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水 污 染 治 理 活性炭脱色工艺的改进 ＊ 张孟存 邢台职业技术学院资源与环境工程系, 河北 邢台 054035 摘要 针对活性炭脱色传统工艺中存在的问题, 进行原因分析, 研制出一种文丘里管加料器, 从根本上解决了活性炭 加入过程的污染、爆沸和融合速度问题。 缩短了脱色时间 , 提高了生产效率。 关键词 活性炭 脱色 文丘里管 加料器 ＊邢台市康泰化工股份有限公司资助项目 054000 。 0 引言 活性炭是有极丰富孔隙构造和大的内比表面积 的材料。由于其大的比表面积 500～ 1 000 m 2 g 、 微 孔结构 、 强吸附能力和很高的表面活性 , 且价廉易得 而成为独特的多功能吸附剂。活性炭分为粒状活性 炭和粉末活性炭 ,粉状活性炭内比表面积较粒状活性 炭大得多, 具有更好的脱色效果, 因而被广泛应用于 各种脱色工艺 [ 1] 。但由于粉末活性炭容易产生粉尘 飞扬 ,因此也存在二次污染的弊病 。本文采用新研制 的一种文丘里管加料器, 从根本上解决了活性炭加入 过程的污染、 爆沸和融合速度问题 。 1 传统脱色工艺中存在的问题 为探讨活性炭脱色工艺中存在的问题,本文对邢 台市某化工股份有限公司肌醇生产过程中的水解液 脱色工艺进行研究。肌醇的生产工艺过程主要是 菲 汀经过加压水解后, 中和去除部分杂质 ,经脱色,再经 离子交换树脂进一步去除部分杂质, 浓缩结晶而 得 [ 2] 。在中和去杂后 ,得到的水解液为深褐色液体, 要在后续工艺中生产出合格的白色肌醇产品 ,必须对 水解液进行脱色。传统工艺中脱色工艺是由操作工 人直接往水解液中加入脱色剂粉末活性炭, 搅拌, 然 后升温到 95 ～ 100 ℃, 0. 5 h后过滤 [ 3] 。采用此种方 式,基本可以达到水解液脱色的目的, 但其中存在以 下问题 1 工人直接往水解液中加入粉末活性炭 ,会造 成大量活性炭粉尘飞扬, 致使工作现场环境极其恶 劣,污染十分严重。 2 当水解釜内温度升至 95 ～ 100 ℃时, 常常会 出现爆沸现象, 致使高温水解液四溢飞溅 ,造成人员 伤害 ,因此该过程会存在一定的安全隐患。 3 活性炭在和液体接触过程中, 常常会大量漂 浮在液体表面, 即使是充分搅拌也不能很快使它和水 解液进行充分融合 ,以达到尽快脱色的目的 ,过程中 通常需要浪费大量的搅拌时间 ,因而延长了产品生产 周期 ,造成资源浪费 。 2 脱色工艺中的问题探讨 2. 1 粉尘污染 肌醇生产工艺中选择粉末活性炭作为脱色剂 ,生 产中工人直接加入活性炭时, 活性炭粉尘造成的污染 极其严重。通过分析认为 ,活性炭污染的主要原因是 因为粉末活性炭过细, 采用直接开放式加入 ,就很容 易造成粉尘污染。要解决这个问题就必须解决活性 炭粉末直接扬尘的问题, 也就是要解决直接开放式加 入的问题 [ 4] 。 2. 2 爆沸现象 水解液爆沸是因为粉末活性炭比表面积过大 、 密 度小, 活性炭分子之间吸附力比较大, 容易形成活性 炭“团聚” 现象 , 以活性炭团的形式漂浮在液体表 面 [ 5] ,在液体表面形成了整个覆盖层。当液体温度升 至接近沸腾温度时, 液体蒸发出的大量水蒸气无法通 过液体表面的活性炭覆盖层而得到及时释放 ,因而在 蒸汽层和活性炭覆盖层之间形成了一定的压力,当蒸 汽压力达到一定程度时会冲破覆盖层,以爆沸的形式 进行释放。要解决爆沸问题, 就必须想法消除活性炭 覆盖层,解决活性炭的表面漂浮问题 。 2. 3 融合速度 活性炭和水解液接触过程中 ,充分搅拌, 二者也 不能很快充分融合, 产生这一现象的原因仍和活性炭 比表面积过大有关。活性炭比表面积过大,造成了活 性炭分子不能尽快地分散到水解液中,活性炭层长时 间停留在液体表面而不能与液体充分融合 [ 6] , 从而影 71 环 境 工 程 2008年 8 月第26 卷第4 期 响了脱色的速度 。要解决这一问题 ,就要提高活性炭 分子在水解液中的分散速度, 以达到尽快脱色的 目的 。 3 解决脱色过程中存在的问题 针对以上问题, 本文研制出一种文丘里管加料 器,从根本上解决了活性炭加入过程的污染 、 爆沸和 融合速度问题。 文丘里管加料器是根据文丘里管的原理制成的。 文丘里管加料器直接设置在水解液面下 ,水解釜中高 速搅拌旋转的水解液通过文丘里管产生一定负压 ,负 压口与外面的活性炭加料槽相接, 活性炭由于负压的 作用被吸入水解液中 ,同时与高速流动的水解液在文 丘里管喉颈处充分混合接触, 达到充分融合的目的 。 文丘里管加料器构造如图 1 所示 。 图 1 文丘里管加料器 文丘里管加料器在使用过程中 ,解决了脱色过程 中的爆沸现象, 使活性炭与水解液得到了充分混合, 也解决了活性炭扬尘污染问题, 收到了良好的效果。 为此推广到所有粉末状物料的加料中, 从对人体危害 大的物料使用中 剧毒 、易飞扬 , 发现由于文丘里管 加料器中的加料槽是敞开的, 虽然下面有负压抽吸, 敞开的加料槽还是有小部分飞扬, 这对于剧毒的物料 是不允许的 。通过把加料槽加盖 , 进行试验 ,物料扬 尘解决了 ,但物料的加料速度不顺畅。这是因为加盖 后,随着加料槽物料的流动加料 ,在加料槽的上面形 成了负压, 造成了物料流动不畅, 要解决此问题必须 在加料槽的上面补气, 破坏负压, 为此在加料槽的上 方增设放空口, 经过一段时间运行后, 还是偶尔会从 放空口飘逸出物料粉末 剧毒 ,经分析是由于进入文 丘里加料器中的流体的流速是有波动的 ,从而造成负 压的起伏, 导致了放空口偶有粉尘外溢的现象, 经过 技术攻关, 把放空口通向釜内, 既解决了压力平衡问 题,又解决了粉末外溢的难题 。 4 结论 文丘里管加料器投入使用后,由于采取了液面下 加入的办法 ,从根本上解决了活性炭加料过程中的粉 尘污染问题 ,同时也使脱色过程中的爆沸现象得到了 彻底消除, 并提高了活性炭在水解液中的融合速度。 在生产中应用这种脱色新工艺 , 缩短了脱色时间, 保 证了安全生产, 创造了可观的经济效益和环境效益。 文丘里管加料器适合于所有粉末状物料的加料工艺。 参考文献 [ 1] 唐强, 曹子栋, 王盛. 活性炭吸附法脱硫实验研究和工业性应 用. 现代化工, 2003 3 78 -80 [ 2] 周东辰. 菲汀催化水解合成肌醇新工艺中试. 科学技术成果研 究公报, 1999 -02-04 [ 3] 贾陆. 提高肌醇收率的工艺研究. 河南医科大学学报, 1998 3 150 -152 [ 4] 孟祥考, 邢焕青. 肌醇生产水解液脱色工艺研究. 