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给水处理中活性炭的再生及影响

发布于:2015-09-10 12:43:10 来自:环保工程/环境修复 [复制转发]
   1 引言
  近年来, 粒状活性炭已广泛应用于水的净化处理, 主要是去除水的异臭味、有机污染物、消毒副生物等, 因此粒状活性炭的经济性、效率的高低, 如何实现其优化已引起普遍关注。本文从粒状活性炭再生时不同温度和时间下所对应的质量耗损、容积耗损、对再生后吸附能力产生何种影响等,进行了实验分析。
   2 实验方法和材料
  实验材料(粒状活性炭及其吸附物) :在实验中采用以沥青炭、褐炭、木炭为原料的粒状活性炭,有关特性如表1 所示。粒状活性炭再生方法: 一般采用加热再生。对于10g 粒状活性炭注入的氮、二氧化碳、水蒸汽量各为2. 0、1. 75 和0.5L / min 。
   3 实验观察和结果
   3.1 质量耗损
  A 型、A - 1 型质量耗损和再生时间的关系,如图1、图2。图中表明,再生温度一定时, 再生时间与质量耗损呈线性关系。再生温度850 ℃再生时间30min 时,吸附物质的炭化和粒状活性炭自身的氧化形成一定组合, 其原因是损耗超过负荷的8 %~10 % , 质量损失的比例一定, 相对于吸附物质的粒状活性炭反应速度即与此相对应。
  图3 显示了A 型、A - 1 型、B 型、C 型四种活性炭再生时间为15min 时的质量损耗和再生温度的关系。质量耗损随再生温度的提高呈指数增长, C 型的质量耗损即使较低的再生温度也将迅速增加,其原因在于再生前为高负荷以及粒状活性炭高反应性所致。
   3.2 容积耗损
  表2、3 表明,再生时间和再生温度不同的A 型、A - 1 型的容积损失, 可看出容积耗损受再生温度和时间的影响不是很大。
  表1 负荷前后粒状活性炭的特性

活性炭类型

密度g/cm3

要素吸附能力mg/g

PNP吸附能力mg/g

DOC吸附能力mg/g

小孔容积cm3/g

A型(沥青炭原料)






未用炭

0.47

1130

156

34.5


再生处理

0.49



6.7


使用后炭

0.53

850

110



A-1型






未用炭

0.47

1080

128


0.445

MB负荷炭

0.52

790

82


0.319

B型(褐炭原料)






未用炭

0.39

630

93


0.062

MB负荷炭

0.43

430

38


0.000

C型(木炭原料)






未用炭

0.18

1370



1.000

MB负荷炭

0.40

400



0.677


  表2 A型容积损失(%)

再生时间min

再生温度650℃

再生温度750℃

再生温度850℃

15

0.83

1.66

1.78

30

1.26

2.50

1.95

45


0.93



  表3 A-1型容积损失(%)

再生时间min

再生温度750℃

再生温度850℃

5


2.15

15

1.58

2.17

30

2.22

2.22


  表4 B、C型容积损失(%)

再生温度℃

B型

C型

600



650

1.08

20.4

700


27.7

750

2.13

40.8

850

4.30



  表5 A型细孔容积

再生温度/再生时间℃/min

密度g/cm3

中孔容积cm3/cm3

大孔容积cm3/cm3

负荷(工作)后

0.528

0.075

0.091

650/15

0.498

0.097

0.096

750/15

0.496

0.096

0.099

750/15

0.495

0.094

0.097

750/15

0.491

0.090

0.095

750/15

0.489

0.097

0.097

850/15

0.478

0.095

0.098

850/30

0.460

0.104

0.098


  表6 A-1型BET细孔容积

再生温度/再生时间℃/min

密度g/cm3

中孔容积cm3/cm3

大孔容积cm3/cm3

负荷后

0.449

0.119

0.074

未用炭

0.491

0.115

0.073

850/15

0.463

0.116

0.073

850/15

0.449

0.114

0.075

850/30

0.428

0.136

0.075


   3.3 吸附能力
  a . 主要因素的吸附能力对于A 型未用炭主要成份的吸附能力, 在再生温度850 ℃、再生时间30min时恢复。
  A - 1 型主要成份吸附能力, 在750 ℃、30min 时恢复再生。主要成份吸附能力即使再生温度、再生时间继续升高和延长,也不是增加很多。
  b. 地下水DOC 吸附能力
  粒状活性炭再生条件各不相同, 未用炭的DOC 吸附能力均逐渐回升。地下水DOC 吸附能力在850 ℃、再生30min 时增长很快,这是因为中级(meso) 细孔增加的原故,如表5 表示。
  d. BET 面积和小孔容积
  表7 反映了A - 1 型850 ℃再生时,所对应的BET 表面积和小孔容积,即随再生时间的延续相应增加。再生15min 时,大致接近未用炭的相应数值;15min 以上的再生, 主要是由于中孔容积增加, 得到了密度较小的活性炭。
  表7 A-1型BET表面积和小孔(micro)容积

再生温度/再生时间℃/min

BET表面积m2/cm3

小孔容积cm3/cm3

负荷后

368

0.156

未用炭

457

0.200

850/15

411

0.178

850/15

461

0.199

850/30

471

0.197


   4 结论
  一般情况下,粒状活性炭的最佳再生条件随活性炭种类而异,以木炭系列活性炭反应性能较高,与煤炭系列相比低温时也可再生。本文提供的数据, 反映了活性炭再生最佳时间和温度的关系。

全部回复(2 )

只看楼主 我来说两句抢地板
  • szg169
    szg169 沙发
    学习了,感谢分享!!
    2015-11-25 13:19:25

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    赞同0
  • 轩陌
    轩陌 板凳
    很不错,谢谢分享
    2015-11-24 09:28:24

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    赞同0
这个家伙什么也没有留下。。。

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