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活性炭過濾器技術詳解添加時間:2018/11/20
  活性炭過濾器在結構上與多介質過濾器基本相同,不同的是內部裝有具有較強吸附功能的活性炭,用于去除經過濾未去除的有機物,吸附水中的余氯,使出水余氯≤0.1mg/L,SDI≤4。氯屬于強氧化劑,對各類膜均勻破壞作用,特別是反滲透膜對余氯十分敏感,因此對于以城市自來水為水源的純凈水生產線,活性炭更主要的功能是吸附水中余氯,起到保護RO膜的作用。
  在純水制造過程中,活性炭吸附的作用表現在四個方面:降低水的氧化要求;避免有機物進入污染離子交換膜和反滲透膜;除去水中殘留的氯,保護反滲透膜;除去水中的三鹵化物(THM)等提高水的總體質量。良好活性炭的比表面積一般大于1000m2/g,細孔總容積可達0.6-1.8mL/g。活性炭的吸附能力以物理吸附為主,沒有極性,一般是可逆的,實驗發現,它也可進行一些選擇吸附,即化學吸附。制作溫度在300-500℃時,酸性氧化物占優勢,這種酸性氧化物在水中離子化時,活性炭就帶負電荷;制作溫度在800-900℃時,活性炭具有兩性性質。由測定電位得知:一般活性炭帶負電荷,在溶液中顯弱酸性,在pH值較低的酸性條件下,吸附性較好;在pH值較高的堿性條件下,吸附性較差。
  優質的活性炭倒入水中會產生大量微小的氣泡,現象越劇烈、氣泡越多、持續時間越長,說明效果越好。等氣泡釋放的差不多的時候,可以看到劣質活性炭的水已經變黑了,優質活性炭的水還是比較清澈透明的。真正的活性炭成本很高。活性炭是炭化料在經1000度左右高溫進行活化得到的,這是活性炭生產中最關鍵的步驟。活性炭本身存在自然吸附,在生產出來后放置時,會吸收空氣中的水分。在測試的時候,氣泡少是因為吸附了空氣中的水分,含水高的原因。
  活性炭的選擇性吸附,不但可吸附電解質離子,還可進行離子交換吸附。經活性炭吸附還可使高錳酸鉀耗氧量(COD)由15mg/L(O2)降至2-715mg/L(O2)。由于吸附作用使表面被吸附物質的濃度增加,因而還可起到催化作用。雖然活性炭能吸附相當多的無機和有機物質,但它并非對所有的有機物都有吸附能力,如活性炭較難吸附醇類、分子量很高的有機物或膠體有機物。水處理系統中活性炭使用時首先需要預處理,粒狀活性炭進柱前應在清水中浸泡、沖洗去除污物,裝柱后再用2%HCl及4%NaOH溶液交替動態處理1-3次,流速18-21m/h,用量約為活性炭體積的3倍,每次處理后均需淋洗到中性為止。其次,適用進水條件,一般進水中要求懸浮物含量小于3-5mg/L。再次,吸附終點的控制,根據去除物的性質,控制出水余氯含量小于0.1mg/L,如以有機物泄漏量作為控制點,則應控制出水中耗氧量與總陰離子含量的比值小于0.004或COD<2mg/L。
  活性炭吸附器的形式較多,按碳床形式可分固定床、膨脹床和移動床三種,目前廣泛使用的是固定床吸附裝置,一般為壓力式。壓力式吸附器的結構形式與壓力過濾器類似,既可做成單純的吸附器,也可與石英砂組合成吸附過濾器,兩者均可除去有機物,又可過濾去除懸浮固體。底部裝0.2-0.3m厚承托層和石英砂濾料層,在石英砂的上部一般裝填1.0-1.5m厚的活性炭,作為吸附過濾器,其濾速一般為6-10m/h;當單純作為吸附器時承托層上無石英砂濾料層,活性炭層高2-3m,其濾速為3-10m/h,反沖洗強度為4-12L/(S·m2)。
  活性炭可以再生,大多采用高溫加熱再生,一般經以下三個階段。
  ①干燥階段:溫度150-300℃,對濕碳進行脫水干燥。
  ②焙燒階段:溫度300-600℃,對被吸附的有機物進行熱分解、炭化或氣化,達到脫附。
  ③活化階段:溫度800-900℃,對炭化了的表面用水蒸氣或二氧化碳氣體進行活化。
  一般使用時因水量較少,活性炭失效后大多是全部更換,很少自己再生,一般情況下一年左右更換一次。
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