- 產品
- 供應
- 公司
- 新聞
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
粉末活性炭在飲用水處理中應用的研究進展
王文清,高乃云,劉 宏,王 永
(同濟大學環境科學與工程學院污染控制與資源化國家重點實驗室,上海 200092)
摘要:介紹了粉末活性炭(PAC)的基本性質,并對其在飲用水處理應用中的重要影響因素進行了探討;綜述了PAC 去除原水中嗅味物質、藻毒素、消毒副產物前驅物以及農藥等痕量有機污染物的研究現狀;分析了粉末活性炭 (PAC)與其他工藝的組合技術在飲用水處理中的應用效果,并對其應用前景做出展望。
關 鍵 詞:粉末活性炭(PAC);組合技術;飲用水;凈化;吸附
中圖分類號:X131·2 文獻標識碼:A 文章編號: 1001-3644(2008)05-0084-05
1 引 言
活性炭在水處理中的應用已有悠久的歷史[1]。據記載,原捷克斯洛伐克在1925年率先在水處理中使用活性炭。到了20世紀50年代以后,活性炭主要用于去除水中天然或加氯后產生的異嗅和異味。到1970年,法國的大型水廠引入粉末活性炭 (PAC)處理工藝。由于活性炭能有效去除污水中大部分有機物和某些無機物,因此, 20世紀60年代初,歐美各國開始大量使用活性炭吸附法處理飲用水和工業廢水,而日本到1963年已普遍實現用粉末活性炭(PAC)凈化飲用水。目前給水處理中應用粉末活性炭(PAC)已成為深度處理和微污染水處理的有效手段。
2 PAC的基本性質
PAC是由無定形炭和不同數量灰分共同構成的一種吸附劑,其微孔結構發達,內外比表面大, 吸附性能優良,可有效去除嗅、味、色度、氯化有機物、農藥、天然有機物及人工合成有機物,且生產方便。PAC制造分成炭化和活化兩步。炭化是在溫度小于600℃的條件下,隔絕空氣加熱原材料,通過炭化去除大部分揮發成分,是原材料裂解成碎片,再組成穩定的新結構。通過活化,燒掉炭化時吸附的炭氫化合物及孔隙邊緣炭原子,使活性炭孔隙結構發達,成為一種有多孔結構的炭[1]。
根據X射線分析,活性炭的結構由許多石墨型層狀結構的微晶不規則集合而成。微晶的各層是以六個炭所組成的圓環為母體,但是有些部位上可以看到,炭原子之間的共價鍵已經斷裂,特別是在層的邊緣部位還有許多非結晶結構,這樣的非結晶部位容易進行化學反應。微晶按三維空間連接時, 在微晶之間所形成的空隙,是活性炭具有微孔結構的基礎。這樣,活性炭的多孔性使活性炭具有極大的內表面積,而非結晶部位更加強了他對外界物質的吸附作用[1]。PAC吸附分物理吸附和化學吸附兩種,物理吸附和化學吸附的比較見下表[1]。
3 PAC在飲用水處理應用中的重要影響因素
水廠在使用PAC時應注意最佳炭種選擇、投加點選取以及投加量確定這三個重要問題。
3·1 炭種選擇
粉末活性炭因其孔隙形狀大小分布、表面官能團分布以及灰分組成和含量等性質的不同,表現出不同的吸附特性。這種化學性和孔隙組成的不同, 會影響有機物在活性炭孔隙中的遷移和擴散速度, 并使活性炭對有機物的吸附具有一定的選擇性[1]。在水處理中,對于不同的水質,所采用的活性炭炭種會不同,所以應在實驗的基礎上,選擇合適該水源水質的高效經濟的炭種。采用靜態吸附試驗,可以初步判斷活性炭的吸附能力和吸附速度,初選最佳炭種[2]。
3·2 投加點選取
粉末活性炭投加點選擇主要解決可由混凝去除與粉末活性炭吸附去除有機污染物的競爭問題,和絮凝體對粉末活性炭顆粒的包裹問題[3],目的是在充分發揮混凝去除有機污染物能力的同時,再利用粉末活性炭去除剩余有機污染物,而又要避免絮凝體對粉末活性炭顆粒的包裹,使總去除率最高, 粉末活性炭用量最省。不同投加點具有的水利條件不一樣,導致粉末活性炭的吸附效果差別很大。對于不同的原水水質,粉末活性炭的最佳投加點也有所不同,因此投加點應視情況具體分析。
3·3 投加量確定
對于PAC的投加量,當投加較少時,其吸附容量可以充分利用, PAC基本上沒有浪費,但同時目標物質出水濃度則較高,難以達標。相反,若 PAC投加過多,雖然目標物質出水濃度很小,能滿足飲用水要求,但PAC沒有被充分利用,制水成本會很高。因此,應根據水廠的實際水質情況, 確定合理、經濟的投加量[4]。
3·4 其他影響因素
除了上面這三個重要的影響因素,其他因素的影響作用也不容忽視。而環境因素如pH值、溫度、并存有機物等均不同程度的影響PAC的吸附效果。伍海輝等人[5]采用投加粉末活性炭(PAC) 進行強化黃浦江下游原水常規工藝處理效果的試驗,結果表明:調節pH值為6·0~6·5時其處理效果達到最好。雖然混凝預處理可以去除大分子有機物,避免某些膠體顆粒的在粉末活性炭上的競爭吸附,但水中仍然存在一些背景有機物可能會參與競爭吸附。這種競爭吸附毫無疑問會降低粉末活性炭對目標有機物的去除[6]。
鞏義市東方凈水材料有限公司，是繼鞏義市東方給排水材料廠的基礎上改制的新型股份制企業。二十多年來公司本著“追求品質；盡善盡美”的企業經營理念，不斷開發聚合氯化鋁等凈水藥劑，擴大企業規模，生產設備一流，技術力量雄厚。產品已有聚合氯化鋁擴展到環保填料等六大系列，三十多個品種。質量優于國內同行業之首，它適用于各種過濾器、離子交換器、無閥濾池、虹吸濾池、移動式供水設備及微濾、超濾、反滲透、游泳池、海水淡化等水處理設備，是自來水公司、污水處理廠、造紙、制藥、釀造、電力、冶金、煤氣、紡織、印染、石油、化工行業的理想產品，用戶遍布全國20多個省、市及出口東南亞國際市場。
東方凈水水處理的行業知識：
東方24小時服務熱線：0371-64366368 13503822368
東方凈水在線QQ：414222901
東方凈水聯系人：張經理
