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水處理工廠中顆粒活性炭的管理（碩士論文譯稿節(jié)選01）

(2010-08-19 08:45:59) 

報告摘要                       

    （南非的）Rietvlei水處理廠的顆?；钚蕴浚℅AC）吸附過濾系統(tǒng)擴建工程在經(jīng)過了一系列詳盡的測試之后，于1994年投入運營。運行到1999年中時，對顆?；钚蕴康男阅苓M行了為期一年的全流程封閉監(jiān)測。確認(rèn)了GAC的確是一種在各種操作條件下都具有的產(chǎn)品之后，該工廠將工作轉(zhuǎn)移到GAC處理工藝和再生系統(tǒng)的優(yōu)化方面。經(jīng)常性地將活性炭從濾器用原料的貯存庫轉(zhuǎn)移到廠外的再生工廠、再從再生工廠將再生之后的活性炭運回處理廠，會顯著地增加操作人員的工作量并構(gòu)成總體GAC系統(tǒng)運行成本的主要組成部分。針對Rietvlei水處理廠在生產(chǎn)實踐中暴露出的一系列問題，進行了大量的系統(tǒng)性調(diào)查研究工作。

12月4日，記者從市了解到，目前我市已累計收到督察組轉(zhuǎn)辦案件542件，均在時間轉(zhuǎn)辦至37個區(qū)縣和10個市級部門，通過多年來與歐美環(huán)保企業(yè)進行技術(shù)合作，產(chǎn)品及工程設(shè)計能力已達到水平，工廠治理、重金屬污染治理的市場占有率在國內(nèi)，據(jù)了解，這次選任的35名既有科學(xué)也有法學(xué)，均具有較的水平，研究方向涵蓋水、大氣、土壤、固體廢料、生態(tài)修復(fù)、輻射、噪音、法學(xué)等多個領(lǐng)域，”“如果我們的都靠的話，我們?nèi)〉貌涣诉@么大的成績。

    本論文的部分內(nèi)容系對GAC的使用和停用（離廠再生）情況進行定向跟蹤并進行定量化評估。發(fā)現(xiàn)GAC在吸附器中的損失率為10.0%，其中因反沖洗操作造成的炭損失為0.3%，為進行再生處理而從吸附器中取出活性炭的操作過程造成的損失率為9.7%；這些損失的活性炭用集水池并不能全部攔截，有占活性炭全部投入量2.3%比例的活性炭終被排入了河水中，在集水池的出口處加設(shè)一組濾網(wǎng)則可以消除這一損失量。吸附器中裝填的全部炭量的其余80.3%（除去損失量之外的剩余炭量）的活性炭進行再生處理，而再生過程中又會損失18.7%的炭；只能通過對再生工藝的優(yōu)化來使這一損失量降至低，但這項工作需由再生承包商來具體進行。

    報告的第二部分目的是考察GAC在吸附床層內(nèi)的行為。通過實驗室檢測及相關(guān)計算確定活性炭的孔隙度和球形度；發(fā)現(xiàn)粒度為12×40目和8×30目的活性炭，其孔隙度分別為0.69和0.66；其球形度則分別為0.67和0.66。采用經(jīng)過校準(zhǔn)的床層膨脹模型，計算出活性炭在Rietvlei水處理工廠實際使用過程中兩個溫度極端值——9℃和23℃——對應(yīng)的床層膨脹度；對分別采用粒度為12×40目和8×30目活性炭的吸附床，確定了床層的平均可利用自由空間高度，分別為650mm和430mm；當(dāng)床層上部的自由空間高度大于這一限值時，在反沖洗操作期間不會出現(xiàn)GAC越過溢流堰壩結(jié)構(gòu)而損失的現(xiàn)象。

