水處理中如何選用濾料？
2017-08-18
01 污水處理用纖維球?yàn)V料纖維球?yàn)V料是由纖維絲扎結(jié)而成的，它與傳統(tǒng)的鋼性顆粒濾料相比，具有彈性效果好 、 不上浮水面、孔隙大、水頭損失小、耐酸堿、可再生等優(yōu)點(diǎn)；在過(guò)濾過(guò)程中，濾層空隙沿水 流方向逐漸變小，濾速快，截污能力大。適用于直接過(guò)濾的過(guò)濾設(shè)備，用于電力、油田、化 工、冶金、電子等行業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)用水以及循環(huán)水、旁濾水、廢水的回收與利用。其物理、化學(xué)性能數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。工作標(biāo)準(zhǔn)1、根據(jù)進(jìn)水量和沉淀出水濁度適當(dāng)控制濾速，保證濾后水質(zhì)，如果進(jìn)水量過(guò)大，會(huì)影響纖維球?yàn)V料的性能。2、每1~2小時(shí)觀察一次進(jìn)、出水濁度、pH值、余氯量、水頭損失，正確填寫(xiě)生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表。3、負(fù)責(zé)纖維球?yàn)V料濾池的啟閉和沖洗及各項(xiàng)事故的排除;。4、做好一級(jí)保養(yǎng)，配合好二級(jí)保養(yǎng)和參與 纖維球?yàn)V料濾池大修理工作。5、與調(diào)度、一、二級(jí)泵站和加抓、加礬操作人員保持密切聯(lián)系，及時(shí)調(diào)整有關(guān)操作。02 污水處理用陶粒污水處理用陶粒濾料1. 定義根據(jù)《水處理用人工陶粒濾料》 ( CJ/T-2008 ) , 水處理陶粒濾料是指用黏土、粉煤灰、頁(yè)巖等材料為主要原料，經(jīng)破碎、配方，成形后經(jīng)高溫?zé)商召|(zhì)的顆粒產(chǎn)品。陶粒表面堅(jiān)硬、呈球形顆粒狀，具有發(fā)達(dá)的微孔和大比表面積、孔隙率高，從而截污能力強(qiáng)、濾速高。根據(jù)用途的不同，水處理用陶?？煞譃榻o水處理濾料和污水處理濾料兩種。2. 要求(1) 人工陶粒濾料不應(yīng)使濾后水產(chǎn)生有毒、有害成分；(2) 人工陶粒濾料的粒徑范圍一般為0. 5 ~9. 0mm , 確定的陶粒濾料粒徑范圍中，小于***小粒徑和大于***大粒徑的賃均不應(yīng)大于5%。①給水用陶粒粒徑：給水用陶粒粒徑為1 ~2. 5 mm, 其中大于2. 5mm粒徑的篩余量≤5% , 小于1. 0mm粒徑的篩余量≤5% ;②污水處理陶粒粒徑：污水處理陶粒粒徑為2~4mm、3~6mm、5~8mm、6~9mm , 同時(shí)應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求。(3) 其他技術(shù)指標(biāo)陶粒濾料破碎率與磨損率之和、含泥量、鹽酸可溶率、空隙率與比表面積的指標(biāo)，應(yīng)符合表3的規(guī)定。污水處理用陶粒濾料的種類1. 黏土陶粒以黏土、亞黏土等為主要原料，經(jīng)加工制粒，燒脹而成的。如采用紅黏土粉煤灰，頁(yè)巖為主要原料，加入適量的化工原料，可生產(chǎn)出多孔球形輕質(zhì)陶粒濾料。多孔陶粒濾料具有強(qiáng) 度好、孔隙率大、比表面積大、化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，可以作為濾料用于污水和自來(lái)水的處 理工藝中。2. 粉煤灰陶粒與粉煤灰陶砂粉煤灰陶粒與粉煤灰陶砂是以工業(yè)廢料粉煤為主要原料，加入一定量膠結(jié)料和水，加工 成球形后燒結(jié)而成的。其粒徑為5mm 以上的輕粗骨料稱為燒結(jié)粉煤灰陶粒；料徑小于5mm 的輕細(xì)骨料稱為粉煤灰陶砂 。