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活性炭吸附塔

(a)采用固定床吸附器设计型式
从传质区角度讲,*理想的“吸附波”形态为一条垂直线(参见图1),但在实际运行过程中,由于吸附器中活性炭颗粒均匀度无法达到理想分布状态、吸附器装填的均匀程度也无法控制到理想程度、加上污染物成分和浓度不可避免地出现波动,吸附器中的传质区势必会逐渐或者突发性地变“平坦”,传质区变长,若选用的是固定床炭吸附器设计型式,如果未饱和炭层厚度已不足时,应会随时出现“吸附穿透”现象,导致出水水质不合格。
(b)采用脉冲床吸附器设计型式
而脉动床吸附器采取的是炭层与流体呈逆向运动方式,饱和炭层间歇式地被移出吸附器并进行再生处理,随后再生炭与补充新炭被重新从塔顶部加入吸附器,理论上污染物成分永远接触的是“新鲜”活性炭(即吸附性能与原炭性能相同)层,此时即便发生污染物成分或浓度剧烈波动、传质区变长,由于整个床层高度均为“新鲜炭层”,也不会发生“吸附穿透”现象,能够确保出水水质仍然处于稳定的达标状态。
图2给出的是固定床吸附器与脉动床吸附器的运行原理对比,图3给出的是出水质量随不同吸附器操作方式的变化曲线。


 
图2:固定床吸附器(左)与脉动床吸附器(右)运行原理图
 
图3:产品质量与固定床吸附器切换操作次数(左)、以及与脉动吸附器脉动频率(右)之间的关系曲线
可见,与固定床吸附器的出水水质情况相比,采用脉动床设计方案时,出水水质的波动要小得多;采用固定床设计方案时,在正常运行时不需中断供水,可直*整个活性炭吸附塔饱和,然后统一将废炭排出打包,外协再生。
另外,当进水中存在一定浓度的悬浮颗粒物或者夹带有气体成分时,由于脉动床吸附器运行的固有机制,能够有效避免出现床层阻力增大、出现“气阻”等运行故障;而采用固定床时,废水的流向是上进水,下出水。可能会将带入活性炭固定床的颗粒悬浮物拦截在固定床顶部,我们会根据每个固定床进出水的压差,来决定何时进行反冲洗,将拦截到的悬浮颗粒物洗出。
通常,若活性炭的再生方式为在线再生,即在活性炭吸附塔设备附近能够就地再生时,较为合适使用脉冲床吸附器;若活性炭的再生方式为离线再生,即在活性炭饱和之后需将活性炭整体取出统一运输*活性炭再生厂家再生处理,则应该采用固定床吸附塔。

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