活性炭在污水处理系统中的形式、作用、原理及注意事项

活性炭在污水处理系统中的作用有哪些？

活性炭除了能去除由酚、石油类等引发的臭味和由各种燃料形成的颜色或有机污染物及铁、锰等形成的色度外，还可用于去除汞、铬等重金属离子和合成洗涤剂及放射性物质等，同时对农药、杀虫剂、氯代烃、芳香类化合物及其他难生物降解有机物也有很好的去除效果。

活性炭吸附有哪两种方式？

活性炭吸附分为静态和动态两种方式。

（1）静态吸附

静态吸附使用较少，主要用于小水量工业污水的一级处理。静态吸附是把一定数量的活性炭投入一定数量的待处理污水中，进行搅拌，达到吸附平衡后，再用沉淀或过滤的方法他污水和活性炭分离，如果一次吸附后的出水水质不能达到要求，可以使用多次静态吸附。

（2）动态吸附

动态吸附是在污水连续流动的条件下进行的吸附操作，目前已有许多成功的技术和工艺，可以用于大规模的工业污水或生活污水的处理，动态活性炭吸附法主要应用在污水处理系统和污水回用深度处理系统的最后一个环节，以保证出水最终达标排放或符合回用要求。

有时为了提高曝气池的处理能力，通过向曝气池内投加粉末活性炭来改善活性污泥的性能和增加曝气池的生物量，避免在二沉池出现污泥膨胀现象。粉末活性炭的大量细孔吸附了微生物、有机物和水中的氧气，可以使难以生物降解的有机物也能被生物降解，这是吸附、微生物氧化分解的协同作用。这种处理方法效果好而且比较稳定，能适应成分复杂且水质、水量多变的污水。

活性炭吸附设备有哪些形式？

水处理用活性炭吸附装置主要有固定床、移动床和流化床三种形式。

（1）固定床

固液两相吸附时，一般吸附速度较慢，采用固定床一般要有较高的活性炭层。

可以一个塔或几个塔并联或是串联，可间歇操作或切换使用。为防止装置滤层的阻塞，要定期反沖洗。

（2）移动床

在移动床吸附塔内，已经吸附饱和的活性炭可间歇地从塔底部取出，每天1～2次或每星期一次。每次取出的饱和炭量约为吸附塔内总炭量的5％～10％。所要处理的水自塔底向上流动，从塔顶部出水管排出，因此可以充分利用活性炭的吸附容量。其特点有：移动床吸附塔的水头损失较小；不需反沖洗设备，因为水从塔底进入，水中夹带的悬浮物随着饱和炭的间歇取出而排走；塔内炭层不能上下混合，要自上而下地有次序地移动；当卸出饱和炭后，需从塔顶加入等量新炭或再生炭。

（3）流化床

流化床内活性炭粒径较小，塔内上层的活性炭与从塔底进入的水充分搅动，使炭与水接触的表面积增大，可以用少量的炭处理较多的水，不需反沖洗，预处理要求低，可以连续运转。但运行操作要求较高，目前使用不多。

常用的活性炭再生方法有几种？

（1）加热再生法。水处理使用的活性炭饱和失效后通常采用加热解吸法再生。

（2）化学洗涤再生法。在常温下进行，设备和操作都比较简单。

（3）化学氧化再生法。可分为：①湿式氧化法；②电解氧化法；③臭氧氧化法，使用强氧化剂臭氧将吸附在活性炭上的有机物分解掉。

（4）微波再生。利用频率为900～4000MHz的微波照射饱和炭，使活性炭温度迅速升高到500～550℃，再保温20min即可达到再生要求。

活性炭加热再生的过程是怎样的？

加热再生分脱水、干燥、炭化、活化、冷却等五个步骤进行。

（1）脱水。将活性炭与输送水流进行分离。

（2）干燥。加温到100～150℃，将吸附在活性炭细孔中的水分蒸发出来，同时将部分低沸点的有机物也蒸发出来。

（3）炭化。加热到300～700℃，使低沸点的有机物挥发、高沸点的有机物热分解，还有部分有机物被炭化留在活性炭细孔中。

（4）活化。继续加热到700～1000℃，将留在活性炭细孔中的残留炭用水蒸气、CO2等进行活化处理，达到重新造孔的目的。

（5）冷却。为防止氧化，用水将活化后的活性炭急剧冷却。

活性炭法运行管理的注意事项有哪些？

（1）在选用活性炭时，必须综合考虑吸附性能、机械强度、价格和再生性能等多种指标，一般不能只偏向于其中一项性能。

（2）活性炭表面多呈碱性，水中重金属离子有可能在其表面形成氢氧化物沉淀析出，进而使活性炭的吸附性能下降。因此使用活性炭吸附法处理污水时，水中无机盐含量，尤其是重金属离子含量越低越好。

（3）为充分发挥活性炭的作用，避免活性炭的过快饱和以减少操作和降低运行费用，必须保证活性炭吸附法进水的水质不能超过设计值，一般进水COD不超过50～80mg／L。当进水有机物浓度较高时，要加强物理法、化学法及生物法等预处理措施的管理，设法改善其处理效果。当污水中含有较多的悬浮物或胶体时，必须投加混凝剂使用过滤法或气浮法等进行预处理。

（4）对于污水深度处理或某些超标污染物浓度经常大幅度变化的处理工艺，对活性炭处理工艺必须设置跨越或旁通管路。当进水水质发生较大变化时，及时停用活性炭处理单元，以节省活性炭床的吸附容量，有效地延长再生或更换周期。

（5）由于活性炭与普通碳钢接触可以产生电化学腐蚀，因此与活性炭接触的设备或部件要使用钢筋混凝土结构或不锈钢、塑料等材料。如果必须使用普通碳钢制作时，则必须进行防腐处理。采用环氧树脂衬里防腐时，衬里厚度要大于1.5mm。

（6）在使用粉末活性炭时，所有作业都必须考虑防火防爆，所配用的所有电器设备必须符合防爆要求。

什么是生物活性炭法？

在厌氧、缺氧或好氧条件下，在粉状或粒状活性炭表面生长和繁殖的微生物利用水中的一些有机基质为养料，通过活性炭吸附和微生物分解的协同作用，达到去除水中有机污染物的目的，这一工艺过程称为生物活性炭法。

在废水处理的生物膜法中，颗粒活性炭作为微生物载体时具有吸附性能好和挂膜快的优点。将附着生物膜的活性炭叫做生物炭，这种微生物群落附着在粒状活性炭表面上的水处理方法，也是生物活性炭法。

来源：污水博物馆