净化再生（精选三篇）
净化再生 篇1
1 活性炭再生方法
活性炭再生,是指用物理或化学方法在不破坏活性炭原有结构的前提下,将吸附于活性炭微孔的吸附质予以去除,恢复其吸附性能,达到重复使用的目的[1]。 其再生工艺分为药剂洗脱的化学法以及生物再生法、湿式氧化法、电解氧化法、加热再生法等。 其中加热再生是目前应用最多、工业上最成熟的活性炭再生方法。 其原理一般是用高温惰性气体加热失活活性炭,经过水蒸气蒸馏、解析或热分解过程,吸附质以解吸、炭化、氧化的形式从活性炭上消除。
在研究中工作人员对山东钢铁公司莱芜分公司TSA塔中使用一年的活性炭进行了取样分析。
1.1 常规性能分析
失活活性炭常规性能分析见表1。
Wt%
1.2 比表面积、孔径分析
失活活性炭比表面积、孔容分析见表2。
1.3 吸附性分析
活性炭吸附性为3.12 mg CCl4/g。
从分析结果来看,更换出来的活性炭性能失效严重,不论从比表面积、孔容,还是四氯化碳的吸附性,各项指标都达不到标准的要求。
2 活性炭再生实验研究
实验采用惰性气体保护加热再生的方法,再生气体为高纯N2。 实验时再生气体的流量 为100 m L / min、压力为0.02 Mpa。 用此方法得到不同条件下的再生样品见表3。
2.1 试验仪器
干燥箱:用于活性炭再生前的干燥,110 ℃干燥2 h。
电子天平:用于活性炭质量的称量。
氮气保护加热炉:在氮气保护下加热再生仪器。
电加热蒸汽锅炉:加热产生蒸汽保护再生仪器。
2.2 试验过程
(1)将失活后的活性炭装入氮气保护加热炉 , 通N2气;
(2)用程序升温表控制再生温度 ,从110℃至预定再生温度后,通入0.5 MPa,150 ℃水蒸气再生,恒温保持一段时间;
(3)将出口气体用碱液处理;
(4)程序结束,停止加热和水蒸气 ,继续通气至温度降至室温;
(5)取出再生后的活性炭,密封储存。
加热再生装置见图1。
3 实验结果和讨论
3.1 比表面积与 p H值
1.吹扫气瓶 ;2.减压阀 ;3.流量调节阀 ;4.流量计 ;5. 再生 (活化 )柱 ;5.加热炉 ;7.程序升温控制器 ;8.电源
再生活性炭比表面积与p H值见表4。
当再生温度高于500 ℃时,活性炭孔道内的吸附物虽然得到了更加彻底的释放,但由于再生温度过高使活性炭的微孔扩张,导致再生后活性炭的比表面积反而下降。 因此,再生温度过高时再生效果也不理想。
3.2 脱硫性能
不同条件下气体再生后的活性炭脱硫性能见表5。
%
由表5可以看出,在高纯N2气体保护的情况下对失活后的活性炭进行加热再生,失活后的活性炭的脱硫性能可以得到一定程度的恢复。 这是因为在惰性气体的保护下对失活后的活性炭进行再生时,高温下活性炭孔道中的H2S04(或S03)被活性碳还原成S02,然后从活性中心上脱附出来[2],即:
在进行气体热再生时温度太高或太低,再生效果均不理想,再生温度在500 ℃左右时再生效果最好。 这是因为当再生温度在500 ℃以下时,由于活性炭孔道内的S03(或H2S04)没能得到充分的还原和释放, 导致再生后活性炭的比表面积和p H值都偏低,因此再生后的脱硫效果不好[3]。 从容硫比值看,加热30 min和60 min差别并不大。
3.3 吸附率
四氯化碳吸附率对比见表6。
mg CCl4/g
通过表6对新活性炭和再生活性炭的对比分析可知,再生活性炭是新活性炭———四氯化碳吸附性能的93%左右,吸附效果良好。
4 结语
净化再生 篇2
由于国内再生铜的贸易商相对于精铜的贸易商，实力偏弱，行业规范度不够，囤货和加价现象层出不穷，都是在国内圈子内“打游戏”。一直以来，中国铜的价格主要以伦敦有色金属交易所的为准，无能力与国外商家抗衡。
