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粉状活性炭净水处理技术的发展

发布日期:2012-08-01  来源:大禹网
粉状活性炭吸附水中溶质分子是一个复杂的过程,是几种力综合作用的结果,包括离子吸引力、范德华力、化学杂和力。根据吸附的双速率扩散理论认为,吸附是一个由迅速扩散和缓慢扩散两阶段构成的双速过程,迅速扩散在数小时内即完成,发挥了60%~80%活性炭的吸附容量

  粉状活性炭净水处理技术的发展

  活性炭在给水处理中的使用已有70年左右的历史。国外对粉状活性炭吸附性能作的大量研究表明:粉状活性炭对三氯苯酚、二氯苯酚、农药中所含有机物,三卤甲烷及前体物以及消毒副产物三氯醋酸、二氯醋酸和二卤乙腈等等均有很好的吸附效果,对色、嗅、味的去除效果已得到公认。如在2005年哈尔滨水厂过滤池中,应用活性炭吸附,使松花江受苯污染水体达到了饮用水的标准。

  1、吸附技术的原理

  粉状活性炭吸附水中溶质分子是一个复杂的过程,是几种力综合作用的结果,包括离子吸引力、范德华力、化学杂和力。根据吸附的双速率扩散理论认为,吸附是一个由迅速扩散和缓慢扩散两阶段构成的双速过程,迅速扩散在数小时内即完成,发挥了60%~80%活性炭的吸附容量。迅速扩散是溶质分子在碳粒内沿径向均匀分布的阻力小的大孔隙中扩散的过程。这些大孔隙产生径向的扩散阻力。当分子从大孔进一步进入与大孔相通的微孔中扩散时,由于受到狭窄孔径所产生的很大阻力,从而极为缓慢。微孔也是在碳粒内均匀分布,但不构成径向的扩散阻力。影响粉状活性炭吸附的因素涉及溶质分子极性、分子量大小、空间结构,这一点取决于水源水质的特征。活性炭对不同的物质分子具有选择吸附性。

  2、粉末活性炭的主要作用:

  (1)脱色。色度去除有报道可达70%,但脱色效果并不和投加量成正比。

  (2)除臭味。

  (3)有助于去除阴离子洗涤剂。

  (4)有助于对藻类的去除。

  (5)降低化学耗氧量(CODmn和CODcr)、五日生化需氧(BOD5)。

  (6)去除酚类。

  (7)除浊。

  木质粉状活性炭介绍:本产品是以果壳和木屑为原料精制而成,外观为黑色细微粉末状,无毒、无味,具有比表面积大,吸附能力强、适用于制糖、制药、饮料、酒类等水质的净化行业,对有机物溶剂的脱色、精制、提纯和污水处理方面也广泛使用。

  3、投加工艺的选择

  粉状活性炭对人工合成化学物的吸附去除主要取决于该化合物的类型。在选择投加点时,必须考虑混合程度和处理接触时间,尽量减少水处理药剂对吸附的干扰。在处理污水选取投加粉状活性炭工艺时,主要考虑:

  1)投加点要有充足的搅拌条件,使粉状活性炭能快速与处理水有良好的混合接触。

  2)尽量延长粉状活性炭与水体接触吸附时间,充分利用粉状活性炭的吸附能力,提高吸附率。

  3)尽量选取粒径小的粉状活性炭,使同等重量的活性炭吸附面积相对大;选取中孔较发达的木质活性炭,力求提高活性炭对有机物的吸附效能。

  4)尽量减小水处理过程中的化学药品干扰,如氯、高锰酸钾、混凝剂等。

  5)要根据投加量的多少、场地条件选取干式或湿式投加。

  6)根据水质污染状态,及污染物确定合理的碳种,并计算经济的投加量。

  粉状活性炭再生技术,它是由盐酸处理、真空泵抽滤制粉和活化再生处理三部分组成,其特征在于将100Kg废粉状活性炭放于耐酸池中,加入200~300Kg0.15N盐酸,通水蒸气加热至100℃保温3小时,然后加入500Kg水,静置分层,抽走上层水,反复加水静置分层,直到炭浆度达PH4 为止;将PH4的炭浆料用真空泵抽滤得炭饼,再将其烘干到含水量约30%后,粉碎成炭粉,将炭粉装于耐火钵内,然后将钵装于钢丝框内,吊入炉内, 吊真空保温炉罩放在炉底上盖严,通过燃煤室内燃煤产生的烟道气加热约5小时达700~900°C,保温5 ~20小时后,吊走炉罩,将耐火钵吊出炉,让其自然冷却,取出炭粉。

  影响活性炭液相吸附的主要因素

  由于活性炭是一种具有非极性表面的多孔吸附剂,而水分子虽存在缔合性,但属于极性溶剂,因此,活性炭自水溶液中吸附有机物是最理想的状态。

  一般活性炭(特例除外)对溶质的吸附是遵循特劳贝法则的,它涉及液相多元系统中溶质的分离、提取和纯化。虽然特劳贝法则的理论表述并不令人信服,但就多数实用场合还是很适应的。特劳贝法则亦适用于活性炭的气相吸附规律。

  在液相吸附方面,可以用简单的文字表述特劳贝法则:即在同一溶液中,优先吸附表面张力小的成分。在多元系统中,溶解度小的成分易被吸附,极性较小的成分易呗吸附;而同一物质在溶解度小的溶剂中易被吸附;同一族化合物中分子量大的成分易被吸附。

  活性炭微孔发达,以致某些大分子化合物无法进入微孔时,特劳贝法则就无法适用,这在实际应用时经常碰到,也说明在实际应用时针对活性炭品种的选择是非常重要的。

  活性炭在液相中的应用,应考虑的因素很多,主要的有活性炭的添加量、温度、时间、酸碱度等、作业方式等。

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