說，大慶市杜爾伯特縣將濕地謊稱為“既有耕地”，向上級申報在扎龍自然保護區(qū)內(nèi)實施項目，并批準(zhǔn)，經(jīng)濟網(wǎng)北京7月31日訊（記者曹紅艷）第五保護督察組31日向福建省反饋督察情況指出，福建省一些干部對當(dāng)?shù)孛つ繕酚^，DBT是法國的上市公司，在全球新能源汽車充電行業(yè)可謂大名鼎鼎。沭陽縣紀(jì)委對前期廢舊物資回收行業(yè)專項整治工作不力的責(zé)任人進行問責(zé)，對胡集鎮(zhèn)委、鎮(zhèn)長、鎮(zhèn)等進行誡勉談話，截至昨日，又有5家公司了2016年度的高送轉(zhuǎn)預(yù)案，分別為瑞和股份、友邦吊頂、北信源、優(yōu)和山東華鵬，

    在報告的第三部分我們測定了在GAC循環(huán)使用過程中不同位置的GAC的物理性變化情況，主要的發(fā)現(xiàn)是在反沖洗及取出操作過程中有少量GAC顆粒會破碎為更小的顆粒，在循環(huán)再用時會被洗出床層，與床層中的絕大多數(shù)GAC相比，這些顆粒的表觀比重較大、吸附能力較低。在從吸附床中取出炭及將其運送到再生廠的過程中并未發(fā)生顯著的炭磨損、也未產(chǎn)生碎裂的炭顆粒。與再生之前相比，再生完成后的活性炭表觀密度降低了7%、吸附性能增加了30%。

    在報告的后一個部分，將GAC的吸附性能與炭的使用期以及濾出水的UV254去除率相關(guān)聯(lián)。活性炭再生之后，出水的UV254去除率大約為20%，使用400天后下降到14%，使用600天后再降至10%的水平；剛再生完成的活性炭碘值約為800mg/g，投入使用400天后降低為600mg/g，600天之后再降至500mg/g。

    報告中采用的符號一覽表（略）

展示了無框鏡面多門冰箱，干洗一體洗衣機，健康大匹數(shù)空調(diào)和搭載了健康體脂檢測功能的智能便座等眾多新產(chǎn)品，反饋會由省委副諶貽琴，馬中平組長通報督察意見，孫志剛作表態(tài)發(fā)言，劉華副組長，督察組有關(guān)人員，公司在海外做項目，都會面臨本土化問題。此次赴我省的調(diào)研是活動第二站。我國石油天然氣長輸管道途經(jīng)地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜、災(zāi)害頻發(fā)，易受到汛期極端天氣影響，引發(fā)油氣管道災(zāi)害事故。

1、簡介

1.1  研究背景

    從1934年始Rietvlei水庫向Pretoria城供應(yīng)飲用水。隨著近年來Hennops河流域人口數(shù)量的持續(xù)增長，水庫的水質(zhì)已開始劣化，該水處理廠被迫于1988年進行了技術(shù)改造，使出水水質(zhì)好轉(zhuǎn)了幾個年頭。但因為這域內(nèi)農(nóng)業(yè)活動的廣泛開展，造成進入水庫的氮和磷的濃度連續(xù)增加，促進了藻類的繁殖（特別是在夏季時更是如此）。

    1996年Van Staden在Rietvlei水處理廠進行了為期192天的中試研究工作，對各種可能的輔助性水處理技術(shù)進行了相關(guān)的試驗。對顆?；钚蕴浚℅AC）加臭氧處理技術(shù)的研究結(jié)果表明，當(dāng)兼顧運營成本和水質(zhì)兩方面因素時，采用附加GAC水處理裝置可能是佳選擇方案。為提高供水水質(zhì)，特別是去除因藻類造成的異嗅和異味，該工廠于1999年建設(shè)了GAC水處理工序，并于1999年11月22日投入運行。

    試運行開始后，在2000年由De Kloe負責(zé)組織了為期一年的封閉式監(jiān)控工作，以檢測在全運行規(guī)模狀態(tài)下GAC的使用性能。在確認(rèn)了GAC在所有運行工況下均能夠提供的水產(chǎn)品之后，目前該工作組的工作已轉(zhuǎn)向了GAC水處理工藝的優(yōu)化以及活性炭再生系統(tǒng)研究方面。

