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      活性炭過濾器在水處理行業中的作用

      2022-02-12 10:21:45

      影響活性炭吸附的因素:吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指标。吸附能力的大小是用吸附量來衡量的,而吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時間内所吸附的物質量。在水處理中,吸附速度決定了污水需要和吸附劑接觸時間。活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結構有關。一般來說,顆粒越小,孔隙擴散速度越快,活性炭的吸附能力就越強。污水的pH值和溫度對活性炭的吸附也有影響。活性炭一般在酸性條件下比在堿性條件下有較高的吸附量。吸附反應通常是放熱反應,因此溫度低對吸附反應有利。當然,活性炭的吸附能力與污水濃度有關。在一定的溫度下,活性炭的吸附量随被吸附物質平衡濃度的提高而提高。
        活性炭過濾器使用一種經特殊處理的炭,具有無數細小孔隙,表面積巨大,每克活性炭的表面積為500-1500m2。活性炭有很強的物理吸附和化學吸附功能,而且還具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面積,将毒物吸附在活性炭的微孔中,從而阻止毒物的吸收。同時,活性炭能與多種化學物質結合,從而阻止這些物質的吸收。活性炭吸附活性炭吸附是指利用活性炭的固體表面對水中的一種或多種物質的吸附作用,以達到淨化水質的目的。
        活性炭濾料是淨水中最主要、使用最多的吸附材料(其他吸附材料還有:中性大孔樹脂、大孔陰樹脂、分子篩、矽藻土等)。活性炭是由椰殼、果殼等為原料,經過炭化(焖燒爐)、活化(在斯列普活化爐中800℃高溫水蒸汽活化)、破碎、篩選、風選、水洗、烘幹等工序制得。早在二十世紀三十年代,人們就用活性炭從焦化廠的廢水中吸附苯酚,因此,活性炭在水處理中的應用已有近八十年的曆史。有記載1862年英國采用活性炭淨化飲用水。我國現代最早的淨水也是以活性炭為淨水材料的。可以說,從淨水器誕生以來,活性炭一直與淨水“形影不離”,難分難解。
        活性炭過濾器濾料可去除水中嗅和味、色度、餘氯、膠體、有機物(合成洗滌劑、農藥、除草劑、殺蟲劑、合成染料、三鹵甲烷、鹵乙酸、内分泌幹擾物如鄰苯二甲酸酯PAES等)、重金屬(如汞、銀、镉、鉻、鉛、鎳等等)、放射性物質等,是淨水中使用最早、最廣泛實用的淨水材料。不僅一般活性炭淨水器,在家用反滲透純水,以及多數超濾、陶瓷、KDF、UV等淨水器中,都會用到活性炭。活性炭和KDF都能去除水中餘氯,但KDF和氯反應生成鋅離子(Zn2+),可能會導緻水中鋅超标,而用活性炭除氯則沒有這類擔心。活性炭在活化過程中形成大量的各種形狀的細微孔,構成了巨大的具有吸附作用的表面積,表面積越大,吸附效果越好。
        活性炭纖維常制成厚1~5mm厚的氈,它的微孔比顆粒活性炭更多,比表面積更大,吸附容量更大(高2~6倍),吸附速度更快,而且具有良好的再生性能,脫附速度快,可重複使用。缺點是價格較貴,也易繁殖細菌。燒結活性炭濾芯,又稱炭棒濾芯、壓縮活性炭濾芯。是由顆粒活性炭加入粘結劑(如PE樹脂)加溫燒結擠壓成型,碳芯外層往往還包有白色聚丙烯(PP)無紡布。燒結活性炭濾芯兼有吸附和過濾二種功能,但其過濾功能低于PP熔噴濾芯,吸附功能低于顆粒活性炭濾芯。
        活性炭過濾器行業在發展,活性炭的技術也在發展,作為與軟化水處理器結緣已久的“伴侶”,活性炭一直發揮着它應有的作用,當然,随着技術的發展,我們也期待有更好的活性炭品種的出現,給我們的軟化水處理器事業錦上添花。活性炭的分類在生産中應用的活性炭種類有很多,一般制成粉末狀或顆粒狀。粉末狀的活性炭吸附能力強,制備容易,價格較低,但再生困難,一般不能重複使用。顆粒狀的活性炭價格較貴,但可再生後重複使用,并且使用時的勞動條件較好,操作管理方便。因此在水處理中較多采用顆粒狀活性炭。
        活性炭發揮淨水作用,不論物理吸附還是化學吸附,都需要一定的時間。因此,軟化水處理器生産廠要改進活性炭過濾器或活性炭濾芯的設計,盡可能增加水和活性炭的接觸時間,接觸時間=炭柱長度/水在炭柱中的流速,增加炭柱長度和活性炭用量,降低水的流速,都能延長水和活性炭接觸時間,提高活性炭的淨水效果和出水水質。對大型活性炭水質處理器來說,在機械行業标準JB/T2932-1999《水處理設備技術條件》中規定,以去除遊離氯為目的,水在活性炭過濾器中的流速應≤20m/h,出水水質為殘餘氯<0.1mg/L;以去除有機物為目的,水在活性炭過濾器中的流速應≤10m/h,出水水質為CODMn<2mgO2/L。在大型反滲透裝置的預處理中,餘氯和有機物都應去除,則取流速為10m/h,如以活性炭濾層高1m計算,那麼水和活性炭的接觸時間為0.1h,即6分鐘。

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