华北理工水质工程学Ⅰ课件19水的其它处理-2活性炭吸附

1、19-2 活性炭吸附给水深度处理工艺 1、 去除对象： 天然的（BOD）(1)溶解的有机物 人工合成的：杀虫剂、 农药、氯化烃、芳香族 化合物(2)除臭味；(3)脱色、脱氯；(4)去除重金属，放射性物质；(属微污染物质)(5)去除病毒。使水降低：总有机碳TOC 总有机卤化物TOX 总三卤甲烷TTHM（THMS）一、活性炭的性质：1、 制造：是由木材、煤、果壳等为原料，高温炭化活化，而成的。炭化使原料热解成炭碴，生成类似石墨的多环芳香系物质，具有疏水性和吸附性。活化使热解的炭碴成为多孔结构，增大吸附表面积，比表面积可达成5001700m2/g 2、形状： 粒状：0.443 mm（多次使用） 粉状

2、：1050m（一次性使用 较多）3、吸附原理：是表面化学的性质所决定：表面结合各种含氧官能团，使活性炭具有极性，具有吸附能。官能团有：OH 羟基； COOH 羧基； CO 羰基二、吸附性能试验：1、等温吸附试验：在选择活性炭时，用此实验。（确定可行性）恒温下，使用几个烧杯，放入相同体积V ，相同溶质浓度C0（mg/L）的水样，几个烧杯中加入不同量m（mg）的活性炭。进行搅拌。达到吸附平衡，溶质浓度不变时为止，测得其浓度，Ce其吸附容量q： （mg/mg） 绘制：Ce平衡浓度，与q吸附量的曲线即吸附等温线，不同活性碳 有不同的曲线最常用的是Freundich(弗罗因德利奇)经验式： k、n是常数

3、在双对数坐标纸上Ce(横轴)与x/m （纵轴）为一直线，纵轴截距lgk，斜率=1/n。 2、粉状活性炭投加量：原水浓度Co要求达到浓度Ce，则由曲线的对应点Ce q=x/m投加量： （mg/L） 3、 缺点：不能反映干扰因素的影响（仅初步提供可行性数据）。不能反映：多种溶解杂质相互干扰。 强电解质与弱电解质的吸附竞争。 被吸附质分子大小的不同等。三、活性炭柱试验：1、 概念：接触时间： （伪时间：床容积里有炭的体积）泄漏时间：流量不变时，由开始进水至出水水质达到限值的经历的时间。 2、 试验：目的：求泄漏曲线。活性碳除气（泡24h）；用原水Co以某一流速通过炭床。每隔一段时间t，检测一次出水浓

4、度Ct ；直到出水为Co为止。 吸附区Z的厚度，希望小一些，污性炭利用率高。Z：活性炭层中水的浓度Co至Ce（允许出水浓度）点的厚度。 v下移速度，（m/s）;L：炭床厚度,（m）;tc：从进水开始至炭柱泄漏的时间,h;td：从进水开始至炭柱耗竭的时间,h; Z的影响因素：流量QZ 炭床利用率下降炭粒径：粒径小，Z小， 被吸附物的迁移过程。 外表面孔道孔深处但粒径太小，水力性能不好，易被水流带走，粒径在0.81.7mm较好。四、活性炭池设计：1、 容积V： V=Q/t其中： Q流量; t 接触时间;（不是泄漏时间） 一般：t=1020min V流速820m/h(确定截面积) 炭床厚L1.52.

5、0m 2、 类型：（1）固定床（间歇式）：炭不动，水流动，由上向下（也可反向）（2）移动床（可连续式）：水由下向上，炭由上向下排出，炭磨损大。3、运行形式： （1）单床运行间歇式。 （2）多床：并联式。（间歇式） 串联式。（单床、间歇工艺不间歇） 4、 活性炭的再生：（1）加热再生：300700热解有机物。（2）药剂再生：H2SO4、HCl或NaOH等，使炭吸附的杂质脱附。 溶剂再生：用有机溶剂萃取，成本太高。（3）化学氧化再生： 用氧化剂分解氧化吸附杂质。（4）生物法：用微生物分解吸附的有机物。部分再生。5、炭池的反冲洗设计：同滤池。 五、生物活性炭工艺介绍：（BAC）是一种有效的给水深度处理工艺。1、 工艺：去除了大体积有机物 O3 O3过滤 接触池 活性炭吸附消毒出水2、O3的作用： 将较大的有机物氧化分解成易被生物降解的有机物（控制O3量不可过大） 3、 活性炭作用：（1）微生物的附着床，生活在炭的大孔内。（2）吸附有机物。微生物分解吸附的有机物，使炭再生周期加长。4、工艺特点： （1）可完成生物硝化作用：NH4+NO3- （2）生物氧化了溶解的有机物。（使有机物重量可达ng/L至g/L。） （3）去除了