1、一一. .吸附的概念与活性炭的吸附吸附的概念与活性炭的吸附-1-11.1.吸附的概念吸附的概念 吸附是利用内部表面积很大的固体颗粒吸附是利用内部表面积很大的固体颗粒, ,去除液去除液 气相中的特定成分气相中的特定成分, , 以达到分离以达到分离, , 精制的目的精制的目的. . 因此因此多孔多孔, ,内部表面积大是吸附材的条件内部表面积大是吸附材的条件. .2.2.为什么活性炭是优质吸附材为什么活性炭是优质吸附材? ? 活性炭由原料经由活性炭由原料经由 炭化炭化+活化活化 二步工艺二步工艺, ,形成多孔形成多孔, , 表面积增大的碳素材表面积增大的碳素材. . 通常通常 1g1g的活性炭的表面
2、积有的活性炭的表面积有8001200m8001200m2 2. . 因此因此 可以说活性炭是理想的吸附材可以说活性炭是理想的吸附材. .3. 3. 活性炭的表面照片活性炭的表面照片 一一. .吸附的概念与活性炭的吸附吸附的概念与活性炭的吸附-2-21)1)煤质活性炭表面煤质活性炭表面2)2)椰壳活性炭表面椰壳活性炭表面3)3)备长碳表面备长碳表面( (日本一种碳的名称日本一种碳的名称) )1000300500一一. .吸附的概念与活性炭的吸附吸附的概念与活性炭的吸附-3-34.4.活性炭的吸附能力与细孔有关活性炭的吸附能力与细孔有关. . 细孔的大小一般用直径来表示细孔的大小一般用直径来表示:
3、 : 辅助细孔辅助细孔: : 8 8 (0.8nm) (50nm) (50nm) ( 1( 1=10-10m 1nm=10-9m )=10-10m 1nm=10-9m )二二. .活性炭的分类活性炭的分类-1-11.1.从原材料来分从原材料来分 植物系植物系 又可分椰壳又可分椰壳, ,果壳果壳, ,木质活性炭木质活性炭 煤炭系煤炭系 又可分无烟煤又可分无烟煤, ,沥青沥青, ,泥炭等泥炭等 石油系石油系 其他其他 合成纤维合成纤维, ,合成树脂等合成树脂等 水处理中常用的是椰壳水处理中常用的是椰壳, ,果壳及无烟煤质活性炭果壳及无烟煤质活性炭2.2.从活化方法来分从活化方法来分 气体活化气体活
4、化 又可分水蒸汽活化又可分水蒸汽活化, ,二氧化碳活化等二氧化碳活化等 药品活化药品活化 又可分用磷酸又可分用磷酸, ,氯化锌活化等氯化锌活化等3.3.从用途来分从用途来分 气相活性炭气相活性炭 液相活性炭液相活性炭 二二. .活性炭的分类活性炭的分类-2-24.4.从颗粒形状来分从颗粒形状来分 粉状活性炭粉状活性炭 粒状活性炭粒状活性炭 又可分破碎碳又可分破碎碳( (不定型碳不定型碳) )造粒碳造粒碳( (圆柱状圆柱状, ,球状碳等球状碳等) ) 其他成型碳其他成型碳 如板状如板状, ,圆筒状圆筒状, ,纤维状纤维状, ,丝织状等丝织状等 水处理中常用的是粒状活性炭水处理中常用的是粒状活性炭
5、破碎碳破碎碳圆柱状活性炭圆柱状活性炭纤维状活性炭纤维状活性炭丝织状活性炭丝织状活性炭三三. .活性炭的制造方法活性炭的制造方法-1-1基本的流程是碳化基本的流程是碳化+ +活化二步活化二步. . 具体可分具体可分: : 收尾工程收尾工程 原料原料碳化碳化活化活化洗净洗净烘干烘干筛分筛分包装包装成品成品 椰壳碳的流程是椰壳碳的流程是: :碳化碳化破碎破碎活化活化收尾工程收尾工程 煤质碳的流程是煤质碳的流程是: :粉碎粉碎混炼混炼压缩成型压缩成型破碎破碎碳化碳化活化活化收尾工程收尾工程 造粒碳的流程是造粒碳的流程是: :粉碎粉碎混炼混炼造粒造粒硬化碳化硬化碳化活化活化收尾工程收尾工程 由此可见由此
6、可见, ,椰壳碳没有粉碎的流程椰壳碳没有粉碎的流程, ,故此故此, ,表面有光泽表面有光泽. . 而煤质碳由于粉碎后再混炼成型的原因而煤质碳由于粉碎后再混炼成型的原因, ,表面没有光泽表面没有光泽. . 三三. .活性炭的制造方法活性炭的制造方法-2-2纯水设备常用的椰壳活性炭的材料纯水设备常用的椰壳活性炭的材料: :椰子果椰子果活性炭的材料活性炭的材料是内果皮是内果皮1.1.含水率含水率 活性炭置于活性炭置于105105度的烘干炉中度的烘干炉中,24,24小时以上小时以上, ,可把活性炭中的水分全部去除可把活性炭中的水分全部去除. . 这时所减少的质量这时所减少的质量, ,除以烘干前的重量除
7、以烘干前的重量, ,即为含水率即为含水率. .也称干燥减量也称干燥减量. .2.2.挥发量挥发量 置于置于700700度的电子炉中度的电子炉中7 7分钟分钟, ,可把活性炭所吸附的有机物全部气化去除可把活性炭所吸附的有机物全部气化去除. . 加热前后活性炭质量的差加热前后活性炭质量的差, ,就是挥发量就是挥发量. .挥发量反映了活性炭对有机物的挥发量反映了活性炭对有机物的 吸附量吸附量. .新碳是零新碳是零, ,吸附中的碳一般是吸附中的碳一般是515%.515%.3.3.碘吸附值碘吸附值 表示活性炭的吸附能力表示活性炭的吸附能力. .水处理用新碳的值在水处理用新碳的值在9501100mg/g9