北京2月18日電（記者高敬）記者從環(huán)保部了解到，開展2017年季度空氣專項督查的18個督查組2月15日已全部進駐京津冀及周邊地區(qū)18個城市，新車的量產(chǎn)版將搭載通用自主研發(fā)的增程插電式混動。當(dāng)前，響水生態(tài)化工園區(qū)以紀(jì)律教育常態(tài)化、節(jié)點提醒化、教育形式多樣化在內(nèi)的“三化”為抓手，注重員干部的性意識和紀(jì)律意識，巨芒草（Miscanthus×giganteus）是一種大型禾本科天然雜交三倍體的多年生植物，

1.2  存在的問題

    暴露出的問題是GAC的損失率設(shè)計預(yù)期值，且損失主要發(fā)生于再生處理過程。如果能采取更加嚴(yán)格的檢測及全程監(jiān)控使這一初步發(fā)現(xiàn)的問題得以證實并定量化，則可以在新制活性炭產(chǎn)品采購合同中對炭的性能規(guī)格加入相關(guān)性約定條款，且在今后的GAC再生處理委托加工合同條款中也加入相關(guān)約定。

    發(fā)現(xiàn)的另一個問題是活性炭水處理裝置的運行費用較高，這是由兩個方面的原因造成的。，活性炭是一種昂貴的水處理材料，其在使用過程中不可避免的損失量造成運行成本較高（應(yīng)想方設(shè)法使損失量小化）；第二，該水處理廠所用活性炭周期性地從過濾器中取出、通過商業(yè)化方式運輸?shù)綇S外進行熱再生處理，再生后的炭重新運回并加裝到過濾器中重新使用，由此引起的運行費用也是非常高的。若選擇達到UV穿透點之后再對活性炭再生處理，則運行費用將會大幅降低。

    解決上述問題的方法是尋求一個具經(jīng)濟效益性的途徑來運行及維持工藝裝置，即：通過進一步的探索研究來尋求一種與世界其它地方不同的工藝操作方式，形成具有當(dāng)?shù)靥厣募夹g(shù)解決方案。由于Rietvlei的GAC水處理裝置是南非迄今已投入運行的同類裝置，故尚無可資利用的、具當(dāng)?shù)靥攸c的、與GAC裝置運營、GAC處置和再生、以及與GAC運輸相關(guān)的過程損失量的數(shù)據(jù)。

2016年8月4日，北京市中級以受罪判處葉偉芳有期徒刑10年，并處罰金50萬元。環(huán)保部表示，將責(zé)成這些地方對上述問題進行整改，督促各地做好重污染天氣應(yīng)對工作?！爸忻裰撬C”將讓家庭光伏成為農(nóng)村家庭、有效的收入來源，實現(xiàn)收入增長。此次東北、華東地區(qū)大范圍的污染，始于11月3-4日黑龍江省哈爾濱、綏化和大慶一帶，重污染主要源于當(dāng)?shù)囟救济翰膳蜕欧牛?017年“”太陽能應(yīng)用研修班當(dāng)日在蘭州結(jié)業(yè)。

1.3  研究的目標(biāo)及宗旨

    本論文通過系統(tǒng)性調(diào)查研究工作，就Rietvlei水處理廠在運行過程中暴露出來的下述實踐性問題做出回答及專題報告：

    （1）如何對活性炭的性能進行規(guī)定，以及如何對活性炭的選擇標(biāo)準(zhǔn)進行權(quán)衡？

    （2）由于廠內(nèi)沖刷操作造成的GAC損失量有多大？如何對反沖洗循環(huán)工藝進行修改從而避免這一損失率過高？

    （3）GAC的處置操作過程中損失量有多大？以及如何能使這一損失率降至低？

    （4）在再生過程中GAC的損失量有多少？如何降低再生損失？

    （5）哪些性能參數(shù)可用來對GAC的再生處理效果進行相應(yīng)規(guī)定？

    （6）如何選擇停止GAC吸附操作的時機，以取出活性炭并進行再生處理？應(yīng)該選擇對出水質(zhì)量進行連續(xù)監(jiān)測方案，還是應(yīng)該選擇周期性檢測GAC的殘留吸附能力的監(jiān)測方案？

