活性炭吸附

 技术解答    |      2018-08-09


    水处理活性炭一般为柱状颗粒,比表面积大,微孔发达,机械强度高,吸附速度快,净化度高,不易脱粉,使用寿命长。

制法


    活性炭是用木材、煤、果壳等含碳物质在高温缺氧条件下活化制成,它具有巨大的比表面积(500-1700m2/g)。水处理过程中使用的活性炭有粉末炭和粒状炭两类。粉末炭采用混悬接触吸附方式,而粒状炭则采用过滤吸附方式。活性炭吸附法广泛用于给水处理及废水二级处理出水的深度处理。其主要优点是处理程度高,效果稳定。

性能

    活性炭用木屑、果壳、褐煤等含碳物质为原料,经碳化和活化制成。有粉状(粒径为10~50微米)和颗粒状(粒径为0.4~2.4毫米)两种。通性是多孔,比表面积大。总表面积达每克500~1000㎡。主要性能参数是吸附容量和吸附速率。吸附容量是单位重量活性炭达到吸附饱和时能吸附的溶质量,和原料、制造过程及再生方法有关。吸附容量越大,所用活性炭量越省。吸附速率是指单位重量活性炭在单位时间内能吸附的溶质量。因吸附有选择性,性能参数应由实验测定。颗粒活性炭要有一定的机械强度和粒径规格。

    活性炭在同温同压下,不同吸附剂对一定分子的吸附能力有所不同。

    活性炭不断吸附水中溶质,直到吸附平衡即溶质浓度不再改变时为止。一定温度下,达到吸附平衡时,单位重量活性炭所吸附的溶质重量和水中溶质浓度的关系曲线,称为吸附等温线。曲线常用弗罗因德利希公式表示:X/M=kC1/n,式中X为活性炭吸附的溶质量;M为所加活性炭重量;C为达到吸附平衡时,水中溶质浓度;k和n为试验得出的常数。


水处理

    活性炭最早用于去除生活用水的臭味。沼泽水常带土味,湖泊和水库水常带藻类形成的臭味,用活性炭处理为有效,并且只需在出现臭味时使用。大多用粉状活性炭,直接投入混凝沉淀池或曝气池内,随污泥排除,不再回收利用。

    活性炭能去除水中产生臭味的物质和有机物,如酚、苯、氯、农药、洗涤剂、三卤甲烷等。此外,对银、镉、铬酸根、氰、锑、砷、铋、锡、汞、铅、镍等离子也有吸附能力。在给水处理厂中,活性炭吸附法又起完善水质的作用。

    采用的设备是以粒状活性炭为滤料的滤池,其构造及工作情况和普通快滤池相似,运行过程中须定期反复冲洗,以除去炭层中的悬游物,防止水头损失过大(见过滤)。

    活性炭滤床也可采用流化床或移动床。与快滤池不同水流均从下而上。流化床的流速使炭层膨胀,不易阻塞。移动床内失效的炭从池底连续排出,新炭从池顶连续补充。