活性炭吸附处理牛皮纸废水

　　纸浆工业的特点是高耗水量和高环境污染的潜力。产生的废水主要取决于所用原料的类型，所采用的工艺技术的类型，内部废水再循环的数量以及其他管理方法，例如操作条件和添加剂的存在。特别是牛皮纸浆制浆，使用化学工艺制浆是当前该行业常用的技术，其中产生了高浓度有机物的废水，木质素衍生物和其他物质产生了颜色和有毒化合物，以及该过程中使用的化学物质。导致使用传统处理方法起来比较难处理，这次我们测试使用活性炭结合活性污泥系统吸附处理牛皮纸废水。

　　牛皮纸废水中活性炭的作用

　　活性炭也有用于纤维素工业废水处理中，主要用于通过吸附过程去除有色和难降解的化合物，能达到这些化合物约80%的去除率。在吸附过程中，活性炭被用作吸附材料，因为它具有诸如高比表面积，不规则表面，高孔体积和有利于污染物结合和粘附的活性位等特性，有利于将其从水性介质中去除大多数污染物。但是，此过程的主要缺点是活性点位的饱和。从这个意义上讲，在生物处理系统中使用活性炭作为悬浮支持介质变得很有趣，因为可用的高比表面积和粉末状活性炭的不规则表面来促进微生物的粘附和微生物的形成，有利于污染物的生物降解。为了寻求稳定的处理系统，能够更好的处理废水，添加粉状活性炭的活性污泥工艺，主要用于工业废水的处理。在其中，活性炭用作微生物的悬浮支持介质，在系统中提供了更高的稳定性，从而证实了生物降解性更好的条件。

　　活性炭吸附处理测试环境

　　所使用的系统是活性污泥，由一个有效容积为1L的好氧反应器，一个沉淀池和一个气升返回系统组成。通过蠕动泵给反应器供料，并通过空气压缩机以促进曝气。为了制备支流，在处理之前，添加含有NH4 Cl和K2 HPO4的溶液，以获得与COD：100：5：1的比例N：P。此外，支流的pH值调整为7.0±0.1。在图1中，可以观察到实验流程图以及以活性炭为载体激活的污泥反应器系统。

　　根据预期的VOC控制入口流量和水力停留时间。将来牛皮纸废水处理厂的污泥添加到反应器中，浓缩浓度为2.5g L-1的挥发性悬浮固体。系统组装并稳定后，在总共110天的四个阶段中评估了处理效果，其中阶段I仅使用活性污泥，阶段II，III和IV的浓度分别为2.4和6g L-1在处理期间累积增加5%的活性炭，即每30天增加一次，添加2g L-1的活性炭，直到获得总计6g L-1的活性炭。值得注意的是，该系统连续运行，并且在整个运行过程中，向反应器中注入了工业原料废水。

　　图1：(A)实验方法流程图，(B)用粉状活性炭活化的污泥系统。

　　牛皮纸废水中去除特定化合物

　　在图3中可以看到除色，总酚类化合物，木质素，芳族和木质素磺酸化合物以及荧光化合物的去除值。图2A中显示了除去颜色，其中可以注意到步骤I最低去除值(11%)。生物处理通常显示出从纤维素工业废水中去除颜色的效率很低或没有效率，甚至可能在处理过程中产生生色化合物，生物处理增加20%。带有海绵状支撑介质的充气系统中牛皮纸废水处理中的颜色。

　　在步骤II的开始，通过添加2g L-1的活性炭和12小时的水力停留时间，系统可能通过在活性炭交换位点吸附了木质素衍生的发色团化合物而去除了41%的颜色。之后，颜色去除率保持在28%左右，仍高于不添加活性炭的步骤中获得的颜色去除率。在第三和第四阶段也保持了这种趋势，活性炭的浓度为4和6g L-1。观察到用4g L-1活性炭观察到较好效果，达到去除该参数的79%。

　　图2：(a)去除颜色和总酚类化合物。(b)去除木质素，芳族化合物和木质素磺酸化合物。(c)富集的荧光发射和激发矩阵。(d)废水排放和荧光激发矩阵。

　　关于总酚类化合物的去除结果，如图2A所示，有可能注意到在处理过程中并没有去除该参数，并且该参数在所有阶段都出现了增加。在步骤I中，处理后的废水的总酚类化合物平均浓度增加了57%。在其他阶段(II，III和IV)，这一增长为12%。在充气生物系统中处理牛皮纸废水产生的结果类似，其增量超过了初始浓度的100%。存在和不存在活性炭时总酚类化合物增加的差异可能与活性炭表面生物膜的形成有关，通过活性炭使微生物的生长对总酚类化合物等危险化合物具有更强的抵抗力，活性炭有助于降低有氧生物系统中增加的值。

　　处理牛皮纸废水后的活性炭

　　观察图3所示的图像，处理期间生物量显着增加，其中存在大量生物材料，可能的丝状形成和微生物团聚，表明存在较大量步骤IV中的生物量。至于生物膜的发展，观察显微照片增加了10,000倍(图3C，3I和3L)，注意到附着在活性炭表面的微生物的生长。这些可能是细菌，真菌和丝状细菌，活性炭在反应器运行110天后，固体样品中的细菌含量更高。

　　图3：几个步骤中活性炭的显微照片。

　　在活性炭吸附处理牛皮纸废水的测试中，与不使用活性炭进行牛皮纸废水处理的系统相比，评估了在活性污泥反应器中添加浓度为2.4和6g L-1的活性炭作为支持介质。在处理期间，在支持介质存在下，有机物的去除率更高，分别获得了COD，BOD5和COT的55%，94%和60%的平均值。在带有中等支撑的步骤中，特定的参数(例如颜色，木质素衍生物和芳香族化合物)平均分别去除了28%，29%和36%。如果您还有什么不明白的请立即咨询我们。