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粉状活性炭再生技术及吸附性解析

发布时间:2020-10-18 01:26

  近年来随着市域的扩大和经济发展,三废治理相对滞后,水厂原水水质日益恶化。严重影响到水源水质,AG亚集团,导致常规水处理工艺出水效果不佳,采用高锰酸钾预处理、滤前投加粉状活性炭组合工艺与常规水处理流程相结合,对降解有机物,提高去嗅、脱色能力,效果明显。同时这一组合工艺,对浊度的降低、矾耗的节约也较显著。

  因此对自来水水厂来说,在微污染水源水处理中采用高锰酸钾加粉状活性炭结合工艺是一种**佳经济有效的方法。

  (1)高锰酸钾:选用含量99.3%。据水样试验,按反应时间30~35min计,考虑高锰酸钾可能对后续工艺的影响,**佳投加量为0.25~ 0.40mg/L。

  (2)粉状活性炭:就现有工艺而言,滤前投加粉状活性炭,可**大限度降低高锰酸钾的负面影响,消除与混凝之间的竞争,但同时导致粉末活性炭接触时间偏短(现场测试为5~8min ),且选型不当极易穿透滤层。因此,依据滤料粒径及相应水质状况,选用粉状活性炭。其相应技术指数:筛目为120~150目,碘值800 mg/L,亚甲兰值7~8,比表面积800~1200m2/g。

  投加方式为湿法压力投加,经小样试验表明,在CODMn10mg/L左右时,投加量以20m g/L为宜。

  (1)加热至100摄氏度左右,使其中的水汽化;在800摄氏度下熔烤;并加热至800~900摄氏度之间进行活化,使吸附在活性炭上的有机物被氧化而去除,从而使活性炭得到再生。

  (2)用蒸汽吹洗再生。用蒸汽吹洗可使低沸点的挥发性吸附物基本上吹净。此法简单,耗损少。

  再生炉从炉底排入一个小型急冷罐。急冷罐中有两条单独的泵吸水管,每罐都有几个喷水口和连接管线,而喷口统筹安装在急冷罐中,以便使炭保持流动状态。炭浆从急冷罐送到再生炭储存罐或洗涤罐。用于泵送炭浆的两台泵为隔膜式泥浆泵,没太泵工作能力为10~80升/分钟。泥浆泵通过输送管把炭浆送到储存罐或清洗罐。清洗之后,将洗涤罐加压,并把炭浆状的再生炭通过管子压送到炭塔的顶部。同时,将一定量的新炭加进处理系统,用来补充在再生过程中所损耗的炭。新炭在被放进炭塔之前,需在洗涤罐内洗涤。

  活性炭的吸附是物理和化学的反应过程,外在因素和和活性碳的本体因素都会影响到它的吸附效果,由于活性炭用于水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂,因此影响因素也较多。主要与活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及选择的运转参数与操作条件等有关。

  由于吸附现象发生在吸附剂表面上,所以吸附剂的比表面积是影响吸附的重要因素之一,比表面积越大,吸附性能越好。

  因为吸附过程可看成三个阶段,内扩散对吸附速度影响较大,所以活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素。

  用于水处理的活性炭应有三项要求:吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。活性炭的吸附容量附其他外界条件外,主要与活性炭比表面积有关,比表面积大,微孔数量多,可吸附在细孔壁上的吸附质就多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关,水处理用的活性炭,要求过渡孔(半径20~1000A)较为发达,有利于吸附质向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快,但水头损失要增大,一般在8~30目范围较宜,活性炭的机械耐磨强度,直接影响活性炭的使用寿命。

  对同一族物质的溶解度随链的加长而降低,而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小,越易吸附。

  吸附质分子的大小和化学结构对吸附也有较大的影响。因为吸附速度受内扩散速度的影响,吸附质(溶质)分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例,**利于吸附。在同系物中,分子大的较分子小的易吸附。不饱和键的有机物较饱和的易吸附。芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。

  活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂,对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。

  吸附质的浓度在一定范围时,随着浓度增高,吸附容量增大。因此吸附质(溶质)的浓度变化,活性炭对该种吸附质(溶质)的吸附容量也变化。

  溶液pH值控制了酸性或碱性化合物的离解度,当pH值达到某个范围时,这些化合物就要离解,影响对这些化合物的吸附。

  溶液的pH值还会影响吸附质(溶质)的溶解度,以及影响胶体物质吸附质(溶质)的带电情况。

  活性炭从水中吸附有机污染物质的效果,一般随溶液pH值的增加而降低,pH值高于9.0时,不易吸附,pH值越低时效果越好。在实际应用中,通过试验确定**佳pH值范围。

  吸附是放热反应。吸附热,即活性炭吸附单位重量的吸附质(溶质)放出的总热量,以KJ/mol为单位。吸附热越大,温度对吸附的影响越大。

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