活性炭從低濃度廢水中去除COD

　　低濃度廢水是什么，首先我們先來(lái)了解下廢水中的COD濃度，COD值低于30mg/L可以用于綠植灌溉和工業(yè)用途，低于12mg/L的食用作物灌溉提升了使用范圍。一般COD低于300mg/L的叫低濃度廢水，也是需要處理后才能使用的。本期介紹活性炭物理吸收法來(lái)進(jìn)行水回用。活性炭具有多孔結(jié)構(gòu)，高表面積。用于水處理的活性炭的平均直徑通常為1.2–1.6mm。活性炭的孔徑顯著影響微生物細(xì)胞的附著，觀察到2-50nm孔徑的生物量最高。對(duì)于生物量，流量、活性炭層高度、空床接觸時(shí)間和氣水比直接影響出水水質(zhì)。吸附技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)、有效和直接的廢水處理方法，而活性炭是最常用的吸附劑之一。它具有合適的孔徑分布、大的比表面積和高的表面反應(yīng)性。

　　廢水和實(shí)驗(yàn)程序

　　本研究中使用的低濃度廢水是一些市政污水處理廠收集的流出物。廢水根據(jù)COD、BOD、氮、懸浮固體和pH值的水和廢水標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行表征。使用分光光度計(jì)測(cè)量COD濃度，并使用消化器進(jìn)行COD分析和光度計(jì)。為了測(cè)量氣流，使用了氣泵和流量控制器。收集廢水樣品后，將它們保持在低于4℃的溫度和低于2的pH值以供進(jìn)一步分析。為了進(jìn)行反應(yīng)，將5個(gè)1L錐形燒瓶連接到氣泵。在每個(gè)錐形瓶中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)添加指定量的活性炭。每分鐘向每個(gè)燒瓶中引入1L空氣，以確保有效混合并提供足夠的氧氣以去除COD。曝氣2小時(shí)后，停止所有樣品以沉淀其懸浮固體。在本實(shí)驗(yàn)中，上清液被取樣，COD被洗脫。曝氣2小時(shí)后，每2小時(shí)重復(fù)一次試驗(yàn)，直至12小時(shí)。對(duì)最終處理的樣品測(cè)量COD。

　　活性炭對(duì)COD的去除效果

　　基于回歸方程可以說(shuō)明變量之間的關(guān)系。相關(guān)的3D曲面圖以自變量和不同峰值和曲線之間的不同關(guān)系進(jìn)行，表示響應(yīng)。選擇了最佳的COD效率去除結(jié)果圖1，根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)程序發(fā)現(xiàn)通過(guò)增加活性炭濃度，在實(shí)驗(yàn)的前2小時(shí)，COD水平急劇下降(約50%)。根據(jù)RSM分析，活性炭濃度是整個(gè)工藝中COD去除的重要因素。此外，通過(guò)增加因子(活性炭)的數(shù)量，COD的去除量增加，這可能與微生物數(shù)量的增加和活性炭在廢水回用中較大的多孔表面積有關(guān)，導(dǎo)致通過(guò)孔隙填充吸附污染物。由于活性炭在處理的第一個(gè)小時(shí)內(nèi)具有很高的效率，由于污染物的吸收位點(diǎn)飽和，其對(duì)有機(jī)物去除的影響隨著時(shí)間的推移而減弱。

　　圖1：用于活性炭工藝的有效實(shí)驗(yàn)變化與COD去除的3D圖和標(biāo)準(zhǔn)誤差。

　　等高線圖

　　圖2顯示不同活性炭濃度對(duì)COD去除的影響。例如，等值線圖中顯示的活性炭之間的關(guān)系表明，當(dāng)活性炭的濃度達(dá)到0.05g/L時(shí)，廢水中CID含量急劇降低。

　　圖2：活性炭低濃度廢水處理過(guò)程的合適疊加轉(zhuǎn)換等值線圖。

　　活性炭從低濃度廢水中去除COD，首先，城市廢水中的低濃度廢水通過(guò)活性炭處理，處理過(guò)程導(dǎo)致COD最大減少91%。對(duì)于有機(jī)物含量低的廢水的處理，本研究測(cè)試了三個(gè)參數(shù)對(duì)COD去除的影響。結(jié)果表明，活性炭高級(jí)廢水的貢獻(xiàn)最大。最后，這項(xiàng)研究證實(shí)，市政污水處理廠處理后的污水可用于非飲用水用途，例如沖廁、灌​​溉、工業(yè)和城市用途。因此，所研究的工藝被推薦為先進(jìn)的廢水處理和廢水回用的強(qiáng)大技術(shù)。

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