相关统计显示，2010年我国再生铜产量占铜总产量高达38.5%。据上海金属网数据，2011年1至11月份国内再生铜进口量约430万吨，同比增长9.4%。由此可见，国内再生铜需求量大，自给率很低，对外进口依赖程度相当高，随着再生铜进口量增加，进口亏损却进一步拉大，迫击到再生铜整个行业的未来生存问题。
以“中国再生铜都”清远为例，据悉2010年清远环保定点进口企业增至25家，全市废旧金属七类定点进口批文107万吨，拆解量约250万吨。清远再生铜产量约占全国总产量的40%，是华南地区名副其实的再生铜集散地，2011年清远地区进口再生铜平均每吨亏损854.8元，尽管去年8月份以后，亏损面再扩大，而进口一直无间歇，需求依旧旺盛，以致价格倒挂越演越烈。
其实，国内再生铜行业也一直努力需求突破，谋求平衡伦敦有色金属交易所的垄断价格地位，增加自己的话语权。就在2009年成立了清远铜交易中心，并设定了价格指数。
当下，再生铜冶炼和拆解企业，处于休眠状态，贸易商也处于观望状态，就是发生交易，一般都是加价后倒来倒去，甚至某些再生铜冶炼企业也改变身份成了贸易商或者炒家。尽管清远铜交易中心与海外供应商以及国内拥有进口配额的企业进行合作，集合资源优势，有效规避货源质量风险，解决部分拆解商配额获取困难、信息不对称等问题，为真正需要采购再生铜进行生产的拆解商代理海外采购，如今依然面对的是远水不解近渴。
再生铜价格出现倒挂的，还有一个不能忽略的问题，就是2011年8月1日《固体废物进口管理办法》正式施行，明确禁止转让固体废物进口相关许可证，固体废物进口监管强化。如今一来，给为数不少的中小型贸易商，由于实力不强或以往靠借用资质和许可证生存的被“限外”了，而有护身符的倒成了“香饽饽”，由门槛趋高，也导致海外采购的垄断，致使供应量减价扬。由此看出，在规范行业过程中出现“阵痛”在所难免，长远看来还是利于发展。
还有一个奇怪现象，贸易商从海外购置到集装箱后，根本不知道里面再生铜的成色，就开始包揽或转让，“赌石”场面在该行业尽显。若拿到成色好的，狠赚一笔，否则将面临巨亏，但从市场来看，集装箱掺假现象屡见不鲜，危及行业发展。
所以说，国内随再生铜产量的攀升，需要打击“倒挂”现象，净化行业发展环境，努力让清远再生铜产业结构进一步完善，产业链逐渐深化并带动全国再生铜业的健康发展，未来价格倒挂现象或许次数减少甚至绝迹。
净化再生 篇3
1 试验
1.1 原材料
采用P.O 52.5普通硅酸盐水泥,质量符合GB175—2007《通用硅酸盐水泥》要求,试验选用煅烧温度为600~800℃[4,5],细度为100目的硅藻土,具体指标见表1。石料采用15~20 mm单一级配再生骨料。骨料指标见表2。试验拌和水为普通自来水,外加剂采用为海(泰州)建材有限公司ZS-2植生外加剂。
1.2 试验条件
多孔混凝土的污染物去除效果受到孔隙率、水力负荷、污染物浓度、入流时间等多种因素的影响,本试验主要研究硅藻土掺量、孔隙率以及流速对多孔混凝土净化能力的影响。
水质净化试验采用自制装置(见图1),将养护28 d的试块放入水槽中,试块尺寸为1 350 mm×30mm×150 mm,混凝土配合比见表3,其中硅藻土掺量为硅藻土掺加量占水泥质量的百分比。装置配有4个边坡模拟水槽,一组为普通多孔混凝土,其余三组为掺10%~30%硅藻土多孔混凝土。设计重现期2 a,降雨历时10 min,暴雨强度经公式计算为237.95 L·s-1·hm-2,即4.45 L/min,以此作为水力负荷标准。测试出水口刚开始稳定出水、10 min、20 min、30 min 4个降雨历时的径流污染物去除率。
式中:q为平均暴雨强度(L/s·hm2);P为设计重现期(a);t为降雨历时(min)。
①为控制箱;②为搅拌装置;③为配水桶;④为布水管;⑤为雨量控制计;⑥为回流阀;⑦为边坡装置
模拟污染水样的目标浓度以次径流平均浓度(EMC)为基准,选定各个化学试剂的最佳投入量,结果见表4。
2 硅藻土多孔再生混凝土净化效果研究
