活性炭技术在饮用水深度处理中的应用研究进展
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活性炭在给水处理方面的应用1、污染水源的预处理目前较多采用活性炭粉末对微污染水源进行预处理,用于去除水中的有机物和嗅味物质,投加方法是直接将活性炭粉末投加到水中与混凝剂一起联合使用,一般多用于投量少或间歇处理的情况。
活性炭具体的投加工艺有干投法和湿投法两种。
粉末活性炭投加的炭浆浓度一般为40%左右,与水接触的时间20~30min,干投法必须在投加前充分搅拌直至混合均匀。
2、生活饮用水的深度处理采用活性炭进行生活饮用水的深度处理在欧洲已被广泛采用,在我国也有部分水厂采用,其典型的处理工艺如下。
水源水→常规处理→粒状炭吸附→消毒→出厂水水源水→常规处理→臭氧氧化→粒状活性炭吸附→消毒→出厂水水源水→常规处理→臭氧氧化→生物活性炭→消毒→出厂水粒状活性炭都以吸附床的形式应用,且多属连续运行式,吸附床的三种形式(即固定床、逆流移动式床和流动床)中固定床使用较多。
重力式固定床的构造类似快滤池,炭床下面设有承托层和配水系统。
重力式固定吸附床的厚度一般为 1.0~2.0m,粒径常采用1~2mm。
承托层分级设置,厚度为100~300mm,承托层卵石的粒径较小,如0.8~1.2mm、2.0~3.0mm等,滤速通常采用8~20m/h。
当吸附床因截留过多的悬浮固体引起水头损失过高时,便要进行反冲洗,通常反冲洗周期24~72h,反冲洗可单独水冲,也可采用气水联合反冲洗。
单独水冲洗时,反冲洗速度约为28~32m/h,反冲洗时间4~10min,滤床冲洗,膨胀率30%~50%。
3、纯净水制备、优质的直饮水及家用净水器将自来水进行进一步的净化达到直饮水或纯净水等的水质要求,一般采用粒状活性炭进行处理,主要的作用是进一步吸附水中的有机物和嗅味物质,并对水进行脱氯处理。
活性炭在饮用水方面的应用由于活性炭具有巨大的比表面积及发达的孔隙结构,在吸附脱除水中的污染物的同时,也成为水中微生物的理想栖息场所。
在适宜的温度及营养条件下,将其用于水处理,可以同时发挥活性炭吸附和微生物生物降解的双重作用,这种作用被称为生物活性炭。
活性炭上面的吸附质能够为微生物提供稳定的生息环境,而微生物的存在也为活性炭提供了生物再生功能,总的效果是将带有穿透现象的不稳定吸附过程转化为准稳态过程。
用于水处理的活性炭包括粉状活性炭和颗粒状活性炭。
粉状活性炭一般采用直接投人原水的方式,用于除去季节性产生的稼味等异臭、异味,以及除去表面活性剂、农药等,还可以在发生化学物质污染水源事故的时候作为应急处理措施。
使用粉状活性炭进行水处理多为间歇操作,根据水源的不同要注意控制加料比例、混合接触时间以及投料点的选择。
使用颗粒活性炭进行水处理,一般采用固定床或移动床进行连续操作,活性炭需定期再生。
颗粒炭和粉状炭作用相同,但颗拉炭不易流失,容易再生重复使用,适合用于污染较轻、需连续运行的水处理工艺,而粉状炭目前不易回收,一般为一次性使用,用于间歇地污染较重的水处理工艺。
粉状活性炭在处理水源中突发臭味、工业污染方面有很好的应用.2005年9~11月期间,由于密云水库臭味物质含盆高,北京水务集团第九水厂采用了向摘水管道中投加粉状炭的技术,有效地去除了异味。
在松花江受到硝基苯和苯污染期间,哈尔滨市供排水集团在建设部专家组的指导下,利用第九水厂的技术及时处理了水中硝基苯,达到了水质要求。
在使用粉状炭时,必须根据所要去除污染物的种类和浓度进行吸附试验,以确定活性炭种类和数量。
投加粉状炭之前,应注意先将炭粉制成炭浆定量均匀地加人水中,接触时间越长,除污染效果越好。
目前活性炭在净水中的应用已十分广泛。
在美国和日本,饮用水净化活性炭吸附设施非常普遍;发达国家用于水处理的活性炭约占活性炭总用量的40%-50%,美国每年用于水处理的活性炭占美国活性炭生产总量的45%以上。
水处理的生物活性炭技术探讨引言随着我国工业化的大力推进,工业污水和生活污水等大量污水向环境中的排放使人们的生活面临着严重的威肋,因此,对这些污水的处理成为了亚待进行的任务在众多污水的处理中,生物活性炭技术的应用表现出了巨大的优势,不仅可以达到除污的良好效果,而且可以使活性炭再生利用,节省了原料,实践证明,生物活性炭技术在水处理中的应用具有广阔的发展前景。
