[拼音]:huoxingtan xifu
[外文]:activated carbon adsorption
用活性炭为吸附剂去除水中溶解物质的水处理方法。活性炭价格较贵,大量使用时常再生后重复使用。
活性炭性能活性炭用木屑、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米2。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。
水处理中的应用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,用活性炭处理最为有效,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。
活性炭再生粒状活性炭吸附容量耗尽后再生,常用的方法是加热法,废炭烘干后在850°C左右的再生炉内焙烧。颗粒活性炭每次再生约损耗5~10%,且吸附容量逐次减少。再生效率对活性炭滤池的运行费用(也就是对水处理成本)影响极大。
为了延长活性炭的再生周期,正在开发生物活性炭法。以臭氧作为有机物改性剂,而活性炭不但起吸附作用,还作为微生物载体,滤床成为生物床。原水先加臭氧,使水中难降解有机物转化为易降解有机物,然后流过活性炭滤池。由于活性炭的特性,生物床吸附水中有机物的能力特强,而微生物降解有机物的能力起了再生活性炭的作用。(见彩图)
![机械搅拌澄清池](/d/bkimg/2022110808/zsj12gjmjor.webp)