粉煤灰陶粒粉煤灰陶粒一般呈球狀，堆積密度不大于1100kg/m3, 粒徑5~20mm , 表皮粗糙堅(jiān)硬， 內(nèi)部有許多細(xì)微氣孔，具有體輕、高強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。煤灰陶粒規(guī)格要求如下：(1) 粉煤灰陶粒的吸水率不應(yīng)低于22% , 軟化系數(shù)不應(yīng)小于0.80;(2) 粉煤灰陶粒的抗凍性要求如下：經(jīng)15次凍融循環(huán)后的重量損失不應(yīng)大于5% ; 也可用硫酸鈉溶液法測(cè)定其堅(jiān)固性，經(jīng)5次特環(huán)試驗(yàn)后的重量損失不應(yīng)大于5% ;(3) 重摸損失要求如下：用煮沸法檢驗(yàn)時(shí)，其重量損失不應(yīng)大于2% ;(4) 粉煤灰陶粒的燒失量不應(yīng)大于4% ;(5) 粉煤灰陶粒中有害物質(zhì)應(yīng)符合規(guī)定。粉煤灰陶粒具有比表面積大、表面能高、內(nèi)部存在著鋁、硅氧化物等活性點(diǎn)，具有良好的吸附性能，易于再生便于重復(fù)利用，因此是一種廉價(jià)的吸附劑。在廢水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。3. 頁(yè)巖陶粒頁(yè)巖陶粒又稱膨脹頁(yè)巖，采用黏土質(zhì)頁(yè)巖、板巖等為原料，經(jīng)破碎、篩分，或粉磨成球，燒脹而成。陶粒濾料具有孔隙率高、比表面積大、化學(xué)性能穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度高、過(guò)濾水質(zhì)好、不含有害物質(zhì)、滲透能力強(qiáng)、濾速高、產(chǎn)水匾高等特點(diǎn)，可作為水廠濾池和污水處理過(guò)濾的濾料。有關(guān)企業(yè)給出的技術(shù)指標(biāo)如表5所示，供參考 。4. 河底泥陶粒大量的江河湖水經(jīng)過(guò)多年的沉積 形成了很多泥沙。利用河底泥替代黏土，經(jīng)挖泥、自然干燥、生料成球、預(yù)熱、焙燒、冷卻制成陶粒。河底泥陶?？梢宰鳛樘盍嫌们餅V池處理 污水。5. 硅藻土陶粒硅藻土是由較細(xì)的硅藻殼聚集、經(jīng)生物化學(xué)沉積作用形成的沉積巖，硅藻土呈疏松狀，吸水和吸附能力強(qiáng)，熔點(diǎn)高，具有多孔結(jié)構(gòu)。目前生產(chǎn)硅藻土陶粒有兩種方法：焙燒法和免燒法。如果硅藻土成巖秤度較高，已呈塊狀，可以采用直接焙燒，然后破碎***所需粒度。免燒法是將粉碎好的硅藻土，配入CaO含量大于80%的石灰和模數(shù)為2. 8的硅酸鈉混合拌勻，在成球盤中加水滾動(dòng)成球，經(jīng)一定時(shí)間養(yǎng)護(hù)即成硅藻土陶粒。有人應(yīng)用硅藻土陶粒作為濾池的填料，對(duì)城市污水處理廠尾水進(jìn)行末端脫氮除磷深度處理的研究，結(jié)果表明處理后出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB18918—2002 ) 一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。6. 煤旰石陶粒煤研石含有較高的碳及硫，燒失***較大。李國(guó)昌等以煤石為原料，分別采用破碎法和成球法制成濾料生料，經(jīng)快升溫或慢升溫焙燒獲得陶粒濾料，均能得到性能優(yōu)良的陶粒制品， 而成球法制品的氣孔率普遍高于破碎法。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，可根據(jù)煤旰石特性、產(chǎn)品的性能要求、生產(chǎn)成本等確定煤旰石陶粒濾料的制備工藝。有人利用煤旰石作為主要原料，制備了生物濾池用陶粒濾料，將濾料用于曝氣生物濾池反應(yīng)器的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明煤旰石陶粒濾料掛膜快、易于反沖洗，對(duì)水中有機(jī)物和NH3—N的去除效果良好。