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煤基壓塊活性炭在水深度凈化過程的吸附特性

     

摘要

活性炭作為關鍵材料應用于水體深度凈化處理工藝較為成熟可靠,國內大多數(shù)城市的市政自來水生產(chǎn)采用活性炭水深度凈化工藝。以活性炭作為吸附劑對水中典型污染物進行凈化處理,研究活性炭在水體深度凈化過程中的吸附特性,為飲用水處理中活性炭的選擇提供依據(jù)。采用新疆煤為原料制備的高效壓塊活性炭作為吸附劑處理黃浦江原水,以水體中UV_(254)和COD(Mn)為深度凈化效果的評價指標。采用吸附等溫模型和擬二級動力學模型對靜態(tài)吸附試驗數(shù)據(jù)進行擬合,評價活性炭對水中污染物的吸附性能;研究不同通水量條件下活性炭凈化效果;采用上向流(自下而上)曝氣生物吸附裝置對黃浦江原水進行處理,推算活性炭服務期限;分析活性炭最佳再生試驗條件。結果表明,該活性炭對黃浦江原水中以UV_(254)和COD(Mn)為指標的物質平衡吸附容量分別為0.481(cm·g)^(-1)和13.889 mg/g,相較于COD(Mn)指標,活性炭對以UV_(254)為指標的物質吸附更快;采用動態(tài)試驗研究活性炭的處理效果,當通水倍數(shù)達到6990時活性炭對以UV_(254)和COD(Mn)為指標的物質吸附基本達到平衡,此時UV_(254)去除率降至50%,COD(Mn)去除率降至5.9%。對比吸附飽和活性炭與新活性炭的理化參數(shù),發(fā)現(xiàn)在長期水流沖刷和水流剪切力作用下,活性炭的粒徑變小、裝填密度和強度增加?;钚蕴康姆掌谙拗饕ㄟ^其物理壽命反映,根據(jù)曝氣及反沖洗過程中活性炭炭層和粒度的損耗程度,推算其服務期限約9.2 a。綜合分析活性炭再生得率、再生后吸附性能恢復情況及再生成本等,當再生溫度850℃、水蒸氣流量80 m^(3)/min時,最優(yōu)再生時間為3 h,可再生3次。

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