活性炭是用木材、煤、果殼等含碳物質(zhì)在高溫和缺氧條件下活化制成。它有非常多的微孔和巨大的比表面積,通常1克活性炭的表面積達500~1500米,因而具有很強的物理吸附能力,能有效地吸附廢水中的有機污染物。此外,在活化過程中活性炭表面的非結晶部位上形成一些含氧官能團,如羧基(―COOH)、羥基(―OH)、羰基[88-01]。這些基團使活性炭具有化學吸附和催化氧化、還原的性能,能有效地去除廢水中一些金屬離子。
有粉末炭和粒狀炭之分,前者用于廢水處理,通常采用混懸接觸吸附的方式;后者用于廢水處理,則采用過濾——吸附的方式。處理系統(tǒng)有兩種:一是用活性炭直接處理二級處理出水;二是二級處理出水經(jīng)化學澄清、去除營養(yǎng)物、過濾以后用粒狀炭吸附。
應用粒狀活性炭床,必須對廢水進行預處理,去除油脂,減少懸浮固體,使懸浮物含量少于50毫克/升,以免堵塞炭層、增加水頭損失,并避免頻繁地進行反沖洗。
粉末活性炭處理法又稱生物-物理處理法、
投料曝氣法和加粉末炭曝氣法。它是在的基礎上將粉末活性炭投入曝氣池,這樣既充分利用了廢水處理設備,又提高了處理效果。
用這種方法去除污染物,一般認為是吸附和微生物氧化分解的協(xié)同作用?;钚蕴康拇罅课⒖孜搅擞袡C物和廢水中的氧氣,為微生物群的生長繁殖提供了高濃度的營養(yǎng)源,而微生物代謝過程中產(chǎn)生的酶和輔酶又被吸附和富集在活性炭的微孔中,加之炭上微生物和有機物接觸時間較長,使難以降解的有機物也有可能經(jīng)生物氧化而分解。粉末活性炭處理法一般包括三個步驟:①劇烈混和,使炭迅速分散到污水中;②接觸吸附和氧化,使炭懸浮在污水中進行混懸吸附和氧化;③液-固分離,將炭從污水中分離出來,然后進行再生。
主要用于除去水中有機物、色度及余氯。裝填不同性能的活性碳,可達到不同的處理目的。作為純水脫鹽系統(tǒng)前處理,可有效保證后級設備使用壽命,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。當作為離子交換的前處理系統(tǒng)應用時,可有效地保證離子交換樹脂的使用壽命,提高出水水質(zhì),防止樹脂中毒污染,影響正常使用。
活性炭的吸附能力以物理吸附為主,降低水的氧化度;除去水中三鹵化物(THM)、膠體、余氯、微生物、嗅味及部分金屬離子等。過濾器下部用精制石英砂作承墊層,工作層填料為精選果殼活性炭,以保證良好的過濾和吸附效果,且不會在反洗過程中出現(xiàn)亂層現(xiàn)象。其吸附和脫色能力主要體現(xiàn)在以下幾方面:
a、能吸附水中的有機物、細菌、膠體微粒、微生物。
b、可吸附氧、氨、溴、碘等非金屬物質(zhì)。
c、可吸附金屬離子,如:銀、砷、鉍、鈷、六價鉻、汞、銻、錫等離子。
d、可有效去除色度和氣味。[1]
影響活性炭過濾器吸附效果和使用壽命的主要因素有:污染物的種類和濃度、氣流在過濾材料中的滯留時間、空氣的溫度和濕度。