8、501100mg/g左右左右. .4.4.亚甲蓝值亚甲蓝值 表示对大分子的吸附能力表示对大分子的吸附能力. .水处理用新碳的值在水处理用新碳的值在180220mL/g180220mL/g左右左右. .5.5.粒度粒度 用目数来表示用目数来表示. .如如1010目表示一英寸长度用筛子分成目表示一英寸长度用筛子分成1010分分. .水处理固定床的目数一般是水处理固定床的目数一般是 832832目目. .四四. .活性炭的分析指标活性炭的分析指标1.1.利用活性炭优异的吸附性利用活性炭优异的吸附性, ,在下列领域被广泛应用在下列领域被广泛应用: : 1. 1.自来水自来水 去除异味去除异味 2.2.
9、纯水纯水 去除余氯去除余氯, ,保护树脂保护树脂,RO,RO膜膜 去除去除COD,COD,异味异味饮用水饮用水 3.3.下水下水 去除去除COD,COD,脱色脱色处理水回用处理水回用 4.4.产业废水产业废水 去除去除COD,COD,油分油分, ,脱色脱色. . 5. 5.制造工艺制造工艺 石油精炼石油精炼, ,医药制造医药制造, ,酒类酿造酒类酿造, ,砂糖制造砂糖制造 其他其他载银活性炭可抑制细菌载银活性炭可抑制细菌, ,微生物的生长微生物的生长. . 活性炭可除去电子回收系的活性炭可除去电子回收系的H H2 2O O2 2成分成分. .五五. .活性炭的用途活性炭的用途-2-22.2.各
10、种活性炭的比较各种活性炭的比较: :椰壳活性炭椰壳活性炭果壳活性炭果壳活性炭媒质活性炭媒质活性炭吸附孔的特征吸附孔的特征细孔为主细孔为主细孔为主细孔为主主孔为主主孔为主碘吸附值碘吸附值最大最大大大小小亚甲蓝值亚甲蓝值小小小小大大硬度硬度很大很大大大大大用途用途1)1)适合吸附小分子适合吸附小分子 有机物有机物. .不适合不适合 一般的有机物吸一般的有机物吸 附附. .2)2)去除余氯去除余氯3)3)气体脱臭气体脱臭1)1)适合吸附小分子适合吸附小分子 有机物有机物. .不适合不适合 一般的有机物吸一般的有机物吸 附附. .2)2)去除余氯去除余氯3)3)气体脱臭气体脱臭1)1)适合一般的有机适
11、合一般的有机 物吸附物吸附. .2)2)液体脱色液体脱色. .3)3)去除余氯去除余氯1.1.活性炭在前处理设备中的作用是活性炭在前处理设备中的作用是: : 1).1).去除余氯去除余氯残留塩素残留塩素, ,保护后段的树脂保护后段的树脂,RO,RO膜膜.(.(要求要求SV30HSV30H-1-1 ) ) 2). 2).去除部分有机物去除部分有机物.(SV.(SV越小越小, ,去除效果越好去除效果越好) )2.2.栗田的标准设备有以下二种栗田的标准设备有以下二种: : 1).CF 1).CF系列系列 手动反洗型手动反洗型. .标准通水标准通水SV=20HSV=20H-1-1 有有CF-50,CF
12、-70CF-50,CF-70等等.50,70.50,70表示的是充填的活性炭量表示的是充填的活性炭量. . 2).KA 2).KA系列系列 自动反洗型自动反洗型. .标准通水标准通水SV=20HSV=20H-1-1 型号型号尺寸尺寸(H)H)充填活性炭量充填活性炭量(Lit)(Lit)标准通水量标准通水量(m(m3 3/H)/H)KA-1KA-1500mm500mm1525mm1525mm2002004 4KA-2KA-2600mm600mm1525mm1525mm3003006 6KA-3KA-3800mm800mm1525mm1525mm5005001010KA-4KA-41000mm10
13、00mm1525mm1525mm8008001616KA-5KA-51200mm1200mm1525mm1525mm115011502020KA-6KA-61400mm1400mm1525mm1525mm1550155030303.KA型自动阀配制图.原水原水处理水处理水排水排水FA-1FA-1FA-2FA-2FA-3FA-3FA-4FA-4FA-5FA-5栗田阀门编号规定栗田阀门编号规定: :1 1号号: :进水阀进水阀2 2号号: :反洗进水阀反洗进水阀3 3号号: :反洗排水阀反洗排水阀4 4号号: :正洗排水阀正洗排水阀5 5号号: :出水阀出水阀设备要领设备要领: :1)1)活性炭层
14、高活性炭层高1000mmH1000mmH2)2)反洗反洗, ,正洗流量等于正洗流量等于 通水流量通水流量. .3)3)需保留需保留50%50%的反洗空间的反洗空间. .4)4)椰壳椰壳, ,果壳果壳, ,煤质活性炭煤质活性炭 均可均可. .5)5)常用粒状椰壳常用粒状椰壳12321232目目 活性炭活性炭. .4.KA型反洗标准流程:步骤步骤时间时间FA-1FA-1FA-2FA-2FA-3FA-3FA-4FA-4FA-5FA-5通水-反冲洗15min静止5min正冲洗10min通水-: :表示阀门开表示阀门开. .5.5.活性炭塔管理基准活性炭塔管理基准 1)1)出口余氯为出口余氯为0.0.
