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活性炭粒径对水处理效果的影响!

作者:天旭活性炭 时间:2014-12-25 来源:本站原创
摘要:活性炭使用方便且吸附效率高,在水处理方面具有优越性,所以活性炭吸附成为去除有机物的有效方法之一,许多国内一些水厂用活性炭进行饮用水处理并取得了很好的效果。

       随着社会的发展,水量、水质已成为最关注的问题之一,如何在现有水量的基础上保证水质安全又显得尤为重要。

       一般水厂常规的水处理工艺,如混凝、沉淀、过滤对水处理效果是非常有限的,对水中有机物的去除率只能达到 20 %~30 %。地表水中的氨氮使用常规水处理工艺也不能达到很好的效果。

       活性炭是一种由类似石墨的碳微晶按“螺层形结构”排列形成的多孔物质,外观呈黑色,它一般是具有发达的微孔结构、比表面积巨大、吸附性能高的特点。

       活性炭使用方便且吸附效率高,在水处理方面具有优越性,所以活性炭吸附成为去除有机物的有效方法之一,许多国内一些水厂用活性炭进行饮用水处理并取得了很好的效果。

       一般来说活性炭微孔数量的发达程度可以反映出活性炭吸附性能的好坏,微孔的发达程度又与活性炭的粒径有非常大的关系。

       研究表明活性炭粒径的大小影响活性炭吸附能力,且粒径越小,吸附效果越好。所以近年来学者对活性炭粒径对水处理的影响进行了深入的研究。

       天旭活性炭就近年来对不同活性炭粒径在水处理中对浊度、COD、氨氮、UV254 去除率和污染物分子量、水头损失增长的作用规律进行论述,探讨活性炭处理水需解决问题及以后的研究方向。

       1.去除水中的浊度的研究

       浊度与饮用水水质关系密切,对其它水质指标的影响巨大。浊度与水中致病病毒、细菌等微生物的量存在正相关关系。

       阮如新研究了滤料粒度对过滤的影响,表明滤料粒度越大,纳污能力越大,截留污染物越多,实验数据表明有效粒径 1.33 mm、1.48 mm滤料的截污能力比 1.10 mm滤料高出15%和26 %,出水水质 1.10 mm滤料水质稍好。

       田家宇对滤料粒径对生物活性滤池除污染效能的影响进行了研究,实验中用活性炭粒径为 0.8~1.2 m和 1.0~2.0 mm 作对比:三阶段进水浊度均为 2.1 左右,出水浊度均在 0.3 以下,结果表明两种粒径除浊性能相差不大。

       崔永杰在不同粒径粉末活性炭的吸附特性研究中将聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、三氯化铁三种混凝剂投入放有 200、400、600 目活性炭中,且改变混凝剂投加量,其结果表明 600 目活性炭水中浊度最小,效果最好。

       以上研究可看出,粒径相对较大颗粒的纳污能力比粒径较小颗粒强,但处理后水的浊度却不如小颗粒的水质好。

       2 .去除水中的氨氮的研究

       氨氮进入水体中,好氧微生物生存受到威胁,进而对人体产生毒害作用,且加速了水体富营养化的进程。张朝升等人采用动态吸附进行了不同填料粒径 BAF深度处理城市污水的研究,

       结果表明粒径较小颗粒(2~5mm)对氨氮的去除率要比粒径较大颗粒(6~9mm)的去除率高,且随着水力负荷的增大这种优势将更加明显。

       杨威在生物活性滤池饮用水除氨氮的影响因素研究中用粒径分别为0.8~1.2mm和1.0~2.0mm椰壳活性炭,结果表明活性炭粒径采用0.8~1.2mm氨氮去除率比活性炭粒径采用 1.0~2.0mm高 1.5%~16.7%。

       3 .去除水中的 COD的研究

       王健行、魏源送等人在研究颗粒活性炭深度处理抗生素废水时,分别用煤质、椰壳、果壳、杏壳进行研究,且对每种类型活性炭筛选了不同粒径进行研究!

       研究结果表明:煤质、椰壳、果壳、杏壳这四类活性炭均为小颗粒活性炭对COD去除率较高,其中果壳活性炭粒径之间的差别对COD的去除差异最为明显,杏壳活性炭粒径之间的差别对 COD的去除差异不大。

       吴声彪,肖波,史晓燕等人在粉末活性炭法去除焦化废水中的COD研究中得出的结论与王健行,魏源等人的结论有所不同,吴声彪,肖波,史晓燕用粒径分别为0.074、0.09、0.3 mm 的粉末活性炭处理焦化废水。

       结果显示:粒径为0.09mm对COD去除率为97.6 %~98.5 %;粒径为0.074 mm对COD去除率为89.1%~92.2%;粒径为 0.3mm 对 COD 去除率为82.1%~84.5%;

       由上面的实验数据显示并不是活性炭粒径越小对COD的去除率越高,因为粒径太小,活性炭内部的孔结构可能会被破坏,影响吸附性能。
 
       4 .吸附水中不同分子量有机污染物的研究

       水体中天然有机物的成分非常复杂,所以活性炭对有机物的吸附也非常复杂,吸附特性还与有机物的化学特性和相对分子量的分布关系密切。

       岳媛在活性炭粒径与污染物分子量之间的作用规律及其在生化出水处理中的研究中用不同粒径的活性炭通过测定其比表面积,然后测定活性炭对苯酚、聚二乙醇、腐植酸的吸附特性。

       结果显示只有有机物分子大小与活性炭孔径大小成一定比例,对吸附才有利,活性炭对苯酚的吸附量与微孔的比表面积成正比;对聚二乙醇的吸附量与中孔的比表面积成正比,大分子有机物比小分子有机物好吸收,芳香族有机物相对脂肪族有机物更好吸附。

       这与刘成,黄廷林等人在混凝、粉末活性炭吸附对不同分子量有机物的去除中所研究的结果相似,实验中结果显示对分子量大于 6000、1000~3000、500~1000的去除率分别为40 %、24.15 %、21.52 %,对分子量小于500的有机物没有去除效果。

       5 .对水头损失增长的作用规律研究

       用动态吸附处理原水时,理论上粒径越小越好,但在实际应用中,粒径越小水头损失增加越快,反冲洗难度越大,所以在实际中应该选择合适的粒径来达到出水水质和水头损失的要求。

       陆少鸣等人在滤料粒径对给水曝气生物滤池运行稳定性的影响的研究中用粒径为3~5 mm 和6~10mm滤料进行动态研究,结果显示运行 24h后 3~5 mm粒径水头损失较大,且运行不稳定;6~10 mm水头损失小于 0.4m且运行稳定。

       6 .今后研究工作建议

       活性炭价格便宜,制作工艺简单易行,对原水处理效果好,活性炭的研究和利用有着较高的经济价值。为了进一步展开活性炭研究和利用工作,建议以后加强以下几方面工作:

       (1)加强现有的活性炭研究工作,对一些不统一的结论进行原因分析,争取做到求同;

       (2)对超细粉末活性炭(S-PAC)的研究应该更加的深入,国内对这方面的研究不多;

       (3)对于活性炭的再生研究也应该更细致,粒径不同的活性炭其再生的难以程度不同,可以研究适合不同粒径的再生方法;

       (4)加强活性炭在水处理的工程应用,实现其经济效益和环境价值的最大化。

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