河北化工, 2006,29 6 37 [ 5] 王文岭, 陈秀兰, 冉延红, 等. 活性炭对桃胶水解液的脱色研 究, 食品科技, 2006 10 62 -65 [ 6] 张庆武, 张薇. 活性炭纤维用于液体物料脱色的研究及应用. 过滤与分离, 2006 2 97 -101 作者通信处 张孟存 054035 河北省邢台市 邢台职业技术学院 资源与环境工程系 E -mail zhangmengcun163. com 2007- 10-29 收稿 全国城市节约用水宣传周 5 月启动 少用水就是少排污 为进一步做好城市节约用水工作, 住房和城乡建设部组织开展的 2008 年“ 全国城市节约用水宣传周”活动将于 5月启动。 本届宣传周的主题是“加大节水减排力度 , 迎接绿色奥运” 。 住房和城乡建设部要求, 各地要以节水宣传周为契机, 将城市节约用水作为节能减排工作的重要组成部分, 通过多种措施加 强对城市节水工作的指导、监督和管理, 以节水促减污, 以限排促节水, 提高全社会的节约用水意识。 各地要明确城市节水的目 标、任务和重点, 把城市节约用水作为节约资源的长期工作来抓, 促进经济社会可持续发展。 特别是缺水城市以及南水北调工程 受水城市, 在“ 十一五”期间要努力建设节水型城市。 各地要积极组织开展节水技术、节水器具和节水产品的推广和应用工作, 做 好城乡供水、节水、污水处理及再生利用的统筹规划和协调实施。 沿海和缺水地区要因地制宜地推进海水、雨水等非常规水源的 利用。摘自“ 中国环境报” 72 环 境 工 程 2008年 8 月第26 卷第4 期 Abstract Combining with the existing smelting conditions, it was carried out that checks on relevant parameters of the primary dedusting systems for the converters of Panzhihua Iron and Steel Group Company; it was also analyzed the existing problems of the systems according to the parameters of the original design.The measures for improving the dedusting systems were proposed and implemented, after which the dedusting systems could meet the demands on treating pollution. Keywords converter dedust flue gas venturi tube throat THE CHARACTERISTICS AND MEASUREMENT OF NOISE FROM PIPELINE OF PIPE GALLE - RY OXYGEN AREAS IN LARGE IRON AND STEEL PLANTS Yu Wuzhou Zeng Huaxiu Li Minna et al 68 Abstract Portable sound insulation noise -abatement tube is presented to make efficient pipe noise measurement and identification of pipelines of pipe gallery in oxygen area for a large iron steel plant, and the characteristics of pipe noise are analyzed. The results show that this is effective and reliable. What s more, pipe noise changes along pipe length due to the effect of valves and bendings, and different pipes emit noise with different levels and spectral characteristics.It is suggested in this paper that proper pipe lagging structures should be applied to pipe gallery with different pipelines according to their noise contributions. Keywords noise measurement pipe noise IMPROVEMENT ON DECOLORIZATION PROCESS OF ACTIVATED CHAR Zhang Mengcun 71 Abstract According to the problems of the traditional decolorization process of activated char, their causes were analyzed and a feeder of venturi tube was developed, which fundamentally solved the pollution of adding activated charcoal, the bump and the fusion speed. The decoloriza - tion time was decreased and the production efficiency was also raised. Keywords activated charcoal decolorization venturi tube feeder PILOT -SCALE TEST ON NITROTOLUENE WASTEWATER TREATMENT WITH MICRO-ELEC - TROLYSIS AND I-BAFYe Zhengfang Wang Zhongyou Mou Jinghai et al 73 Abstract Pilot scale test was made on the treatment of nitrotoluene wastewater by using micro -electrolysis and immobilizedmicroorganism- biological aerated filter I -BAFprocess. The resultsindicate that the process has high efficiency and low cost 0. 