活性炭吸附

　　用活性炭為吸附劑去除水中溶解物質的水處理方法。活性炭價格較貴，大量使用時常再生後重複使用。

　　活性炭性能　活性炭用木屑、果殼、褐煤等含碳物質為原料，經碳化和活化製成。有粉狀（粒徑為10～50微米）和顆粒狀（粒徑為0.4～2.4毫米）兩種。通性是多孔，比表面積大。總表面積達每克500～1000米²。主要性能參數是吸附容量和吸附速率率。吸附容量是單位重量活性炭達到吸附飽和時能吸附的溶質量，和原料、制造過程及再生方法有關。吸附容量越大，所用活性炭量越省。吸附速率是指單位重量活性炭在單位時間內能吸附的溶質量。因吸附有選擇性，性能參數應由實驗測定。顆粒活性炭要有一定的機械強度和粒徑規格。

　　活性炭不斷吸附水中溶質，直到吸附平衡即溶質濃度不再改變時為止。一定溫度下，達到吸附平衡時，單位重量活性炭所吸附的溶質重量和水中溶質濃度的關系曲線，稱為吸附等溫線。曲線常用弗羅因德利希公式表示：

X/M＝kC^1/n

式中X為活性炭吸附的溶質量；M為所加活性炭重量；C為達到吸附平衡時，水中溶質濃度；k和n為試驗得出的常數。

　　水處理中的應用　活性炭最早用於去除生活用水的臭味。沼澤水常帶土味，湖泊和水庫水常帶藻類形成的臭味，用活性炭處理最為有效，並且隻需在出現臭味時使用。大多用粉狀活性炭，直接投入混凝沉淀池或曝氣池內，隨污泥排除，不再回收利用。

　　活性炭能去除水中產生臭味的物質和有機物，如酚、苯、氯、農藥、洗滌劑、三鹵甲烷等。此外，對銀、鎘、鉻酸根、氰、銻、砷、鉍、錫、汞、鉛、鎳等離子也有吸附能力。在給水處理廠中，活性炭吸附法又起完善水質的作用。采用的設備是以粒狀活性炭為濾料的濾池，其構造及工作情況和普通快濾池相似，運行過程中須定期反復沖洗，以除去炭層中的懸遊物，防止水頭損失過大（見過濾）。活性炭濾床也可采用流化床或移動床。與快濾池不同水流均從下而上。流化床的流速使炭層膨脹，不易阻塞。移動床內失效的炭從池底連續排出，新炭從池頂連續補充。

　　活性炭再生　粒狀活性炭吸附容量耗盡後再生，常用的方法是加熱法，廢炭烘幹後在850°C左右的再生爐內焙燒。顆粒活性炭每次再生約損耗5～10％，且吸附容量逐次減少。再生效率對活性炭濾池的運行費用（也就是對水處理成本）影響極大。

　　為瞭延長活性炭的再生周期，正在開發生物活性炭法。以臭氧作為有機物改性劑，而活性炭不但起吸附作用，還作為微生物載體，濾床成為生物床。原水先加臭氧，使水中難降解有機物轉化為易降解有機物，然後流過活性炭濾池。由於活性炭的特性，生物床吸附水中有機物的能力特強，而微生物降解有機物的能力起瞭再生活性炭的作用。（見彩圖）

機械攪拌澄清池