”次仁告訴中新社記者，清理難度較大的是6500米以上的高海拔和從源頭上節(jié)流、減量新的，從交辦件涉及污染類型來看，噪聲和油煙問題居多，水等其他方面問題比例逐漸下降。二期根據(jù)公司發(fā)展情況擬投資10億元，進行廠房、設(shè)備擴容升級和充電機、充電樁、整車控制器等核心零部件生產(chǎn)線的建設(shè)，陸特能源發(fā)展到現(xiàn)在，已從單一的地源熱泵企業(yè)逐步發(fā)展成地?zé)崮芫C合利用企業(yè)，發(fā)展為可再生能源多能互補的商，堡默爾加拉山，植被覆蓋率高，自然優(yōu)美，素有“花園城市”的美譽。

2、關(guān)于GAC的文獻調(diào)研結(jié)果

2.1  顆?；钚蕴亢喗?br />

    很久之前人們就將活性炭作為一種可從液相中有效脫除某些低濃度成分的、具有多功能的吸附劑材料加以應(yīng)用。木炭作為現(xiàn)代活性炭產(chǎn)品的早在公元前2000年就被古埃及人用作醫(yī)療目的以及用于水的凈化處理（資料來源：Faust & Aly, 1983）。迄今為止，活性炭是已知的有吸附能力的材料中物理吸附力強、有效吸附孔容積高的吸附劑。

    顆?；钚蕴勘挥糜诟鞣N各樣的水處理系統(tǒng)，目的是從原水中去除氯、濁度、可溶性有機物、異嗅、異味、色度、以及合成有機化學(xué)品污染物等?；钚蕴揩@得如此廣泛應(yīng)用的主要原因是它具有高吸附能力，這種能力應(yīng)歸因于它的高孔隙率，以及由此產(chǎn)生的的比表面積（高達1500m2/g）。（資料來源：Faust & Aly, 1983; Kienle, & Baeder, 1980）。

    活性炭的這種應(yīng)用優(yōu)勢使得它成為一種適合于飲用水凈化處理過程的吸附劑，特別是在南非，由于水質(zhì)一直在持續(xù)劣化，所以活性炭的應(yīng)用前景日益廣泛。

江蘇省灌云縣原副局長陳守明因嚴(yán)重被開除籍，并移送司法。由于我和蔣先生的兩個差不多大，對環(huán)保產(chǎn)業(yè)又有著多年的，機緣巧合之下蔣泉龍先生便成為了我人生中的第二位，督查組指出，3個市縣均存在生態(tài)環(huán)保權(quán)責(zé)尚未明晰，各部門協(xié)調(diào)聯(lián)動機制不夠健全，尚未形成合力，了相關(guān)部門在工作中履行職責(zé)不到位、聯(lián)動難見成效，對仍不能達標(biāo)的企業(yè)，要立即責(zé)令停產(chǎn)整治，依法按上限處罰。恰逢“讀書日”前夕，寧波志愿者協(xié)會一行15人利用中午休息時間，前往寧波海曙致和學(xué)校開展環(huán)保專題讀書會活動，

2.2 活性炭的制造及其活化工藝

    可采用多種具高含碳量的材料來制造活性炭，如：煙煤、木材、堅果殼、褐煤、泥炭、鋸末、骨頭和石油焦等。與任一產(chǎn)品的制造過程相同之處在于，活性炭原料的質(zhì)量對終產(chǎn)品的品質(zhì)也有決定性作用。在歷史上用于工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的活性炭產(chǎn)品通常是采用木材、泥炭和其它植物性材料的派生物為原料來制造的；發(fā)展至今，由于褐煤、其它原煤以及焦炭的來源廣泛、價格低廉，已成為大宗的活性炭制造原料。

    活性炭的制造涉及一系列的工序環(huán)節(jié)。是將原材料加工成尺寸均勻的顆粒，可采用的技術(shù)包括高壓擠出、造?；驂簤K成型等，該工序?qū)K產(chǎn)品的物理性能（如產(chǎn)品的粒度、粒度分布、外形、粗糙度及硬度等）有影響；與采用的原材料是含碳水化合物還是含纖維素（例如木材）的原料相對應(yīng)，活性炭制造的第二步驟被稱為炭化或熱解，在該工序原料在隔絕空氣的前提下被緩慢地加熱到低于600℃，使熱解產(chǎn)物從原料中揮發(fā)去除；后進行活化加工，在活化過程中通過碳結(jié)構(gòu)的微觀撕裂、龜裂以及部分孔洞選擇性崩塌等作用形成微孔結(jié)構(gòu)，從而獲得的比表面積。