23 Yuan t wastewaterandit al - so has characteristics of steady running and powerful resistance to impact load. When total hydraulic retention time is 28 h, the removal rates of ni- trotoluene MNT, DNT and TNT, aniline and COD are 99, 85. 1 and 72. 8, respectively. Keywords immobilizedmicroorganisms biological aerated filter micro -electrolysis nitrotoluene wastewater CHARACTERISTICSTUDYONNEWBIOREACTORSHORT-RANGENITRIFICATION - DENITRIFICATIONSong Yinghao Yang Shasha Zhao Zongsheng et al 76 Abstract Some studies on nitrite accumulation in nitrification process by using air lift reactorwere pered. Treatment effect of combined processof nitrification-denitrification was also studied by combining air lift reactor with upflow sludge bed after it had been operating for six months. The results show that when concentration of influent ammonia was more than 98 mg L andfree ammonia reached 1. 07 mg L, concentra - tion of effluent nitrite started to rise and over 50of nitritation rate NO - 2-N NO - X-N could be achieved. Whenammonia sludge loading was close to 0. 53 kg kgd, ammonia removal rate was quite high and nitritation rate wasmaximum. But when sludge loading reached0. 85 kg kgd, ammonia removal rate fell. There was obvious particulate sludge in upflow sludge bed reactor. Treatment effect of ultimate effluent turned good ob - viously when carbon source was enough. Keywords air lift reactor short-range nitrification-denitrification upflow sludge bed reactor particulate sludge TREATMENT PROCESS OF OILY WASTEWATER DURING ROLLING PROCESS Wang Jiang Li Zhengyao Han Jingtao 79 Abstract The process of demulsification-floeculation-activated carbon adsorption is used in the treatment of the oily wastewater from a roll - ing mill. During the treatment, W25 is used as demulsifier and PAC as floeculant, then the water is filtered by activated carbon, whose effluent can reach the second -order emission standard. Keywords demulsifier wastewater treatment physicochemical s INNOVATION OF TREATMENT PROCESS OF WASTEWATER CONTAINING FLUORINE Zou Donglei Yang Zhongping Yuan Wenshuang et al 81 Abstract A complete set of wastewater treatment process is proposed according to the fact that there is a lower pH and a higher F-in the wastewater from the process of washing sand by hydrofluoric acid. The treatment process features simple operation and stable running, therefore, the efflunet still can meet the emission standard when the fluorine content of the influent is 1 560 mg L, and the removal rate of F is over 99. Keywords chemical precipitation wastewater containing fluoride technological innovation 5 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 26, No. 4,August, 2008