《水质工程学》课程教学资源（PPT课件）19—2活性炭吸附

S 19-2 活性炭吸附给水深度处理工艺

§19-2 活性炭吸附 给水深度处理工艺

1、去除对象：{天然的（BOD）人工合成的：杀虫剂■（1溶解的有机物、农药、氯化烃、芳香族化合物(2)除臭味;(3)脱色、脱氯;（4)去除重金属，放射性物质；（属微污染物质）(5)去除病毒。使水降低：总有机碳TOC总有机卤化物TOX总三卤甲烷TTHM（THMs)

◼ 1、 去除对象： 天然的（BOD） ◼ (1)溶解的有机物 人工合成的：杀虫剂、 农药、氯化烃、芳香族 化合物 ◼ (2)除臭味； ◼ (3)脱色、脱氯； ◼ (4)去除重金属，放射性物质；(属微污染物质) ◼ (5)去除病毒。 ◼ 使水降低：总有机碳TOC 总有机卤化物TOX 总三卤甲烷TTHM（THMS）

一、活性炭的性质1、制造：是由木材、煤、果壳等为原料，高温炭化一→活化，而成的。炭化一一使原料热解成炭碴，生成类似石墨的多环芳香系物质，具有疏水性和吸附性。活化一使热解的炭碴成为多孔结构，增大吸附表面积比表面积可达成500~1700m2/g表 7-6活性炭的孔隙容积及比表面积项月新炭使用后的炭经两轮再生的炭0.320.170.29微孔（<2nm）容积（cm/g）0.240.150.22中孔（2--60mm）容积（cm/g）0.170.250.25大孔（60nm~10μm）容积（cm/g）0.760.810.49孔隙容积总计（cm2/g）550920950比表面积（m2/g）

一、活性炭的性质： ◼ 1、 制造：是由木材、煤、果壳等为原料，高温炭化→活 化，而成的。 ◼ 炭化——使原料热解成炭碴，生成类似石墨的多环芳香系 物质，具有疏水性和吸附性。 ◼ 活化——使热解的炭碴成为多孔结构，增大吸附表面积， 比表面积可达成500~1700m2 /g

2、形状：头粒状：0.44~3 mm （多次使用）粉状：10~50μm（一次性使用较多)3、吸附原理：是表面化学的性质所决定：表面结合各种含氧官能团，使活性炭具有极性，具有吸附能官能团有：一OH羟基;羧基;-COOH=CO羰基

◼ 2、形状： 粒状：0.44~3 mm（多次使用） 粉状：10~50μm（一次性使用 较多） ◼ 3、吸附原理：是表面化学的性质所决定： ◼ 表面结合各种含氧官能团，使活性炭具 有极性，具有吸附能。 ◼ 官能团有：—OH 羟基； —COOH 羧基； —C—O 羰基

液相吸附相间局部平衡孔隙扩散表面扩散溶液主体CoR边界层Arr+4r吸附相液相图7-5活性炭吸附的扩散过程

吸附性能试验：1、等温吸附试验：在选择活性炭时，用此实验。（确定可行性）恒温下，使用几个烧杯，放入相同体积V，相同溶质浓度C。（mg/L）的水样，几个烧杯中加入不同量m（mg）的活性炭。进行搅拌。达到吸附平衡，溶质浓度不变时为止，测得其浓度C.其吸附容量q：v(C。 - Cx9(mg/mg)mm

二、吸附性能试验： ◼ 1、等温吸附试验：在选择活性炭时，用此实 验。（确定可行性） ◼ 恒温下，使用几个烧杯，放入相同体积V ，相 同溶质浓度C0（mg/L）的水样，几个烧杯中加 入不同量m（mg）的活性炭。进行搅拌。达到 吸附平衡，溶质浓度不变时为止，测得其浓度， Ce其吸附容量q： （mg/mg） ( ) m x m v C C q e = − = 0

绘制：Ce平衡浓度，与q吸附量的曲线即吸附等温线，g.不同活性碳温度T-常数有不同的曲线C.(a)最常用的是Freundich(弗罗因德利奇)经验式：1xX= kCenlg k +=lg Ceg1=-mnmk、n是常数（纵轴）为 在双对数坐标纸上Ce(横轴)与x/m一直线，纵轴截距lgk，斜率=1/n

◼ 绘制：Ce平衡浓度，与q吸附量的曲线即吸附 等温线， ◼ 不同活性碳 有不同的曲线 ◼ 最常用的是Freundich(弗罗因德利奇)经验式： k、n是常数 ◼ 在双对数坐标纸上Ce(横轴)与x/m （纵轴）为 一直线，纵轴截距lgk，斜率=1/n。 n kCe m x 1 = Ce n k m x lg 1 lg = lg +

7logJa温度T=常数斜车0logxTogC.(b)

12、粉状活性炭投加量原水浓度Co要求达到浓度Ce，则由曲线的对应点Ce一→q=x/m(C。-C)投加量：a:x/(mg/L)m■3、缺点：不能反映干扰因素的影响（仅初步提供可行性数据）。不能反映：多种溶解杂质相互干扰强电解质与弱电解质的吸附竞争。被吸附质分子大小的不同等

◼ 2、粉状活性炭投加量： 原水浓度Co要求达到浓度Ce，则由曲线 的对应点Ce →q=x/m 投加量： （mg/L） ◼ 3、 缺点：不能反映干扰因素的影响 （仅初步提供可行性数据）。 ◼ 不能反映：多种溶解杂质相互干扰。 强电解质与弱电解质的吸附竞争。 被吸附质分子大小的不同等。 ( ) m x C C a − e = 0

三、活性炭柱试验：1、概念：炭床厚接触时间：氵活性炭床容积或流量流速（伪时间：床容积里有炭的体积）■泄漏时间：流量不变时，由开始进水至出水水质达到限值的经历的时间

三、活性炭柱试验： ◼ 1、 概念： ◼ 接触时间： （伪时间：床容积里有炭的体积） ◼ 泄漏时间：流量不变时，由开始进水至 出水水质达到限值的经历的时间。 流速 炭床厚 或 流量 活性炭床容积