上节中我们介绍了介质过滤的水处理工艺，采用混凝、澄清、过滤的预处理工艺对于水中的悬浮物、浊度的去除是十分有效的，但对有机物的除率为40％～50％。为了减少水中有机物而进行氯化处理，为了防止余氯对后续水处理材料(如离子交换树脂、反渗透膜)造成危害，必须考虑除去余氯。目前除去水中余氯和有机物的主要方法之一就是采用活性炭吸附处理工艺。
活性炭是由多种含碳原料经脱水、炭化、活化、筛分加工制成。制造活性炭的原料包括木材、褐煤、泥煤、硬果壳、甘蔗渣、锯末、动物骨头及石油残渣。
1) 物理性质
活性炭具有不规则的结晶或无定形结构。活性炭不仅吸附能力强，而且吸附容量大，其主要原因就是它的多孔结构，比表面积可达到500～1500m2/g。这是由于活性炭在制造过程中，一些挥发性有机物去除以后，在活性炭粒中形成形状和大小不同的细孔，这些细孔的构造和分布与活性炭的原料、活化方法和活化条件等因素有关。
2) 化学性质
活性炭在制造过程中有多种表面氧化物生成。这些表面氧化物一般带有羟基、羧基、羰基等含氧官能团，使得活性炭表面带有微量电荷，表现出一定的选择性吸附特征。活性炭表面所带的含氧官能团和电荷的量随原料组成、活化条件不同而异。低温活化（<500℃）的炭可以生成表面呈酸性氧化物，水解后放出H+，使炭表面带有负电荷；高温活化（800～1000℃）的炭可以生成表面碱性氧化物，水解后放出OH-，使炭表面带有正电荷。
3） 活性炭的理化性能
活性炭用作吸附处理时，表征其理化性能的技术指标有粒度、视密度、亚甲基蓝脱色力、碘吸附值。其中碘吸附值的含义是指在浓度为0.1mmol/L的碘溶液50mL中，加入活性炭0.5g左右，震荡5min，测定剩余碘计算单位活性炭吸附碘的毫克数，单位为mg/g。
活性碳过滤器工作原理
当水通过活性炭过滤器时，水中的吸附物质从液相转移到固相活性炭的表面上。这个过程可以看作是由液相扩散、细孔内扩散和细孔内表面的吸附反应三个过程组成的。由于活性炭具有发达的细孔结构和巨大的比表面积，因此对水中溶解性的各种有机物具有很强的吸附能力，而且对用生物法或其他化学法难以去除的有机物如色度、异臭、表面活性剂、合成洗涤剂和染料等都有较好的去除效果。活性炭还有去除余氯的作用，其对Cl2的吸附不仅有物理吸附作用，而且也有化学吸附的作用。其化学吸附原理为：
2Cl2+C+2H2O→4HCl+CO2
活性碳过滤器的作用是保护后续离子交换树脂和分离膜免受有机物的污染。
主要工艺参数
具体的工艺参数应根据进水水质、活性炭品种及试验结果决定，下述数据仅是一般范围：
a 通水空塔流速：8～20m/h。
b 进水浊度：＜5FTU。
c 活性炭层厚度：1.5～2.0m。
d COD吸附量：200～800mg/kg炭。
e 反冲洗水流速：28～32m/h。
f 反冲洗历时：4～10 min。
g 反冲洗时间间隔：72～144h。
h 反冲洗炭层膨胀率：30～50%
活性碳过滤器的运行管理
a 活性炭的性能应符合有关标准或设计规范的要求。在选用时应仔细阅读产品的使用说明书，并检查其品种、规格、数量是否符合设计要求。 b 装料：按设计要求的层高和到货活性炭的视密度，估算装填数量。装料前设备应充水至水帽上方约500～800mm处，以免活性炭下落时损坏水帽。
c 清洗：过滤器在装料后应按流速5～8m/h水流由下往上冲洗，反洗水由上部排污口排出的方式进行反冲洗，以除去滤料中的赃物和形成滤层粒度的合理分布，至出水澄清为止。
d 过滤：装料后正洗，查看排水是否澄清，如已澄清，即可投入正常过滤，每小时观察出水一次，发现水质达不到要求时，立即停止，进行反洗或根据进出口压差（一般压差不超过0.098MPa）来决定反洗的时间。
e 空气擦洗：先关闭进水阀，打开排水阀，将水面降至观察孔中心位置，关闭排水阀，打开压缩空气阀及排空阀，将压缩空气从底部进入，将滤层松动3～5min，气体从排气阀排出。
f 水反洗：缓慢地打开反洗进水阀，水从底部进入，当空气阀向外溢水时，应立刻关闭空气阀，打开排水阀，水从上部排出，流量逐渐增加，最后保持一定的反洗强度（活性炭滤料：7～14L/m2s），以出水中不含有正常颗粒的过滤介质为宜，直至反洗出水水质完全无色透明为止，一般需20min左右，然后关闭反洗进水阀及上排水阀。
g 正洗：正洗时先打开进水阀及下排水阀，水由上往下冲洗，正洗强度1～1.5 L/m2s，时间通常为120min，原则上以出水透明时即关闭排水阀，打开出水阀，投入正常运行。
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