7. 生物污泥陶粒以生物污泥為主要原材料，經(jīng)過(guò)烘干磨碎、成球后，燒結(jié)成型。與石英砂相比，生物污泥陶粒的比表面積為同體積石英砂的2~3倍，孔隙率為石英砂的1. 3~2倍。生物陶粒濾料可作為工業(yè)廢水高負(fù)荷生物濾料池的生物膜載體、自來(lái)水微污染水源預(yù)處理用生物濾池的濾料。生物污泥陶?？梢越杂脕?lái)鋪設(shè)于景觀水底，用以吸收水中的氨氮和磷等污染物。8. 納米改性陶粒合成新型的納米陶粒是水處理填料用陶粒的一個(gè)新嘗試 ，它對(duì)傳統(tǒng)陶粒比表面積小，難掛膜，生物親和力低、易堵塞等缺點(diǎn)有一定的改善。通過(guò)對(duì)陶粒生產(chǎn)原料配比、比表面積、孔隙尺寸及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的綜合考慮，不斷優(yōu)化制備工藝，并添加納米材料和適當(dāng)?shù)呐蛎泟┻M(jìn)行改性，使陶粒朝增大空隙率、減少壓降、增大比表面積、改善潤(rùn)濕性能和功能多樣化的方向發(fā)展，不斷提高填料的性能，以促進(jìn)水處理工藝特別是生物膜法處理工藝的發(fā)展。污水處理用陶粒的特點(diǎn)1、采用無(wú)機(jī)惰性材料高溫?zé)?，長(zhǎng)期浸泡不會(huì)向水體釋放任何物質(zhì)，無(wú)二次污染；2、比表面積大，作為填料適合各類微生物的生長(zhǎng)，在其表面能形成穩(wěn)定的、高活性的生物膜，處理出水水質(zhì)好；3、表面微孔多，生物親和性好，微生物在其多孔的表面繁殖速度快，處理效率高；4、具有很好的表面吸附性能，如在生物濾池系統(tǒng)中，陶粒表面不僅存在著生物氧化作用，還具有截留懸浮物和生物膜的作用；5、形狀規(guī)則，濾料層孔隙分布均勻，反洗效果好；能有效克服不規(guī)則濾料因?yàn)V料層孔隙分布不均勻而引起的水頭損失、易堵塞、板結(jié)等缺陷；6、采用一定的粒徑級(jí)配，能提高納污能力和濾料利用率，減少水頭損失；7、強(qiáng)度大、耐摩擦，物理、化學(xué)穩(wěn)定性高，壽命長(zhǎng)；8、可規(guī)?；a(chǎn)，價(jià)格便宜。目前，已開(kāi)發(fā)出多種檔次、不同價(jià)格的陶粒濾料，可根據(jù)水處理具體工程情況，滿足用戶的不同需求。具體應(yīng)用陶粒采用無(wú)機(jī)惰性材料經(jīng)燒脹或燒結(jié)而成，長(zhǎng)期浸泡不會(huì)向水體釋放任何物質(zhì)，無(wú)二次 污染，內(nèi)部具有大量空隙，當(dāng)水從陶粒層穿過(guò)時(shí)，可以吸收和攔截水中大量的雜質(zhì)，因些， 陶?？梢宰鳛橐环N優(yōu)質(zhì)過(guò)濾材料用于過(guò)濾工藝中；同時(shí)其又具有質(zhì)輕、比表面積大的特點(diǎn)， 適用于作為微生物的載體用于污水的處理以及深度處理。陶粒在水處理方面的應(yīng)用主要有以 下幾個(gè)方面：1、自來(lái)水的過(guò)濾因?yàn)樘樟o(wú)毒、無(wú)味，過(guò)濾效果好，可用來(lái)作為濾料生產(chǎn)自來(lái)水。2、作為生物填料用于給水預(yù)處理工藝在給水處理預(yù)處理工藝中，目前一般采用生物膜法，主要包括生物接觸氧化、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床等。利用附著生長(zhǎng)在填料表面的生物膜吸收水中的有機(jī)物、氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行新陳代謝，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。