活性炭的应用 毕业设计

第三章 活性炭过滤器

一、工作原理

活性炭过滤器的工作是通过炭床来完成的。组成炭床的活性炭颗粒有非常多的微孔和巨大的比表面积，具有很强的物理吸附能力。水通过炭床，水中有机污染物被活性炭有效地吸附。此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧管能团，使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备，作为水处理脱盐系统前处理可有效保证后级设备使用寿命，提高出水水质，防止污染，特别是防止后级反渗透膜。

二、预处理

颗粒活性炭进柱应在清水中浸泡、冲洗去除污物，装柱后用5％HCL及4％Na0H溶液交替动态处理1～3次，流速18～21m／h，用量约为活性炭体积的3倍左右，每次处理后均需淋洗到中性为止。

三、进水条件

活性炭柱的水应尽量除去大颗粒的悬浮物和胶体物质，防止堵塞炭的微细孔和使炭层孔隙堵塞，以提高活性炭的吸附效果。一般要求进水的悬浮物小于3～5mg／L。

四、设置位置

在一般的建筑给水深度处理系统中，较为典型的一种流程是： 生活饮用水→砂滤→活性炭过滤→精密过滤→紫外线（或臭氧）杀菌。

为满足活性炭柱的进水要求，一般可将生活饮用水光纤砂滤处理除去大颗粒的悬浮物和胶体物质后，再进活性炭过滤器。活性炭在水处理系统中，既可以去除水中的有机物，又对以消除水中的余氯，这两种作用的效率是由差别的，一般吸附余氯的作用优于吸附有机物，而且吸附余氯的效率几乎可达100％。在主活饮用水指标中，游离余氯的指标仅有下限而未设上限，有时为保证管网末梢的余氯值达标，上游管网的余氯含量就可能偏高。由前述可知，在建筑给水深度处理中，活性炭的主要作用是吸附有机物，因此当水中余氯较高时，应在进活性炭过滤器之前对余氯先行脱除，脱氯一般可采用投加亚硫酸钠的方法。炭滤出水进入精密过滤器，其主要目的是防止出水中含有炭粒等杂质。

五、活性炭的再生

当活性炭的吸附容否已经饱和或出水水质不能达到要求时，活性炭就应取出更换丢弃或再生后重复使用。由于活性炭的用途日益广泛，而活性炭特别是椰壳炭等果壳（核）炭的原料供应紧张，活性炭的价格较高，因此近年来许多国家正积极研究发展经济有效的活性发低生技术，延长活性炭的使用寿命，节约资源。能源和使用成本。同时也减少由于丢弃废炭可能造成的业污染。

净水用的活性炭的再生方法，总的来说可分为加热再生、化学再生和生物再生等三大类。

建筑给水深度处理的换炭周期较长，产生的废炭数量较少，且不可能设置现场再生系统。较为理想的方法是由活性炭厂兼营废炭回收或委托再生业务，对废炭进行统一再生。

第四章 其他活性炭净水技术

活性炭对生活饮用水中的有机物有一定的吸附会除作用已被公认，但是也存在一些缺点，例如：价格比较昂贵，因而影响了它在水处理中的推广应用；另外，活性炭对有机物的吸附去除作用受其自身特性和吸附容量的限制，不能保证对所有的有机物有稳定、长久的去除效果；活性炭对低分子极性强的有机物和大分子有机物不能吸附；活性炭的再生比较困难，需要定期进行交换。下面就介绍几项经改良的活性炭的净水技术。

一、渗银活性炭

渗银活性炭是将活性炭和银结合，使其不仅对水中有机污染物有吸附作用，还具有杀菌作用，因而在活性炭内不会滋生细菌，避免活性炭过滤器出水有时出现亚硝酸盐含量增高的问题。

从本文以上介绍可知：活性炭对水中有机染物具有较强的吸附作用，并能除去自来水中的余氯、氯酚。当活性炭过滤器使用到一定时间，活性炭中有机污染物吸附了相当多的量，而具有杀菌作用的余氯

又不存在；此时微生物极易繁殖；有机物在微生物的作用下于活性炭的界面上发生分解，使有机氮逐步分解为蛋白氮、氨氮、亚硝酸盐氮，使得活性炭过滤器的出水中亚硝酸盐含量增加。

有学者研究发现，当水中有银存在时，银离了彼菌体细胞膜吸附，使细胞的某些生理功能破坏，但细胞仍具活力，一旦细胞表面吸附过多的银，银离子就能穿透细胞贮留在胞浆膜上，抑制胞浆腹内的细菌酶，使内失去活性，导致细菌死亡，从而起到杀菌消毒作用。

渗银活性炭通常用于小型家用或集团用的净水器中，渗银活性炭选用粒度20～30目的颗粒果壳炭，常用的银剂是AgNO3，经化学法加工而成。渗银量以银计小于1％（重量比），当水通过渗银活性炭时，银离子就会慢慢释放出来。有资料介绍，银离子在水中的浓度为0.1～0.2mg／L时就能达到杀菌目的，但此浓度已高于《生活饮用水水质标准》中0.05 mg／L银含量，故该技术是否能在建筑给水深度处理中使用，长时期的微量银对我们的健康是否有危害，需要进一步认真研究，慎重对待。

二、臭氧活性炭

活性炭能比较有效地去除小分子有机物，但是难以去除大分子有机物，而水中往往较大分子的有机物为多，所以活性炭的表面面积得不到充分的利用，势必加速饱和，缩短周期.由于臭氧可将水中的大分子转化为小分子，改变其分子结构形态，提供有机物进入较小孔隙的可能性；同时将大孔内与表面的有机物得到氧化分解，减轻了活性