活性炭濾床分為固定床、移動床和流動床三種。固定床活性炭過濾應(yīng)用較廣泛,國內(nèi)已用于給水的活性炭濾池、污水的深度處理,主要用于脫色,除臭,脫氰,去除有機(jī)物、重金屬、合成洗滌劑、病毒等。固定炭層厚度1.5~2.0m,過濾速度8~20m/h,反沖洗水速度28~32m/h,反沖洗時間4~10min。活性炭失去其吸附能力后可采用直接電流加熱再生,每千克炭再生費(fèi)用約占新炭費(fèi)用的5.5%,此外,可采用濕式氧化及微波加熱等方法用于其再生,再生回,收率可達(dá)80~94%。
活性炭過濾吸附原理
根據(jù)吸附過程中,活性炭分子和污染物分子之間作用力的不同,可將吸附分為兩大類;物理吸附和化學(xué)吸附(又稱活性吸附)。在吸附過程中,當(dāng)活性炭分子和污染物分子之間的作用力是范德華力(或靜電引力)時稱為物理吸附;當(dāng)活性炭分子和污染物分子之間的作用力是化學(xué)鍵時稱為化學(xué)吸附。物理吸附的吸附強(qiáng)度主要與活性炭的物理性質(zhì)有關(guān),與活性炭的化學(xué)性質(zhì)基本無關(guān)。由于范德華力較弱,對污染物分子的結(jié)構(gòu)影響不大,這種力與分子間內(nèi)聚力一樣,故可把物理吸附類比為凝聚現(xiàn)象。物理吸附時污染物的化學(xué)性質(zhì)仍然保持不變。
由于化學(xué)鍵強(qiáng),對污染物分子的結(jié)構(gòu)影響較大,故可把化學(xué)吸附看做化學(xué)反應(yīng),是污染物與活性炭間化學(xué)作用的結(jié)果?;瘜W(xué)吸附一般包含電子對共享或電子轉(zhuǎn)移,而不是簡單的微擾或弱化作用,是不可逆的化學(xué)反應(yīng)過程。物理吸附和化學(xué)吸附的根本區(qū)別在于產(chǎn)生吸附鍵的作用力。
吸附過程是污染物分子被吸附到固體表面的過程,分子的自由能會降低,因此,吸附過程是放熱過程,所放出的熱稱為該污染物在此固體表面上的吸附熱。由于物理吸附和化學(xué)吸附的作用力不同,它們在吸附熱、吸附速率、吸附活化能、吸附溫度、選擇性、吸附層數(shù)和吸附光譜等方面表現(xiàn)出一定的差異。
活性炭過濾器的工作是通過炭床來完成的。組成炭床的活性炭顆粒有非常多的微孔和的比表面積,具有很強(qiáng)的物理吸附能力。水通過炭床,水中有機(jī)污染物被活性炭有效地吸附。此外活性炭表面非結(jié)晶部分上有一些含氧管能團(tuán),使通過炭床的水中之有機(jī)污染物被活性炭有效地吸附?;钚蕴窟^濾器是一種較常用的水處理設(shè)備,作為水處理脫鹽系統(tǒng)前處理可有效后級設(shè)備使用壽命,提高出水水質(zhì),防止污染,特別是防止后級反滲透膜,離子交換樹脂等的游離態(tài)余氧中毒污染。
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