在山西大同冊(cè)田水庫(kù)、浴陽(yáng)河、官?gòu)d水庫(kù)、紹興青甸湖等地，對(duì)受污染的水源進(jìn)行生物預(yù)處理試驗(yàn)研究結(jié)果表明，采用生物污泥陶粒預(yù)處理可有效去除濁度、細(xì)菌、大鼠溶解性有機(jī)物、氨氮、色度等污染物質(zhì)，能改善后續(xù)處理工藝對(duì)污染物的去除效果。3、作為生物填料用于污水處理作為生物接觸氧化、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床等微生物載體處理污水，如可以作為填料用于曝氣生物濾池，處理城市生活污水。4、污水深度處理因其有多孔、比表面積大，因此吸附性能好，加上對(duì)酸堿的化學(xué)和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，可以作為吸附材料用于污水的深度處理。有資料表明，陶粒濾料對(duì)鉻、銀、鋅和磷具有較強(qiáng) 的去除作用，在一些場(chǎng)合可替代活性炭作廉價(jià)的吸附劑。03 無(wú)煙煤濾料1、無(wú)煙煤濾料的加工與使用無(wú)煙煤濾料采用優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤為原料，經(jīng)精選、破碎、篩分等工藝加工而成。無(wú)煙煤濾料具有以下特點(diǎn)：化學(xué)性能穩(wěn)定，不含有毒物質(zhì)，耐磨損，在酸性、中性、堿性水中均不溶解；顆粒表面粗糙，有良好的吸附能力；孔隙率大(>50% ) , 有較高的納污能力；質(zhì)輕，所需反沖洗強(qiáng)度較低，可節(jié)省反沖洗用水及電能。無(wú)煙煤濾料同石英砂濾料配合使用，是我國(guó)目前推廣的雙層快速濾池和三層濾池、濾罐過(guò)濾的***佳材料；是提高濾速、增加單位面積出水量、提高截污能力、降低工程造價(jià)和減少 占地面積***有效的途徑。已廣泛用于化工、冶金、熱電、制藥、造紙、印染、食品等生產(chǎn)前 后的水處理過(guò)程中。2、選擇無(wú)煙煤濾料的要求無(wú)煙煤濾料在過(guò)濾過(guò)程中所起作用直接影響著過(guò)濾的水質(zhì)，故選擇必須達(dá)到以下幾點(diǎn)要求：(1)機(jī)械強(qiáng)度高，破碎率和磨損率之和不應(yīng)大于3% (按質(zhì)量計(jì)）；(2)化學(xué)性能穩(wěn)定，不含有毒物質(zhì)，在一般酸性、中性、堿性水中均不溶解；(3)粒徑級(jí)配合理，比表面積大；(4)粒徑范圍：小于指定的下限粒徑不大于3% (按質(zhì)量計(jì)），大于指定的上限粒徑不大于2% (按質(zhì)量計(jì)）。3、產(chǎn)品規(guī)格與技術(shù)指標(biāo)常用規(guī)格：0. 8~1. 2mm, 0. 8~1. 8mm , 1~2mm , 2~4mm等。04 石英砂石英砂是一種堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物，其主要礦物成分是Si02 , 可高達(dá) 99%。石英砂的顏色為乳白色帶紅色或無(wú)色半透明狀，莫氏硬度7 , 性脆無(wú)解理，貝殼狀斷口，油脂光澤，相對(duì)密度為2.65, 其化學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械性能具有明顯的異向性，不溶于酸，微溶于堿溶液，熔點(diǎn)1750℃。目前，生產(chǎn)石英砂采用的原料有兩種：1、利用天然的河砂、海砂、分篩而成。優(yōu)點(diǎn)是就地取材、造價(jià)低；缺點(diǎn)是：因受水的侵蝕時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，強(qiáng)度降低、磨損率與破損率高、使用周期短、機(jī)械強(qiáng)度差。這些缺點(diǎn)是影響濾速的首要因素。2、利用天然石英礦床，經(jīng)破碎、分篩、精選而成，具有密度大、機(jī)械強(qiáng)度高、顏色純正的優(yōu)點(diǎn)，適用于生活飲用水過(guò)濾、循環(huán)水處理以及污水的回收利用。