一、生物活性炭技术简介1、简介生物活性炭是当前国内外饮用水深度处理的主流工艺之一。
生物活性炭技术是将臭氧化学氧化、活性炭物理化学吸附、生物氧化降解进行联合使用。
在生物活性炭吸附前增设臭氧预氧化,不仅可以初步氧化水中的有机物及其他还原性物质,以降低生物活性炭滤池的有机负荷;还可以使部分难生物降解有机物转变为易生物降解物质,从而提高生物活性炭滤池进水的可生化性。
生物活性炭还被成功用于处理呈现高藻、高有机物、高氨氮“三高” 特征的太湖水处理中,为类似水厂的深度处理改造提供经验和示范。
生物活性炭深度处理工艺具有诸多的优点,但在应用过程中也会发生活性炭滤池生物泄漏、溴酸盐超标、中间提升泵房运行不稳定等问题,针对上述问题,需要找出防止生物泄漏、溴酸盐超标等设计优化和改进的方法,为臭氧—生物活性炭工艺更加科学合理的运用提供依据。
总之,臭氧化-生物活性炭处理工艺充分发挥了臭氧化和生物活性炭两种水处理技术的优点,并相互促进和补充,是一种高效的除污染技术,能够充分保证饮用水的安全性。
2、优势生物活性炭技术特有的优势主要有:一是能有效的深度处理有机废水。
通常情况下,有机物被微生物的降解具有一个最小的基质浓度,当水中的有机物浓度比这一基质浓度小时,微生物的降解速率不高,基于生物活性炭技术对水中有机物具有良好的吸附作用以及炭表面有机物的富集,从而提升微生物降解速率。
例如在处理城市污水个工业废水等二级水处理时,由于其具有有机物浓度不高、可生化性能差的缺点,应用这一技术能很好的去除有机污染物,最佳能达到回用水水质标淮。
活性炭在饮用水处理中的应用目前我国大部分水源受到不同程度的水质污染,然而常规处理除对浊度有较好的去除外,对其他水质指标的去除率都较低。
在这种情况下,活性炭可作为饮用水处理的有效手段,愈发受到重视。
文章概述了活性炭的基本性质、制备、改性及在饮用水处理中的应用,并对其今后的发展方向进行了分析。
标签:活性炭;饮用水处理;应用近年来,有机物污染的加重以及饮用水污染突发事件的增加,时刻提醒着人们关注饮用水的水质安全问题。
研究表明[1-4],常规水处理工艺对TOC的去除率不到30%,氨氮的去除率依原水水质而定,大多在25%以下,而且面对一些突发性的水源水质污染,常规处理工艺很难应对,如两虫、藻类、内分泌干扰物等。
这就要求我们寻求新的技术来完善传统的常规处理工艺。
活性炭能够有效地去除污染物及消毒副产物的前体物,提高和保障饮用水质,是至今饮用水深度处理中最为有效的方法[5]。
1 活性炭基本性质活性炭属于固体炭质的一种,其颜色呈黑色,结构多微孔(直径多为1×10-10~1×10-9μm)。
大量的微孔致使活性炭的比表面积高达1000m2/g,远远高于其它固体材料,这一特质使活性炭具有强大的吸附能力。
活性炭的吸附根据吸附力的不同分为物理吸附、化学吸附、离子吸附,而活性炭对有机物的去除以物理吸附为主,范德华力在物理吸附中起决定性作用[6]。
因制作活性炭的原料不同,所以活性炭具有不同的结构和化学性质,应用也各不相同。
比如,由木材制作的活性炭为粉末状,孔隙结构较大,能够吸附分子量较大的物质;由椰壳制作的活性炭为不定型颗粒状,大孔少,多用于吸附分子量较小的物质[7]。
2 活性炭制备活性炭的制備工艺十分成熟,为了获得优质的活性炭,一般采用以下制备方法[8]:(1)原料预处理,包括脱灰和预氧化。
脱灰可以通过去除原料中的Ca、Mg等杂质来提高活性炭性能,但费用较高。
预氧化不仅能够使活化温度降低,活化时间缩短,还能够使原料的表面活性增加,使活化作用更为深入。
臭氧-生物活性炭技术在给水处理中的应用研究摘要:本文介绍了臭氧-活性炭技术的发展概况,在给水处理中的作用机理及应用研究,并提出了此项技术在应用中存在的问题,介绍提高此项技术的应用措施。
关键词:臭氧-生物活性炭;有机物;微污染水;给水处理随着水源污染的加剧和饮用水水质标准的提高,常规处理工艺已难以满足人们对饮用水水质的要求,饮用水深度处理技术日益受到重视。
臭氧与活性炭作为饮用水深度处理的重要手段,在国外的应用已比较成熟。