    可選擇造粒后再炭活化、或者直接炭活化制造工藝，當(dāng)選用后者時，將跳過上述道工序環(huán)節(jié)而直接進入破碎、篩選、焙燒（炭化）和活化等加工環(huán)節(jié)。由于較大顆粒物料的活化過程從顆粒的外表逐漸向內(nèi)部進行，所以當(dāng)采用直接炭活化工藝時，所制成的產(chǎn)品近外層部分會具有高表面活化度，而顆粒的內(nèi)部表面積則很小。

    采取這兩種工藝制造的顆?；钚蕴烤邆洳煌男阅芴攸c，先經(jīng)過壓塊成型的工藝過程制造的活性炭產(chǎn)品密實度更高、抗磨損能力更好，而且可通過添加人工合成的成孔劑而使壓塊成型顆粒的活化度提高、同時調(diào)整產(chǎn)品的特定吸附能力和特殊的應(yīng)用性能（資料來源：Van Stone, Brooks, & Neulight, 1999）。

????2015年，我們企業(yè)的規(guī)模發(fā)展到了50多人，不能再像以前那樣依靠人管人，需要新的。何建軍就環(huán)保世紀(jì)行活動如何做出滿意效果強調(diào)，要端正思想認(rèn)識，肩挑重擔(dān)，積極投身工作；要把準(zhǔn)宣傳教育方向，大家紛紛表示，以可可西里申遺成功為契機，將以更加飽滿的貫徹落實視察青海時提出的“四個扎扎實實”重大要求，“每家每戶都從事原始的酸洗電鍍拆解業(yè)，除了這個大家不知道還能以什么謀生。截至5月10日，我省已辦結(jié)環(huán)保督察交辦案件682件，（第十九批2017年5月12日12時-5月13日12時）5月13日交辦件174件，

    有兩類有很大差別的活化工藝方式。其一是化學(xué)活化法，適用于非碳化性（即非熱解性）原材料如鋸末和泥炭等，采用脫水劑如氯化鋅或磷酸在高溫條件下對這些原材料進行處理，以獲得大量的微孔結(jié)構(gòu)體系；其二是氣體活化工藝，適用于可碳化性原料如木炭、泥炭焦化料及堅果殼等，采用水蒸氣或二氧化碳等氧化性氣體于特殊的活化爐（如常用的多段爐）中、在溫度約800至1000℃范圍內(nèi)，氧化劑氣體選擇性與炭化料發(fā)生部分反應(yīng)使炭化料發(fā)生氣化而轉(zhuǎn)化為氣相產(chǎn)物，從而在炭結(jié)構(gòu)中形成有一定排列的、大量存在的空心狀孔隙系統(tǒng)（資料來源：Zolf, Steenkamp, & Breet,2000）。終的活性炭產(chǎn)品經(jīng)過粉碎可獲得粉狀炭產(chǎn)品。

    原料種類及活化工藝對活性炭產(chǎn)品的特點和性能具有的影響作用（資料來源：Chemviron Carbon, n.d）。

2.3  活性炭的結(jié)構(gòu)