石英砂常用的規(guī)格有：0. 5~1.0mm、0. 6~1. 2mm、1~2mm、2~4mm、4~8mm、8~16mm、16~32mm。05 沸石濾料1、天然沸石天然沸石大部分由火山凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)沉積巖在海相或湖相環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)而形成，為鋁硅酸鹽類礦物，外觀呈白色或磚紅色，屬弱酸性陽(yáng)離子交換劑。如經(jīng)人工導(dǎo)入活性組分，使其具有新的離子交換或吸附能力，吸附容雖可相應(yīng)增大。天然沸石主要用于中小型鍋爐用水的軟化處理，以去除水中的硬度，從而減少鍋爐內(nèi)水垢的生成。在廢水處理中，可用于去除水中的磷以及鉛、六價(jià)銘等重金屬，失效后的沸石可用于濃鹽水逆流再生后重復(fù)使用。2、活化沸石特性活化沸石是天然沸石經(jīng)過(guò)多種特殊工藝活化而成，其吸附性能強(qiáng)，離子交換性能好，有利于去除水中的各種污染物?；罨惺枪I(yè)給水、廢水處理及自來(lái)水過(guò)濾的新型理想濾料。 沸石濾料技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表7。3、合成沸石1)分子篩分子篩按骨架元素組成可分為硅鋁類分子篩、磷鋁類分子篩和骨架雜原子分子篩；按孔 道大小劃分，孔道尺寸小于2nm、2 -50nm和大于50nm的分子篩，分別稱為微孔、介孔和大孔分子篩。大孔分子篩由于具有較大的孔徑，成為較大尺寸分子反應(yīng)的良好載體。分子篩 具有很高的脫水能力，可應(yīng)用于石油化學(xué)、制冷劑脫水、醫(yī)藥品保存劑等。同時(shí)，也可用作 工業(yè)制氣吸附劑（制氧 PSA、制氫PSA、深冷分離）及半導(dǎo)體工業(yè)廢氣處理劑等。2)高硅沸石高硅沸石主要為斜發(fā)沸石和絲光沸石，它們分散在白塹紀(jì)和第三紀(jì)的正常海相條件下形 成的沉積巖中，如細(xì)粒砂、硅質(zhì)黏土、蛋白土、碳酸鹽類巖石和磷塊巖等，這些巖石中通常 富含生物化學(xué)成因的氧化硅，其硬度一般在4 -5, 性脆質(zhì)軟且輕，易碎易磨，高硅沸石具有優(yōu)異的疏水性、耐熱性，主要用于石油精制、石油化學(xué)用催化劑載體。另外，對(duì)烴類、有機(jī)溶劑等也有優(yōu)異的吸附能力，被應(yīng)用于汽車尾氣處理系統(tǒng)催化劑及各類工廠廢氣去除裝置。06 磁鐵礦濾料磁鐵礦濾料是三層濾料濾池的必備材料，具有過(guò)濾速長(zhǎng)快、截污能力強(qiáng)、使用周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。07 錳砂濾料采用天然錳礦石經(jīng)機(jī)械破碎、水洗、多次篩分加工而成。外觀呈褐色，表面粗糙。錳砂密度大、硬度高、不易磨損與破碎、化學(xué)性能穩(wěn)定、不含有毒物質(zhì)，是一種很強(qiáng)的氧化劑。天然錳砂中含有MnO2 , 是Fe2+氧化成Fe3+的良好催化劑，對(duì)于生活飲用水、地下水除 鐵、除錳有獨(dú)特的效果，常用于除鐵除錳的過(guò)濾裝置 。含錳量（以MnO2計(jì)）不小于35%的天然猛砂濾料，既可用于地下水除鐵，又可用于地下水除錳；含錳量為20%~30%的天然錳砂濾料，只宜用于地下水除鐵；含錳量低于20% 的則不宜采用。錳砂濾料物理、化學(xué)性能分析常用規(guī)格：0. 5 ~1. 0mm, 1~2mm, 2~4mm。08 果殼濾料果殼濾料采用植物果殼為原料，經(jīng)破碎、拋光、蒸洗 、藥物處理和多次篩選加工而成。 可采用的植物果殼有核桃殼、椰子殼等。果殼濾料具有耐磨、抗壓、不在酸堿性水中溶解、不腐爛、不結(jié)塊、易再生，較強(qiáng)的除油性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用在各種廢水處理（特別是含 油廢水）中。