2.1 硅藻土掺量对硅藻土多孔再生混凝土净化效果的影响
硅藻土多孔混凝土强度试验发现,当硅藻土掺量达到30%时水胶比过大,强度及耐久性受到严重影响,为了满足工程应用要求,硅藻土掺量不宜超过30%。硅藻土掺量不仅影响混凝土强度也影响径流处治效果,结合硅藻土多孔混凝土的水质净化试验确定硅藻土掺量。各硅藻土掺量多孔混凝土径流污染处治效果见图2。
随着硅藻土掺量的增加多孔混凝土对各项污染物的净化效果均有不同程度的提高。由图3可知,硅藻土掺量在10%以内时,各项污染物去除效果提升不明显。当掺量达到20%时,对除了SS、COD之外的污染物有明显的去除效果,NH3-N较普通多孔混凝土提高了50%,重金属的去除率提升了85%~130%。原因在于掺加硅藻土主要增大多孔混凝土表面微孔[6],对于吸附SS这种悬浮颗粒污染物效果不明显,主要措施在于减小孔隙率和冲刷速率。从污染物整体的处治效果来看,当硅藻土掺量超过20%时对各项污染物的去除率提升不明显,考虑到多孔混凝土强度及经济性,硅藻土的合理掺量为20%。
2.2 孔隙率对多孔再生混凝土净化效果的影响
试验制备设计孔隙率30%的多孔混凝土,参照1.2试验条件,各硅藻土掺量多孔再生混凝土径流污染去除效果见图3。
孔隙率对污染物的去除效果影响很大,在本试验的孔隙率范围内,孔隙率越小,去污能力越强。随着孔隙率的增加,SS、Zn去除率降幅最为明显都接近40%,但Pb的去除效果几乎没有受到孔隙率的影响,其次为TP,降幅约29%。当孔隙率在30%时,随着硅藻土掺量的增加各项污染物的去除效果均受到影响,特别是吸附性较好的NH3-N、Zn、Pb,在20%掺量下分别降低50%、25%、67%。特别是对于Pb,在30%孔隙率下,掺加硅藻土基本难以提高Pb的去除率。为了保证径流的净化效果,孔隙率不宜超过25%。
2.3 水力负荷对多孔再生混凝土净化效果的影响
水力负荷是影响多孔混凝土过滤效果的重要因素,在恶劣的冲刷条件下往往成为主要因素,本试验以2a重现期暴雨强度为基准水力负荷,上下浮动一个梯度,研究水力负荷对多孔混凝土净化效果的影响。各硅藻土掺量下不同水力负荷平均去除率见图4。
由图4所示试验结果看,水力负荷对多孔混凝土的水质净化效果影响最为显著。当水力负荷降为基准负荷的一半时,各项污染物的去除率明显提升。与基准负荷相比,即使不掺加硅藻土,各项污染物平均去除率提高约36%。随着硅藻土掺量的增加,除了SS之外,各项污染物去除率均有提升,Zn、Pb去除率最高达到87%、88%,与未掺硅藻土相比提高约40%、60%。NH3-N去除率最高达到37%,与未掺硅藻土相比提高约68%。
通过降低流速,减少了对多孔混凝土的冲刷及淘灌,能最大化达到对悬浮态颗粒物的过滤的作用,即SS的去除率明显提高。同时流速的降低增加了污染物与多孔混凝土的接触面积及时间,掺加硅藻土后形成的多微孔的混凝土表面能有效吸附重金属及NH3-N。
3 硅藻土多孔再生混凝土孔隙碱度研究
3.1 硅藻土掺量对孔隙碱度的影响
硅藻土的主要成分为Si O2,是一种碱激发的掺合料,在掺入混凝土后,可参与二次水化,生成强度更高碱度更低的水泥水化物[7]。试验制备掺0~30%硅藻土的混凝土,由于掺合料的反应过程较慢,主要参与后期二次反应,本试验采用固液萃取法测试7 d、28 d、90 d各掺量下孔隙水泥浆体的p H值见表5。
由试验结果看,硅藻土在全龄期内参与了二次水化,10%~30%掺量下较普通多孔混凝土7 d p H分别下降了2.3%、6.3%、7%;28 d p H分别下降了2.4%、5.6%、8%;56 d p H分别下降了2.4%、8%、9.7%。随着硅藻土掺量的增加p H值降低的幅度越大,特别是后期碱度下降的更加明显,原因是硅藻土主要是和水化后的Ca(OH)2反应,这一过程主要发生在强度形成的后期。