由于我国地域广阔,水质多变,臭氧与活性炭技术在运行中必然存在很多问题,如在臭氧-活性炭技术中臭氧投加点和投加量的确定,以及水经臭氧活性炭处理,氯化后出水水质是否仍然具有致突变性等问题。
1 臭氧-生物活性炭技术的发展概况1.1 臭氧氧化技术臭氧是一种很强的氧化剂和消毒剂,其氧化还原电位在碱性环境中仅次于氟。
臭氧氧化主要发生在净水过程的三个阶段:预臭氧化,中间臭氧化,最后的消毒。
预臭氧化的作用是去除悬浮物质,大颗粒物质和水体的色、味、嗅等,并把较大的天然有机物质分解成较小的有机物质以提高后序絮凝、沉淀等步骤的效率。
中间臭氧化主要为降解有机微污染物,去除“三致”前体物和提高可生物降解性。
由于其降解产物较小,易被微生物充分利用,通常在此步骤后加以砂滤或生物活性炭过滤;最后的消毒是指臭氧氧化去除残余微生物以及可能形成的消毒副产物。
由于臭氧氧化的持续时间较短,出水水质可以加二氧化氯保质。
1.2 生物活性炭吸附活性炭是用烟煤、褐煤、果壳或木屑等多种原料经碳化和活化过程制成的黑色多孔颗粒。
由于粒状活性炭具有极其丰富的微孔和巨大的比表面积,使其具备良好的吸附性能。
活性炭吸附作为饮用水深度处理的重要手段广泛应用于城市给水处理厂。
目前世界上已有成百座使用粒状活性炭的水厂在运行。
大量的研究结果已证明了活性炭吸附在饮用水处理中的优势,活性炭对水中存在的有机污染物的各项指标均有很好的去除效果。
1.3 臭氧-生物活性炭技术臭氧氧化和生物活性炭技术都各自有其局限性,到了上个世纪六七十年代,一种新型组合工艺“臭氧-生物活性炭”(ozone-biological activated carbon,O3-BAC)技术诞生了,它具有优异的去除污染物效能,尤其是有机污染物,因而受到人们的高度重视。
活性炭吸附技术在水处理方面的应用摘要:现代工业的迅猛发展给环境带来的污染日益严重,尤为严重的是水体污染,已经引起了全世界的普遍关注。
同时,随着人们生活水平的不断提高和环保意识的不断增强,使得人们对引用水水质的要求愈来愈严格。
活性炭是最常用的优良的吸附剂,深刻了解活性炭的特性,正确选择活性炭,充分发挥其在水处理的作用,达到深度处理的效果。
成为近来研究的重点。
关键词:活性炭吸附水处理1 活性炭性质及特点活性炭是一种由煤、沥青、石油焦、果壳等含碳原料制成的外观呈黑色的粉末状或颗粒状的无定形碳。
活性炭内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强。
普通活性炭的比表面积为500~1500m2/g,超级活性炭比表面积则高达3500~5000m2/g。
活性炭所含主要元素是碳,含量为90%~95%。
氧和氢大部分是以化学键的形式与碳原子相结合形成有机官能团,氧含量4%~5%左右,氢含量一般是1%~2%。
活性炭中最常见的官能团有:羧基、酚羟基和醌型羧基,此外还有醚、酯等。
活性炭性质与很多因素有关,比如制备原料,活化剂种类,活化剂用量,活化温度,活化时间,加热方式等。
不同的制备方式所制备的活性炭的物理结构和化学性质有很大的差别,因此对于同一种吸附质来说,其吸附性能也有很大的差异性。
一般认为,磷酸法制备的活性炭具有较多的介孔和较强的离子交换能力,碱法制备的活性炭微孔比较发达。
因此可根据不同吸附质的特点选择所需要的活性炭种类。
另外,根据不同吸附质的特点选用不同性质的活性炭种类是非常重要的。
活性炭吸附作用有包括物理吸附和化学吸附。
物理吸附主要发生在活性炭丰富的微孔中,比如通过范德华力进行吸附,物理吸附吸附热很小,且是可逆的。
另一方面由于活性炭表面存在不均匀力场,表面上的原子往往还有剩余的成键能力,当吸附质碰撞到活性炭表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有,形成吸附化学键的吸附作用发生电子的转移、交换或共有,形成吸附化学键的吸附,此过程为化学吸附。