果殼濾料是取代石英砂濾料來(lái)提高水質(zhì)、大幅度降低水處理成本的新一代濾料。常用規(guī)格：10 ~1. 0mm, 0.8~1.2mm, 1.2~1.6mm，1.6~2.0mm。1.果殼濾料的特點(diǎn)(1) 具有多孔和多面特性，截污力強(qiáng)，油和懸浮物去除率高 ；(2) 具有多棱性和不同粒徑，形成深床過(guò)濾，增強(qiáng)了除油能力和濾速 ；(3) 具有親水不親油和適宜的密度，易反洗，再生力強(qiáng)；(4) 硬度大，且經(jīng)特殊處理不易腐蝕，不用更換濾料，每年只補(bǔ)充少量，可節(jié)省維修費(fèi)用和維修時(shí)間，提高利用率 。2. 果殼濾料用途(1) 油田含油污水處理：去油和懸浮固體；(2) 其他工業(yè)含油污處理：去油和懸浮固體；( 3) 工業(yè)用水處理：去除水中懸浮固體，提高水質(zhì)。09 活性炭活性炭是一種非常優(yōu)良的吸附劑，它是利用木炭、竹炭、各種果殼和優(yōu)質(zhì)煤等作為原料，通過(guò)物理和化學(xué)方法對(duì)原料進(jìn)行破碎、過(guò)篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成?；钚蕴烤哂形锢砦胶突瘜W(xué)吸附的雙重特性，可以有選擇地吸附氣相、液相中的各種物質(zhì)，以達(dá)到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的。1、活性炭的吸附性吸附性質(zhì)是活性炭的首要性質(zhì)?；钚蕴烤哂邢袷Яs無(wú)規(guī)則地排列的微晶，在活化過(guò)程中微晶間產(chǎn)生了形狀不同、大小不一的孔隙。按IUPAC方法分：微孔小于1.0nm、中孔 1~25nm、大孔大于25nm?；钚蕴课⒖椎目紫度莘e一般只有0. 25~0. 9Ml/g，孔隙數(shù)量約為 1020 個(gè)/g, 全部微孔比表面積約為500~1500㎡/g , 也有稱高達(dá)3500 ~5000㎡/g的。這些孔隙特別是微孔提供了巨大的表面積?；钚蕴繋缀?5% 以上的表面積都在微孔中，因此微孔是決定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容積一般約為0. 02~1.0mL/g, 比表面積***高可達(dá)幾百平米，能為吸附物提供進(jìn)入微孔的通道，又能直接吸附較大的分子。大孔的孔隙容積一般約為0. 2 -0.5mL/ g , 比表面積約0.5 ~2㎡/g, 其作用一是使吸附質(zhì)分子快速深入活性炭?jī)?nèi)部較小的孔隙中去；二是作為催化劑載體，作為催化劑載體時(shí)，催化劑只有少量沉淀在微孔內(nèi)，大都沉淀在大孔和中孔之中。2、影響活性炭吸附的主要因素由于活性炭水處理所涉及的吸附過(guò)程和作用原理較為復(fù)雜，因此影響因素也較多，主要有活性炭的性質(zhì)、水中污染物的性質(zhì)、活性炭處理的過(guò)程原理以及選擇的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)與操作條 件等有關(guān)。1）活性炭的性質(zhì)用于水處理的活性炭應(yīng)有三項(xiàng)要求：吸附容量大、吸附速度快、機(jī)械強(qiáng)度好?；钚蕴康奈饺萘砍渌饨鐥l件外，主要與活性炭比表面積有關(guān)，比表面積大，微孔數(shù)量多，可吸 附在細(xì)孔壁上的吸附質(zhì)就多。吸附速度主要與粒度及細(xì)孔分布有關(guān)，水處理用的活性炭，要 求過(guò)渡孔（半徑2. 0~100nm )較為發(fā)達(dá)，有利于吸附質(zhì)向微細(xì)孔中擴(kuò)散?；钚蕴康牧６仍叫∥剿俣仍娇?，但水頭損失要增大，一般在8~30目范圍較宜?；钚蕴康臋C(jī)械耐磨強(qiáng)度，直接影響活性炭的使用壽命。