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文档简介
超滤与活性炭的比较超滤与活性炭的比较超滤与活性炭的比较一.活性炭的吸附性能及有机物吸附的一般概念活性炭的(500-1700m2/g,还与细孔的行状和分布以及表面化学性质有关。1~10nm2nm9510~100nm5100nm、所占比1活性炭1.7~211.7~63(HO)的极性,并具有一定的化学和物理吸附能力。这些官能团在水中发生离解,使活性炭表面具有某些阴离子特性,极性增强。为此,活性炭不仅游离氯。因为活性炭是一种非极性吸附剂,外观为暗黑色,粒状。主要成分碳、氧、硫、氢,具有良好的吸附性能和稳定的化学性质,可以耐强酸、强碱,能经受水浸、高温、高压作用,不易破碎。活性炭是用动植物、煤、石油及其它有机物作原料,经加热脱水、炭化、活化制成的。20~30二.活性炭对有机物的去除活性炭去除有机物的影响因素性越差,反之对溶解度小、亲水性差、极性弱的有机物(如苯类化合物、)活性炭对有机物的吸附方式一是范德华力(分子间力)吸附,是很弱的力,吸附力与活性炭的活性炭去除有机物的特点500~3000(1表1 活性炭对不同分子量有机物的去除比较原水分子量范围活性炭进水活性炭出水去除率TOC(mg/L)TOC(mg/L)(%)<0.5×1030.811.39—淮河流域(0.5~1)×103(1~3)×1031.660.900.590.4864.4646.67(3~10)×1030.060.58—<0.5×1030.490.49—北京田村(0.5~1)×103(1~3)×1030.51.360.151.157015.44(3~10)×1030.250.238.00不被吸附的大分子粒可逆吸附炭堵塞图1 活性炭吸附有机物示意00~300050不被吸附的大分子粒可逆吸附炭堵塞图1 活性炭吸附有机物示意500500较强,易被分子量大于500、且具有比其更强的憎水性的、能进入活性1~10nm1/3于2~3nm(1。三.去除有机物的活性炭的选择(8~20,自然界的污染物和有机物要比气体分子大很多,使用气相炭是不适当的。据报道,国内还没有专门适用于饮用净水的活性炭。用于市政自来水处理的活性炭是过渡孔隙并不足够多的代产品,所以吸附效果较差,周期短。特别是设计者和应用者往往盲目()18~2020(2nm)95活性炭对碘、四氯化碳、亚甲基蓝这些小分子物质的吸附是可以进亚甲基蓝、四氯化碳(分子量大都在100~200以下)的分子量大得多,2表2活性炭一般吸附性指标(GB/TB804-1990)炭品种果壳核桃壳及杏壳椰子壳比表面积(m2/g)682.6738.31024.9碘吸附值(ml)833.4895.71111.6亚甲基蓝吸附值(mg/g)99.512.5CCl4吸附值(%)41.0845.1164.78球磨强度(%)球磨强度(%)949492灰分(%)2.02.02.5力学因素(即吸附质能否顺利迁移至活性炭孔的表面)及的观点:吸附分子直径大于孔道直径的1/3以上,吸附运动就会受阻,()3所示。表3 活性炭吸附容量和吸附速度的排列活性炭品种腐殖酸富维酸木质素丹宁长江水质运行排列次序煤10椰壳11果壳33椰壳22222杏壳11111椰壳9椰壳6(日本)椰壳84注:活性炭过滤器失效按吸附量降至15~20%时为终点,大约运行三个月。PK活性炭+活性炭过滤,但随SDI(即污染指数污染指数SDI的测定是以0.45μm微孔膜作为依据的。大于0.45μm微孔的有机物相对分子量大约是上百万,这对于有效吸附分子量为500~3000的活性炭来说,是无能为力的。即使活性炭过滤使SDI有所降低,使COD有所下降,也只能认为是机械过滤的作用,而不是靠吸附的作用。况且活性炭还存在有成为细菌滋生源的负面作用。因而在反渗透预处理中,活性炭仅是作为吸附部分小分子有机物之用,很显然以活性炭过滤作为降低由于大分子颗粒形成的高SDI 的手段,是不当的。而针对于活性炭的上述不足我们可以通过下表4 明显的看出超技术作为反渗透预处理及在净水工艺中的优越性。表4超滤活性炭过滤精度生物污染0.01μm去除>100μm滋生有机污染去除大分子有机物去除小分子有机物游离氯不去除去除寿命>36(月)<2(月)注:活性炭吸附有机物寿命计算例:3000 活性炭罐截面积=7m活性炭添加量=7m2×1.6m=11.2m 3活性炭重量=11.2m3×0.45t/m 3=5.04t给水活性炭吸附量(7%)=5.04t×0.07=0.353t=353Kg活性炭水流量=80t/hr;原水有机物为0.4mg/L=0.4g/t进入活性炭有机物=0.4g/t×80t/hr=32g/hr=0.032Kg/hr活性炭寿命=353Kg/(0.032Kg/hr)=11031hr=459d=1 年零2个半月此外超滤还具有以下优点:大流量错流,污染均化超滤与活性炭的比较超滤与活性炭的比较5、运行成本比较工艺:多介质+活性炭+反渗透+混床序号 费用来源电杀菌剂絮凝剂还原剂
单位时间用量170Kw/小时0.8千克/小时0.8千克/小时0.8千克/小时
元1.20.0081.20.0081.50.0103.20.0215.阻垢剂5.阻垢剂0.4330.8千克/小时6. 石英砂更换3.3吨/年6000.0027. 无烟煤更换0.75吨/年12000.0018. 活性炭更换10吨/459天90000.0689. 5um过滤芯70支/3月400.01110. 反渗透膜更换132支/5年56550.142
成本元/0.56711.3%-10%/年3%-10%/年247500.00213. NaOH(30%)331Kg/次0.660.08914. HCl(30%)235Kg/次0.600.05815. 人工8人/班4班/天2000/月0.741合计¥2.154*其他成本另计
阳离子交换树脂阴离子交换树脂
3%-10%/年
10200
0.001序号费用来源序号费用来源单位时间用量估算单价元成本元/吨16.电181Kw/小时0.40.60317.杀菌剂1.0千克/小时1.20.01018.絮凝剂1.0千克/小时1.50.01319.还原剂3.20.02724.阳离子交换树脂3%-10%/年102000.00125.阴离子交换树脂20. 超滤膜更换1.0千克/小时56支/5年150000.16021. 5um过滤芯70支/10月400.003阻垢剂反渗透膜更换0.8千克/小时132支/10年6556550.4
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