活性炭过滤工艺在上海市饮用水深度处理中的应用宋思杨;吴超;何欢;王蒙蒙;刘雪莲【摘要】调研了臭氧-活性炭深度处理技术在上海市饮用水处理中的应用现状.根据工艺流程,可分为常规处理+臭氧活性炭深度处理、臭氧-重力流活性炭前置工艺和臭氧-上向流活性炭前置工艺这三种主要工艺类型,其中活性炭滤池主要分重力流滤池和上向流滤池.通过实践经验,总结了活性炭滤池管理要点,并建议编制活性炭滤池运行管理技术规程,为上海市饮用水活性炭滤池的规范化、标准化和科学化管理提供技术依据.%Application of ozone-activated carbon in drinking water treatment in Shanghai was studied.It pointed out that the existing process could be divided into three kinds,which were conventional treatment + ozone activated carbon advanced treatment process,ozone activated carbon pre-process with gravity flow filter,and ozone activated carbon pre-process with upstream flow filter.Activated carbon filter mainly divided into gravity flow filter and upstream flow filter.Key points of the management of activated carbon filters were summarized.It suggested technical regulations for the operation and management of activated carbon filters,which provided technical basis for standardization and scientific management of activated carbon filter for drinking water in Shanghai.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】4页(P6-9)【关键词】活性炭滤池;饮用水处理;应用【作者】宋思杨;吴超;何欢;王蒙蒙;刘雪莲【作者单位】上海华严检测技术有限公司,上海200082;中车大同电力机车有限公司,山西大同037038;上海华严检测技术有限公司,上海200082;上海华严检测技术有限公司,上海200082;上海华严检测技术有限公司,上海200082【正文语种】中文【中图分类】TU991.2上海作为国际化大都市,切实提高饮用水水质是供水企业的主要目标。
粉末活性炭净水技术在给水处理中的应用摘要:给水处理对处理后的水质要求非常高,因此必须使用具有极高效率的处理技术。
粉末活性炭能吸附水中的有机物,以及其他重金属物质,具有非常好的处理效果,应用在给水处理环节效果较好。
本文就对给水处理环节如何使用活性炭净水技术进行分析,研究粉末活性炭净水技术的特点和原理,分析目前使用该技术的思路,研究在实际工作中的具体做法,最后结合现状总结目前还需要解决的问题。
希望通过研究,能帮助技术人员提升对粉末活性炭净水技术的认识,合理使用该技术,提升给水处理的效果。
关键词:粉末活性炭;净水技术;给水处理引言:给水处理工作中,需要去除水中各种不同类型的污染物,并保证水的无色、无味,满足使用需求和质量要求。
使用粉末活性炭净水具有较好的处理效果,利用活性炭的多孔结构,以及粉末状活性炭表面积,可以快速完成对水中污染物的吸附,对污水具有比较好的去色和去异味效果。
随着工业化水平的提升,继续使用传统的净水方式已经很难适应日渐复杂的净化需求,通过使用粉末活性炭可以去除大量工业污染物,减少水中的有害成分,满足净水工作的需求。
1粉末活性炭概述1.1粉末活性炭性质粉末活性炭具有非常强的吸附能力,其具有十分发达的微孔结构,能够吸附很多有机物和无机物。
在本质上,活性炭属于许多石墨型层状结构的不规则晶体,在一定程度内,活性炭的颗粒越小,表面积就越大,微孔结构就越多,活性炭也会拥有比较大的比表面积,让活性炭在吸附化学上具有比较独特的优势。