2）吸附質(zhì)（溶質(zhì)或污染物）性質(zhì)同一種活性炭對(duì)于不同污染物的吸附能力有很大差別。a.溶解度對(duì)同一族物質(zhì)的溶解度隨鏈的加長(zhǎng)而降低，而吸附容量隨同系物的系列上升或分子量的 增大而增加。溶解度越小，越易吸附，如活性炭從水中吸附有機(jī)酸的次序是按甲酸→乙酸→丙酸→丁酸而增加。b.分子大小與化學(xué)結(jié)構(gòu)吸附質(zhì)分子的大小和化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)吸附也有較大的影響。因?yàn)槲剿俣仁軆?nèi)擴(kuò)散速度的影 響，吸附質(zhì)（溶質(zhì)）分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例，***利于吸附。在同系物中， 分子大的較分子小的易吸附。不飽和鍵的有機(jī)物較飽和的易吸附。芳香族的有機(jī)物較脂肪族 的有機(jī)物易于吸附。c.極性活性炭基本可以看成是一種非極性的吸附劑，對(duì)水中非極性物質(zhì)的吸附能力大于極性物質(zhì)。d.吸附質(zhì)濃度吸附質(zhì)的濃度在一定范圍時(shí)，隨著濃度增高，吸附容量增大。因此吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的濃度變化，活性炭對(duì)該種吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的吸附容量也變化。3）溶液pH溶液pH值對(duì)吸附的影響，要與活性炭和吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的影響綜合考慮。溶液pH值控制了酸性或堿性化合物的離解度，當(dāng)pH值達(dá)到某個(gè)范圍時(shí)，這些化合物就要離解，影響對(duì)這些化合物的吸附。溶液的pH值還會(huì)影響吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的溶解度，以及影響膠體物質(zhì)吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的帶電情況。由于活性炭能吸附水中氫、氧離子，因此影響對(duì)其他離子的吸附?；钚蕴繌乃形接袡C(jī)污染物質(zhì)的效果，一般隨溶液pH值的增加而降低，pH值高于9. 0時(shí)，不易吸附，pH值越低時(shí)效果越好。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定***佳pH值范圍。4）溶液溫度因?yàn)橐合辔綍r(shí)，吸附熱較小，所以溶液溫度的影響較小。吸附是放熱反應(yīng)。吸附熱越大，溫度對(duì)吸附的影響越大。另一方面，溫度對(duì)物質(zhì)的溶解度有影響，因此對(duì)吸附也有影響。用活性炭處理污水時(shí)，溫度對(duì)吸附的影響不顯著。5）多組分吸附質(zhì)共存應(yīng)用吸附法處理水時(shí)，通常水中不是單一的污染物質(zhì)，而是多組分污染物的混合物。在吸附時(shí)，它們之間可以共吸附，互相促進(jìn)或互相干擾。一般情況下，多組分吸附時(shí)分別的吸 附容量比單組分吸附時(shí)低。6）吸附操作條件因?yàn)榛钚蕴恳合辔綍r(shí)，外擴(kuò)散（液膜擴(kuò)散）速度對(duì)吸附有影響，所以吸附裝管的型式、接觸時(shí)間（通水速度）等對(duì)吸附效果都有影響。3、生物活性炭工藝在廢水處理中的應(yīng)用1）粉末活性炭活性污泥法在印染廢水處理中的應(yīng)用相關(guān)研究人員采用缺氧好氧混凝沉淀亞濾富氧生物炭工藝處理漂染廠印染廢水處理。 廢水的進(jìn)水COD600 ~1200mg/L、色度300~600倍、pH11~13, 混凝沉淀的藥劑采用FeCl與NaOH , 亞濾利用陶粒微孔分離細(xì)小大分子的機(jī)理去除難處理的有機(jī)物，富氧生物炭工藝?yán)蒙锾繉?duì)低濃度的有機(jī)物進(jìn)行吸附。