15、2) 2)进出口压差进出口压差1kg/cm1kg/cm2 2 3)3)活性炭应活性炭应0.510.51年交换年交换1.1.活性炭在废水处理设备中的用途活性炭在废水处理设备中的用途: : 主要是去除主要是去除COD.COD.2.COD2.COD去除中活性炭吸附法的适用去除中活性炭吸附法的适用: : 废水废水CODCOD的处理方法有的处理方法有 凝絮沉淀法凝絮沉淀法 过滤法过滤法 生物氧化法生物氧化法 化学氧化法化学氧化法 吸附法等吸附法等 为提高废水的处理效果为提高废水的处理效果, ,最好的方法是根据废水特性最好的方法是根据废水特性, , 组合使用以上的处理方法组合使用以上的处理方法. . 活性
16、炭吸附处理法适用于活性炭吸附处理法适用于: : 用生化法用生化法 凝絮沉淀法等不能有效时的凝絮沉淀法等不能有效时的CODCOD成分去除成分去除. . 活性炭吸附法的优点活性炭吸附法的优点: :不使用化学药品不使用化学药品 不产生污泥不产生污泥 能再生再利用能再生再利用3.3.各种废水处理技术对有机物的处理比较各种废水处理技术对有机物的处理比较4.4.活性炭在废水处理设备中的形态活性炭在废水处理设备中的形态: : 1)1)固定床式固定床式 适用于适用于CODCOD值时而超标值时而超标, ,时而良好的状态时而良好的状态. . 交替式运行是通常采用的方式交替式运行是通常采用的方式. . A A塔活性
17、炭交换后塔活性炭交换后. .这种方式称为交替式运行这种方式称为交替式运行.4.4.活性炭在废水处理设备中的形态活性炭在废水处理设备中的形态: : 2)2)连续式活性炭塔概念图连续式活性炭塔概念图: : 5.5.连续式活性炭塔与固定式的比较连续式活性炭塔与固定式的比较: : 活性炭在水处理中活性炭在水处理中, ,还常用作生物过滤器的充填物还常用作生物过滤器的充填物. . 生物过滤器可见于前处理及回收设备生物过滤器可见于前处理及回收设备. . 作用是分解数作用是分解数ppmppm级的有机物成分级的有机物成分. . 其原理是在充填物表面其原理是在充填物表面, ,形成生物膜形成生物膜, ,该生物膜分解
18、水中的有机物该生物膜分解水中的有机物. . 椰壳活性炭及煤质活性炭均有见用于生物过滤器椰壳活性炭及煤质活性炭均有见用于生物过滤器. . 生物过滤器充填物交换基准生物过滤器充填物交换基准: : 1) 1)三三 五年一换五年一换, ,但交换后大约一个月后才能正常发挥作用但交换后大约一个月后才能正常发挥作用. . 2) 2)每年交换三分之一每年交换三分之一. .秤量活性炭九九. .活性炭的吸附等温线介绍活性炭的吸附等温线介绍-1-1(1)(1)实验方法实验方法活性炭称量投入 添加试验水震荡五天测定过滤液的COD值(2)由此作出吸附等温线(右图)1.1.等温线通常由二条直线构成等温线通常由二条直线构成
19、. .2.2.倾斜度低的是易吸附成分倾斜度低的是易吸附成分. .3.3.倾斜度高的是不易吸附成分倾斜度高的是不易吸附成分. . 吸着量 mgmg/ /LLcr 濃度濃度 g-COD/g-ACg-COD/g-AC 由实验数据吸附等温线曲线由实验数据吸附等温线曲线根据入口根据入口, ,出口的条件出口的条件, ,推断吸附量推断吸附量推断出活性炭的使用量推断出活性炭的使用量3)3)吸附等温线的使用方法吸附等温线的使用方法九九. .活性炭的吸附等温线介绍活性炭的吸附等温线介绍-2-2 吸 着 量设计值设计值出口浓度出口浓度入口浓度入口浓度Cr浓浓度度 g-COD/g-ACg-COD/g-AC mgmg/ /LL