由于活性炭具有发达的孔隙结构,所以各种微生物细菌也能在活性炭表面生存、繁殖,因此活性炭作为一种无机材料,通过和生物技术组合也能发挥生物质的功能,丰富了活性炭的使用场景。
粉末活性炭使用后,可以吸收水中溶解性有机物,减少有机物对水体的污染,还能吸收水中具有异味的物质,能在短时间内快速完成净水的目的,极大程度提升整体用水质量,也能提升净水工作的经济效益。
1.2粉末活性炭的净水原理粉末活性炭吸附水中的溶质最终实现对水的净化会通过一个比较复杂的过程,是综合多种不同力作用的结果,离子之间电磁力、范德华力、化学杂合力都会产生作用。
10. 3969/j. issn. 1672-5425.2011.10. 004活性炭技术在饮用水深度处理中的应用研究进展金政华赵萌昆明理工大学市政工程系,云南昆明650500 摘要:概述了活性发理化特性;综述了近年来活性炭技术在饮用水深度处理方面的研究和应用成果,主要包括:活性炭吸附技术、生物活性发技术、负载型活性炭催化技术以及活性炭与其它工艺或材料相结合的水处理技术;讨论了活性发水处理技术存在的一些问题,并对其应用前景进行了展望。
活性炭;吸附;饮用水;深度处理TQ424.1;X703.1A1672-5425(2011)10-0016-052011-08-08金政华(1986-),男,江西鄱阳人,硕士研究生,研究方向:水处理理论与技术,E-mail: foolishboy168@ 126.com;采用人体浸渍于4结语@@[ 1] Ebie Kunio, Li Fusheng , Azuma Yoshihiro, et al. Pore distribution effect of activated carbon in adsorbing organic micropollutants from natural water[J]. War Res,2001,35(1) : 167-179.@@[2] Kienle H,Bader E,著,魏同成译.活性炭材料及其行业应用[M]. 北京:中国环境科学出版社,1990:75-77.@@[3]韩严和,全燮,薛大明,等.活性炭改性研究进展[J].环境污染治 理技术与设备,2003,4(1):33-37.@@[4]张晓健.松花江和北江水污染事件中的城市供水应急处理技术 [J].给水排水,2006,32(6):6-12.@@[5]刘秉涛,徐菲,娄渊知.饮用水深度处理技术现状及工艺比较[J]. 水科学与工程技术,2007,(3) :7-10.@@[6]吴舜泽.饮用水深度净化工艺学[M].北京:高等教育出版社, 1988:146-147.@@[7] Sirotkin A S,Yu K L,Ippolitov K G. The BAC-process for treat ment of waste water containing non-ionogenic synthetic surfac tants[J]. 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Diabetes, 2003,52 (8):1994-1999.Study on Scavenging Oxygen Free Radicals Capabilities of Total Alkaloids from Lotus LeavesXIAO Gui-qingTIAN YunLU Xiang-yangApplication of Activated Carbon Technology in Advanced Water Treatment JIN Zheng-huaZHAO Meng活性炭技术在饮用水深度处理中的应用研究进展作者:金政华, 赵萌, JIN Zheng-hua, ZHAO Meng作者单位:昆明理工大学市政工程系,云南昆明,650500刊名:化学与生物工程英文刊名:Chemistry & Bioengineering年,卷(期):2011,28(10)本文链接:/Periodical_hbhg201110004.aspx。