在大多数能应用到活性炭吸附技术处理水和废水的实际案例中,使用颗粒活性的炭塔工艺都比采用粉末活性炭的泥合池更为经济有效(见粉状活性炭与颗粒活性炭的区别)。1930年第一个使用颗粒活性炭吸附池除臭的水厂建于美国费城。在20世纪60年代末70年代初,由于煤质颗粒炭的大量生产和再生设备的问世,发达国家开展了利用活性炭吸附去除水中微址有机物的研究工作,对饮用水进行深度处理。颗粒活性炭净化装置在美国、欧洲、日本等陆续建成投产,美国以地面水为水源的水厂已有90%以上采用了活性炭吸附工艺。净水活性炭吸附还是污染水源除色、臭、味最有效的方法之一,水厂水库水质经常规处理后,在嗅阈值、色度、酚、汞等项指标方面还不能达到饮用水水质标准,采用粒状活性炭吸附进行深度处理来可以满足出厂水水质。
颗粒活性炭是水处理中最常用的一种吸附剂,活性炭的吸附量除与表面积有关外,还与细孔的形状、分布及表面的化学性质有关。一般情况,用于水处理的活性炭应具有适当比例的中孔,以去除水中分子量(或分子直径)较大的吸附质。饮用水深度处理如如何选择颗粒活性炭呢?要根据吸附性能指标选择活性炭,需要测试活性炭颗粒内孔径分布吉去除指标化合物性能。碘值,甲基蓝值,苯酚值和丹宁酸值可以有效地表征活性炭颗粒内孔径分布的情况。此四种物质的分子量与分子直径范围覆盖了大多数的水污染物,为水处理应用中粗选活性炭提供了重要信息。
颗粒活性炭不仅对有机物有吸附作用,而且能为微生物生长提供载体,使吸附的有机物质得以生物降解,由此可以不断地空出一些吸附表面以供继续进行吸附过程,使得炭床的使用寿命延长。在一般情况下,活性炭用于吸附去除有机化合物有一定的容量,考虑到经济利益,所以要设计一个环境友好的活性炭水处理工艺,选择最佳的活性炭炭型及吸附工艺,进行有效率的可处理性研究,选择最佳的处理工艺条件。颗粒活性炭在饮用水深度处理中要发挥活性炭的催化性能优势,用来去除水中的余氯,使得活性炭能够长期使用。
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