当掺加10%硅藻土时,降碱幅度较小。当硅藻土掺量达到20%时,降碱效果有显著提升,7 d左右可以将p H降到10左右,可以满足植物生长需求。究其降碱原因在于硅藻土替代了部分水泥,减少了碱性胶凝材料的用量,而硅藻土本身是弱酸性,对降碱有利。
3.2 水浸对孔隙碱度的影响
试验制备粒径15~20 mm,孔隙率为20%~25%的多孔混凝土,将配制的酸性土壤灌注进混凝土孔隙,每隔2 d浇水浸透,测定孔隙土壤的p H,见图5。
水浸降碱是一个动态平衡逐步下降的过程,当对多孔混凝土进行浸水处理,混凝土内部可溶性碱液析出,孔隙碱度下降,随着浸水进程的推进,混凝土为了维持水化物的稳定,Ca(OH)2不断析出维持所需的碱环境,继而孔隙碱度反而上升,30 d左右浸水降碱达到极限平衡,p H变化浮动较小,达到10左右,可以满足植物生长需求。
通过孔隙内灌入酸性土壤能够达到p H缓冲作用,随着浸水时间的推进,析出的碱物质不断侵蚀土壤,特别是10 d至20 d p H迅速增长,同样在30 d左右达到极限平衡,总体上看酸性土壤有一定的缓冲作用,但效果不明显。
3.3 外加剂对孔隙碱度的影响
试验制备粒径15~20 mm,孔隙率为20%~25%的多孔混凝土,外加剂采用为海(泰州)建材有限公司生产的ZS-2植生混凝土专用外加剂,测试28d龄期内p H的变化情况,试验结果见图6。
通过掺加ZS-2植生混凝土外加剂,多孔混凝土孔隙碱度降幅明显,7 d即能降至10.5左右,基本能满足植生生长的要求,30 d低至10以下,降碱效果明显。
通过这三种降碱方法的比较,硅藻土多孔混凝土p H值低于普通多孔混凝土,但仍不能满足植生的生长需求,水浸法以及灌入酸性土壤复合水浸法均能使p H值降至10左右,基本满足植物生长要求,但降碱周期长且耗费人工,不利于实际应用,而通过掺加植生外加剂不仅工序简单,降碱效果明显,7 d即可覆土植生,三种降碱方法中,此方法相对较优。
4 水浸、外加剂降碱对植生效果的试验
试验对无降碱、水浸、掺外加剂制备3类多孔混凝土,观察植物的生长情况。由于植生试验在7~8月,高温炎热植物的生长受到影响,在试验阶段增加了覆膜保水,发芽前每日浇水3次浸透,避免午后阳光直射,出芽后每日浇水减为1次,半个月追肥1次。试验进程见图7。
无降碱、浸水以及掺加外加剂三类试件的对比发现,在植物生长初期受到碱环境的影响较小,基本能在3~5 d出芽,随和根系的发展,碱环境带来的不利影响更加明显,10~15 d时,无降碱的黑麦草生长速度明显慢于后两者,成坪率较低,浸水和掺外加剂生长程度相当。30 d左右时,无降碱的黑麦草几乎枯萎,浸水处理后的试件,黑麦草也受到了碱环境的影响,掺加植生外加剂的多孔混凝土,黑麦草依然生长旺盛。
原因在于在植物发芽阶段,多孔混凝土表面客土提供了相对稳定的酸碱环境,养分能够满足其出芽需要,随着植物根系的发展,一方面高碱的环境阻碍了根系的生长,另一方面碱也影响根系对氮磷的吸收。由于每日浇水一定程度上导致孔隙溶解性碱析出导致客土呈碱性,进一步影响植物的生长。
由降碱试验看出,通过浸水能有效降低孔隙p H但效果有限,在p H达到10.5左右基本呈现动态平衡,此时依然属于强碱程度。所以,通过浸水手段植生,只能达到延缓植物枯萎的时间。掺加植生外加剂的试件在植生全过程生长良好,由于7 d混凝土孔隙碱度即降至10以下,几乎不会影响根系的发展,达到了较好的植生效果。
5 结语
(1)硅藻土掺量为20%的多孔混凝土能够增强多孔再生混凝土对Zn、Pb、NH3-N等污染物的净化能力,综合考虑硅藻土多孔再生混凝土的净化效果和碱性环境,建议孔隙率不宜超过25%。
(2)掺加硅藻土能够降低孔隙碱度,但效果有限。通过复掺ZS-2型外加剂7 d即能将孔隙p H降至10,由植生试验看,效果良好。
参考文献
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