微波再生技术处理废水

微波再生技术处理废水

    活性炭作为一种易得和有效的吸附剂,广泛用于废水处理领域。除了单独活性炭的再生以外,有时也在活性炭中加入其他物质,这些物质在微波场中的变化,对活性炭的再生有多方面的影响,这就是所谓的微波再生技术。目前的研究表明,先将污染物吸附到活性炭或其他吸附剂上,然后再置于微波场中辐射,较直接置于微波场中辐射有更好的处理效果。

    处理污水中的有机污染物常用的一种方法是活性炭吸附法,但吸附后的活性炭表面有机物却难以处理。而微波再生技术能有效地解吸活性炭表面的有机物,使活性炭再生并有利于有机物的消解和回收再利用。Chih等采用低能度的微波辐射,对污水中吸附在颗粒状活性炭表面的有机毒物三氯乙烯、二甲苯、萘以及碳氢化合物等进行解吸和消解,其最终分解率达100% ,处理后的水质稳定。此外,微波加热解吸还可回收有机物。如Ha2mer等研制了一种固定床式的微波加热解吸装置,用该装置研究了从活性炭高分子和沸石中解吸回收乙醇和有机脂。Tai等采用活性炭吸收苯酚和用微波辐射降解吸收在活性炭上的苯酚,研究结果表明采用此方法处理质量浓度为5. 0 mg/L和50. 0 mg/L的苯酚液,降解后检测不到苯酚的存在,全部降解为最终产物H2O 和CO2。实验还证明,双反应体系(活性炭吸附和微波加热活性炭两个体系分开)的降解效率要比单反应体系的效率高, 特别是苯酚质量浓度比较高的时候(50. 0 mg/L) 。

     Tai等采用微波处理溶液中的苯、甲苯、二甲苯及苯酚,微波辐射90 s后,苯、甲苯、二甲苯被完全降解成H2O和CO2 , 240 s后苯酚被完全降解成H2O和CO2。实验还发现,在微波辐射下,活性炭粒子间产生弧光并且很快变得火红,此时的温度可达1 200 ℃以上,在这样高的温度下有机污染物很快分解成H2O和CO2。邹宗柏等在活性炭存在的条件下利用微波辐射去除废水中磺基水杨酸污染物, 对废水中磺基水杨酸的去除率可达97. 4%。古昌红等[ 20 ]研究在ACF (活性炭纤维)和活性炭存在下,微波辐射除去焦化废水中的吲哚污染物。在微波辐射下,用ACF处理吲哚溶液具有明显的效果, 3. 5 min去除率即可达到98%。微波辐射不能使吲哚发生降解,其作用是使ACF的孔隙结构发生变化,增加了其吸附能力。张国宇等利用微波辐射去除废水中邻苯二甲酸二辛醋污染物。采用12～16目的JX - 106型椰壳活性炭5 g与50 mL废水(固液比为1∶10)混合,在微波辐射功率为500 W,辐射处理5 min,废水的COD质量浓度由648 mg/L降至70. 1 mg/L,COD去除率为89. 2% ,废水的pH值对处理效果几乎没有影响。进一步研究发现,在微波辐射场中废水中的有机污染物在活性炭表面通过吸附- 氧化协同作用而被迅速降解。冯建敏等采用微波辐射技术处理酸性黄染料废水。质量浓度为50 mg/L的酸性黄染料废水50 mL,活性炭用量2 g,微波辐射功率800W,处理7 min,可以得到最佳的废水处理效果。王金成等在活性炭存在下,用微波照射能使活性艳蓝KN - R溶液迅速脱色,每克活性炭处理质量浓度为300 mg/L的活性艳蓝KN - R 溶液50 mL, 微波辐射4 min, 脱色率达97. 1%。研究还表明,由于微波辐射条件下活性炭对活性艳蓝KN - R的处理量明显高于活性炭常温下对活性艳蓝KN - R的饱和吸附量,说明在活性炭存在下,微波照射能使活性艳蓝KN - R脱色。但是,目前活性炭对某些废水处理的效果不尽人意, 其处理工艺有待进一步的研究。杨良玉等提出一种运用微波再生活性炭与铁屑混合物处理染料废水的新方法,该方法中所使用的炭铁混合物较单独活性炭对染液废水的去除率有明显提高;加入了铁屑,促进微波再生、活化活性炭,同时吸附在活性炭中的染料得到降解;微波作用多次后炭铁对废水的处理仍能保持色度去除率99%以上、COD去除率64%以上。在今后的研究中可考虑在活性炭中加入铁屑或其他金属,以改进处理效果。

    对于其他吸附材料(如有机膨润土)相关人士也做了研究,国内外均有报道,如Sang - Mo Koh,Joe BorisDixon等使用有机膨润土处理含苯和苯酚的废水, Konduru R. Ramakrishna, T. Viraraghavan等进行染料废水脱色, 国内也有较多文献报道使用有机膨润土进行有机废水脱色和处理苯酚、苯胺等有机物污染物的方法。如李济吾等用微波协同有机膨润土处理有机废水,对硝基苯酚废水处理,有机膨润土过100 目筛,与废水固液质量比1∶3 000,微波功率700 W,辐照30 s～3 min,经测定,对硝基苯酚的去除率在85%以上。对酸性大红染料废水的处理,有机膨润土与待处理废水质量比为1∶2 000,微波功率700W,辐照时间2 min后,冷却至室温,以离心方法达到固液分离,经测定,脱色率在99%以上。同时对酸性蓝染料废水、酸性黄染料废水进行了脱色研究,亦达到了很好的处理效果。