工程運(yùn)行結(jié)果表明，其中的缺氧好氧對(duì)COD的去除率達(dá)到50% , 亞濾富氧生物炭工藝對(duì)COD的整的去除率達(dá)到65% , 對(duì)色度的去除率達(dá)到75%, 活性炭更換周期長(zhǎng)，文獻(xiàn)中的處理成本0.7 元/ m3廢水，但沒(méi)有提供具體的工藝參數(shù)與運(yùn)行情況。其他研究人員也采用水解接觸氧化氣?。锾抗に囂幚鞢OD濃度為2550mg/L的印染廢水。水解設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為9h。為提高水解的處理效果，池中配備有穿孔管進(jìn)行布水， 同時(shí)設(shè)置有填料掛膜。接觸氧化設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為6. 7h , 氣水比為25: 1。氣浮使用的藥劑為聚鋁，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為60min , 其中反應(yīng)段時(shí)間為10min。沉淀段水力停留時(shí)間為1h,生物炭池內(nèi)進(jìn)行曝氣，氣水比為5: 1?？偱欧趴谒|(zhì)能穩(wěn)定達(dá)到《廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( GB 8978—96 )一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，工程投資費(fèi)用為960元/m3廢水，當(dāng)時(shí)的運(yùn)行費(fèi)用為2. 04元/m3廢水。其處理工藝流程如下圖所示。文獻(xiàn)中提出了由于氣浮水中存在的氣泡導(dǎo)致后段沉淀效果不佳，影響生物炭池?？梢栽诔恋矶渭右粋€(gè)管道器，投加少量的高效混凝藥劑加強(qiáng)沉淀效果，減輕對(duì)生物炭池的影響。改造后可以形成了一個(gè)生化＋二級(jí)物化＋其他深度處理的工程措施，適應(yīng)高濃度的印染廢水的處理。水解→接觸氧化→氣浮—生物炭工藝處理印染廢水流程2）顆粒狀活性炭在玻璃纖維廢水深度處理中的應(yīng)用某玻璃纖維生產(chǎn)企業(yè)主生產(chǎn)污水主要來(lái)自玻璃纖維表面處理工序，水中的污染物質(zhì)主要是“浸潤(rùn)劑”組分（環(huán)氧乳液、PVAC乳液、聚氨酣乳液、潤(rùn)滑劑及抗靜電劑、各種偶聯(lián)劑等）以及微細(xì)玻璃纖維等懸浮物。除溶劑外，大部分是熱穩(wěn)定性高、難溶于水的高分子有機(jī) 物，具有密度輕、顆粒細(xì)、可生化性差等特點(diǎn)。日排放廢水量800t ,設(shè)計(jì)采用的工藝為氣?。佑|氧化＋炭砂過(guò)濾工藝，出水排放執(zhí)行國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( GB 8978—1996）的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。工藝流程下圖所示。顆粒狀活性炭深度處理玻璃纖維廢水工藝流程由于廢水表面活性物質(zhì)較多，懸浮物疏水性較強(qiáng)且質(zhì)量輕，預(yù)處理采用氣浮工藝。氣浮工藝采用進(jìn)口氣液混合泵；炭砂過(guò)濾器承托層采用石英砂，內(nèi)裝中φ2~3mm、h=6mm規(guī)格的柱狀活性炭粒，反沖洗根據(jù)過(guò)濾器內(nèi)壓力控制（正常運(yùn)行為0.02~0.06MPa) , 一般周期為 3~5天出當(dāng)原水濃度較低時(shí)，終沉后已能達(dá)標(biāo)，可跨越生物炭床直接排放。其工程主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)見(jiàn)下表：
