獲得硬度，重新合并，然后粉碎至規(guī)定的尺寸來(lái)生產(chǎn)的。接下來(lái)，使用受控的氣體和高熱的爐中使材料熱激活。所得到的產(chǎn)品具有令人難以置信的大體積的表面積和發(fā)生吸附的微觀孔隙網(wǎng)絡(luò)?；钚蕴烤哂腥魏我阎牧系淖罡呶娇紫堵省Ａ钊梭@訝的是，五克重新結(jié)塊的活性炭?jī)?nèi)具有一個(gè)足球場(chǎng)的表面面積。再團(tuán)聚的活性炭通常優(yōu)于直接活化的，因?yàn)樗蔷哂谐浞职l(fā)展的孔隙率的更堅(jiān)固的材料，并且同時(shí)具有承受使用和再利用的必要的強(qiáng)度。

　　為確保最佳的活性炭吸附操作，過(guò)程工廠的設(shè)備通常包括具有相關(guān)傳輸管道的碳吸附設(shè)備。這些系統(tǒng)可以使用一級(jí)或多級(jí)容器，取決于所需的治療目標(biāo)。如果需要這些步驟，吸附系統(tǒng)通常在化學(xué)澄清和過(guò)濾之后并且在消毒之前。

　　活性炭可以在一個(gè)單元操作中去除各種揮發(fā)性有機(jī)化合物和半揮發(fā)性有機(jī)化合物。在分析活性炭純化之前，充分表征一個(gè)流是很重要的。有關(guān)氣相流的信息應(yīng)包括所有揮發(fā)性有機(jī)化合物和氣體，濕度濃度，溫度和壓力。所有這些因素都會(huì)影響活性炭的性能。類(lèi)似地，液相物流的特性，包括其離子含量和分布，懸浮固體的類(lèi)型和濃度以及pH是至關(guān)重要的。測(cè)量每單位重量或單位體積活性炭去除的吸附質(zhì)量的能力測(cè)試可以測(cè)量吸附效果。

　　引導(dǎo)過(guò)程在考慮活性炭系統(tǒng)時(shí)，試點(diǎn)工廠研究可以確定技術(shù)是否符合排放許可要求。實(shí)際流的中試工廠測(cè)試是預(yù)測(cè)性能的最可靠的手段。測(cè)試員應(yīng)盡可能接近全面的工程設(shè)備，盡可能達(dá)到表面速度，床層深度和空床接觸時(shí)間。例如，您可以進(jìn)行使用便攜式液體處理裝置和液相活性炭的有機(jī)污染物去除試驗(yàn)。易被活性炭吸附的有機(jī)物包括：

　　?芳香族溶劑(苯，甲苯和硝基苯);

　　?氯化芳烴(多氯聯(lián)苯，氯苯和氯萘);

　　?酚類(lèi)和氯酚;

　　?燃料(汽油，煤油和石油);

　　?多核芳烴，如苯并芘;

　　?殺蟲(chóng)劑和除草劑，例如滴滴涕，艾氏劑，氯丹和七氯環(huán)乙烷。

　　試點(diǎn)研究還應(yīng)該量化最佳流量，床層深度和特定液體或氣體的操作能力。需要這些信息來(lái)確定連續(xù)處理所需的碳接觸器的尺寸和數(shù)量。其他選項(xiàng)也可能是可能的。例如，較低流量的點(diǎn)源處理可提供比整個(gè)廢水處理更經(jīng)濟(jì)的替代方案。通過(guò)使用計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)建模或可處理性研究，供應(yīng)商可以確定碳吸附技術(shù)是否可以有效地將污染物的濃度降低到允許排入整個(gè)廢水流中的水平，從而不需要更昂貴的處理方法廢水總量。通過(guò)使用這些各種研究和分析，

　　了解何時(shí)更換活性炭

　　在活性炭吸附過(guò)程中，活性炭的可用表面和孔隙充滿了化學(xué)物質(zhì)。在某一時(shí)刻，系統(tǒng)不再能夠達(dá)到要求的性能標(biāo)準(zhǔn)-通常這是在活性炭處理容器的污水質(zhì)量開(kāi)始接近進(jìn)水質(zhì)量時(shí)確定的?？梢哉f(shuō)是活性炭?jī)?nèi)部孔隙被填滿、消耗完了這時(shí)就必須更換了。廢碳被丟棄或回收利用。