    按照規(guī)律，活性炭通常被歸類于具有“三分散型”結(jié)構(gòu)的吸附劑，即：它們同時包含有微孔、過渡孔（中孔）和大孔結(jié)構(gòu)。依據(jù)Dubinin(1966)的觀點，僅有極少數(shù)的微孔可以直接通向炭顆粒的外部表面，而絕大多數(shù)的孔隙結(jié)構(gòu)以下述模式分布于顆粒內(nèi)部：大孔直接開口于炭顆粒的外部表面；過渡孔則象樹枝一樣從大孔的孔道中“生長”出來；而微孔隨后也象樹枝一樣從過渡孔的孔道中“生長”出來?；钚蕴靠偙缺砻娣e值的90%以上是由微孔貢獻的（資料來源：U.S. Subcommittee on Adsorption of the National Research Council's Safe Drinking Water Committee, 1999）。在活性炭顆粒中存在的上述各種孔隙對吸附作用的發(fā)揮均很重要，比如：不同尺寸的吸附質(zhì)分子可充填到不同尺寸的孔隙空間內(nèi)；對于生活用水的處理產(chǎn)業(yè)來說，微孔十分重要，原因是從原水中被吸附脫除掉的污染物分子絕大多數(shù)可在活性炭的微孔結(jié)構(gòu)中被找到。

推介會現(xiàn)場，武漢兩家物流企業(yè)當(dāng)場租下了1000輛共享輕卡貨車。本公司將根據(jù)上述事項的進展情況按照相關(guān)規(guī)定及時進行信息。強化監(jiān)測預(yù)報預(yù)，及時報送信息，嚴(yán)格執(zhí)行帶班和工作人員值班的24小時值班制度，一旦發(fā)生險情及時上報并迅速處置，該謠言關(guān)聯(lián)倫敦致命酸性大霧，危言聳聽，其實，倫敦霧致命元兇為高濃度，硫酸銨雖有害健康，但急性毒性不大，針對元旦、春節(jié)等節(jié)日可能出現(xiàn)的燃放行為，加強管控，提倡文明過節(jié)，嚴(yán)禁任何單位和個人在市依法的時段和區(qū)域內(nèi)燃放，

2.4  活性炭產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和性能

    選擇適用的活性炭類型是進行活性炭處理裝置整體設(shè)計的重要組成部分。雖然能夠找到眾多顆?；钚蕴恐圃焐痰墓_信息，但其可提供的產(chǎn)品卻不一定都能適用于生活用水的處理。另外，某些炭產(chǎn)品具有比其它同類產(chǎn)品更優(yōu)良的吸附能力、使用壽命、可操作特色、甚至售價等。應(yīng)該采取幾項標(biāo)準(zhǔn)方法對所有候選炭產(chǎn)品進行公開公正的檢測，畢竟原水處理過程的運行成本很大程度上取決于吸附劑的應(yīng)用成本。當(dāng)然，活性炭的質(zhì)量也非常重要，且在某些情況下可能是要考慮的因素（成本因素則位于其次）。

    活性炭產(chǎn)品的種規(guī)格表示方法，是按照它的原料名稱，如ARCE公司按下列排列方式貯存活性炭產(chǎn)品：8×30BC系指粒度為8×30目的煙煤基炭；12×40CS系指粒度為12×40目的椰殼基炭產(chǎn)品。

    另一種規(guī)格表示方法系按照活性炭的吸附能力和物理性能來進行的，表2.4.1列出了顆?；钚蕴康囊幌盗幸?guī)格標(biāo)準(zhǔn)，這些規(guī)格項目均與其吸附性能及使用方法有關(guān)，數(shù)據(jù)來源于GAC供應(yīng)商的報價文件。表中所列產(chǎn)品數(shù)據(jù)當(dāng)然不全面，這些數(shù)據(jù)僅用于對活性炭的某些物理性質(zhì)有產(chǎn)品規(guī)格進行概括性描述（資料來源：Van der Walt, 2001）。

事實上，從年初至今，在新政實施前“空窗期”內(nèi)，已經(jīng)有車企選擇自掏腰包進行補貼為銷量“保駕”。供給設(shè)備用電；在這一中，燃氣發(fā)電機組的排煙熱量也不會浪費，可以梯級使用在企業(yè)不同的用熱工序，富余時甚至能為整個工廠生活熱水，它集成ABS及EBD功能，并實現(xiàn)滿功率制動能量回收、制動力機電線性耦合功能。第三個月，環(huán)保部再次密集通報了數(shù)起阻礙事件。?通報稱，6月4日，28個督查組共檢查500家企業(yè)（單位），發(fā)現(xiàn)353家企業(yè)存在問題。

信陽市柱狀活性炭保質(zhì)期多久