　　處理廢碳有三種選擇。首先是運(yùn)往垃圾填埋場(chǎng)或焚化爐。但是，這種方法需要購(gòu)買(mǎi)新的活性炭，并不是最環(huán)保的。

　　通過(guò)化學(xué)或蒸汽工藝進(jìn)行再生可能比填埋場(chǎng)的處理有利。但是，這個(gè)選項(xiàng)通常被保留用于回收和重新使用有價(jià)值的吸附物。它也比重新激活效率低。

　　第三種選擇，高溫?zé)嵩偌せ钔ǔＪ亲钣幸饬x的。該過(guò)程破壞吸附的有機(jī)化合物并恢復(fù)活性炭的吸附能力。再活化可達(dá)到原始活性炭容量的95%的回收率。然后可以將再活化的材料與少量原生碳混合以彌補(bǔ)體積的輕微損失。

　　在過(guò)去的幾年里，再生和再利用在加工廠受歡迎的原因有幾個(gè)。從環(huán)境角度來(lái)看，再生活性炭被認(rèn)為是一種環(huán)保產(chǎn)品，因?yàn)樵倩罨瘍H產(chǎn)生制造活性炭產(chǎn)生的溫室氣體的大約20%。而且，活性炭具有幾乎無(wú)限的再生能力，因此很少會(huì)在垃圾填埋場(chǎng)或焚化爐中廢棄。對(duì)于將可持續(xù)性納入其長(zhǎng)期戰(zhàn)略的公司來(lái)說(shuō)，重新激活是一個(gè)合理的選擇。

　　重新激活還可以節(jié)省大量成本-通常比購(gòu)買(mǎi)原生活性炭成本低20-40%。此外，它結(jié)束了吸附污染物的監(jiān)管鏈，消除了廢碳處理和處置責(zé)任。一些設(shè)施可能有資格獲得由管理機(jī)構(gòu)頒發(fā)的廢物最小化的環(huán)境信用額度，因?yàn)橹匦禄罨奶急徽J(rèn)為是一種回收資源。

　　用于識(shí)別重新激活作為選項(xiàng)的分析和測(cè)試過(guò)程非常簡(jiǎn)單。根據(jù)所產(chǎn)生的廢碳的經(jīng)濟(jì)性和數(shù)量，一些工廠可能會(huì)選擇現(xiàn)場(chǎng)再生設(shè)施。

　　那些決定簽訂非現(xiàn)場(chǎng)再激活服務(wù)的機(jī)構(gòu)應(yīng)該尋找一個(gè)具有以下實(shí)地能力的供應(yīng)商：

　　?廢碳分析;

　　?廢碳去除和包裝;

　　?適當(dāng)?shù)膹U物處理(有害或無(wú)害);

　　?運(yùn)輸?shù)皆偕S;

　　?碳管檢查和維修;

　　?重新裝載活性炭的容器。

　　活性炭工業(yè)凈水的常見(jiàn)錯(cuò)誤

　　工廠可能會(huì)通過(guò)犯下一些太頻繁的錯(cuò)誤來(lái)?yè)p耗活性炭的使用周期和效率：

　　?基于過(guò)程假設(shè)安裝活性炭系統(tǒng)，而無(wú)需進(jìn)行實(shí)際的中試。任何試驗(yàn)都應(yīng)包括適當(dāng)?shù)木C合抽樣和分析，以便試點(diǎn)能夠有意義，而不是簡(jiǎn)單地提出更多的問(wèn)題，因?yàn)榈玫降慕Y(jié)果不夠。分析成本往往是試點(diǎn)工廠成本中最重要的部分。

　　?在線花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間，以節(jié)省更換成本。這可能使廢碳因污染程度和鈣化而不適合再活化。

　　?忽略預(yù)過(guò)濾的潛在需求。未溶解的污染物和固體可能會(huì)限制進(jìn)入碳，大大減少床的壽命。因此，預(yù)處理這樣的水流，使活性炭專(zhuān)注于吸附，而不是與結(jié)垢或沉積物相抗衡。