無煙煤濾料廠家介紹無煙煤濾料的濾床

　　無煙煤濾料廠家介紹無煙煤濾料的濾床

　　工業(yè)中多采用粒狀精制無煙煤濾料來吸附水中有機(jī)物，粒狀濾料放在過濾設(shè)備中構(gòu)成無煙煤濾料濾床。濾床可以設(shè)計(jì)為壓力式，也可以設(shè)計(jì)為重力式。壓力式是將粒狀無煙煤濾料放入壓力式過濾器中，被處理的水從上向下(或從下向上，即逆流式)通過粒狀濾層;重力式是將粒狀煤濾料放入重力式濾池中，構(gòu)成吸附濾層。這種工業(yè)濾床對(duì)天然水中有機(jī)物去除率正常時(shí)一般為40%--50%(以CODMn或UV254計(jì)算)，在無煙煤濾料濾床投入運(yùn)行初期去除率可稍高，達(dá)70%-80%，失效是指濾床對(duì)水中有機(jī)物去除率降至15%-20%時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，或者濾床出水有機(jī)物濃度超過要求時(shí)認(rèn)為精制無煙煤濾料失效。

　　無煙煤濾料濾床的主要設(shè)計(jì)參數(shù)包括濾速、吸附容量及運(yùn)行周期(無煙煤濾料使用壽命)。無煙煤濾料濾床設(shè)計(jì)目前有三種方法。

　　1.用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)

　　吸附水中有機(jī)物的無煙煤濾料濾速一般為5-10m/h(指空塔流速，superficial velocity)，也可以按空床接觸時(shí)間(empty bed contact time，EBCT)來選擇，EBCT =π/4d2hq-1其值在10--30min間。當(dāng)進(jìn)入濾床水為酸性水時(shí)(pH2--3及以下)，濾速可適當(dāng)提高。無煙煤濾料對(duì)水中有機(jī)物吸附容量一般經(jīng)驗(yàn)值為200g CODMn/kg，無煙煤濾料也可根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得吸附等溫線后計(jì)算而得。按下列公式設(shè)計(jì)：

　　式中：d--圓形濾床直徑，m;

　　F--濾床截面積，m2;

　　Q--處理水量，m3/h;

　　v--濾床流速，m/h;

　　T--使用壽命，h;

　　h--濾床裝載高度，m;

　　P--允填密度，kg/m3;

　　q--吸附容量，g/kg;

　　C0--被處理水的CODmn，mg/L;

　　Ce--要求的出水CODmn，mg/L。

　　無煙煤濾料影響吸附層高度的因索很多，除活性炭性質(zhì)及被吸附的有機(jī)物性質(zhì)外。還有流速、進(jìn)水有機(jī)物濃度等因素，進(jìn)水流速大，有機(jī)物濃度高，則吸附層高度也長。

　　柱式試驗(yàn)裝置如圖4-12所示。讓實(shí)際處理的含吸附質(zhì)的水樣通過，從三個(gè)取樣口取樣，測定水樣中吸附質(zhì)濃度，并記錄水樣中吸附質(zhì)濃度上升至允許的最大值時(shí)的通水時(shí)間T1、T2、T3。水樣通過的流速宜取三個(gè)以下的流速(v1、v2、v3)進(jìn)行試驗(yàn)。

　　試驗(yàn)結(jié)果可按以下Bohart-Adam、方程進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：

　　2.按Bohart-Adams方程進(jìn)行設(shè)計(jì)

　　由于實(shí)際吸附操作時(shí)影響吸附效果的因素很復(fù)雜，設(shè)計(jì)前進(jìn)行柱式試驗(yàn)是十分必要的，通過試驗(yàn)可以求出設(shè)計(jì)所需的各種參數(shù)。

　　水通過無煙煤濾料，水中有機(jī)物被吸附攔截，其吸附過程與離子交換過程相似。以順流式為例，由于頂部無煙煤濾料首先接觸吸附質(zhì)，因此首先發(fā)生吸附作用，出現(xiàn)了吸附層，水繼續(xù)通過時(shí)，頂部無煙煤濾料失效，不再起吸附作用，吸附層逐漸下移。整個(gè)過程是：失效層不斷擴(kuò)大，吸附層不斷下移，未吸附層不斷減少。當(dāng)未吸附層厚度減少到零，吸附層下邊緣與濾層下邊緣重合時(shí)，出水中吸附質(zhì)濃度開始上升;當(dāng)吸附層厚度降為零時(shí)，進(jìn)出水中吸附質(zhì)濃度相等。

　　在實(shí)際工作過程中，吸附層高度內(nèi)的濾料是無法充分利用的。所以吸附層高度的長短直接影響石英砂活性炭床中活性炭的利用效率。

　　式中：C0--水中吸附質(zhì)的質(zhì)量濃度，kg/m3;

　　Ce--出水中吸附質(zhì)允許的最高濃度，kg/m3;

　　K--吸附速度常數(shù)，m3/(kg·h);

　　q0--吸附容量，指單位濾料達(dá)到吸附飽和時(shí)的吸附質(zhì)質(zhì)量，kg/m3;

　　h--濾床層高度，m;

　　v--水通過濾柱時(shí)的空塔流速，m/h;

　　T--工作周期，h。

　　該式可簡化并改寫為：T=q0/Cov h-1/C0K 1n(C0/Ce-1)當(dāng)T=0時(shí)，濾床層高度h即為吸附層高度h0：h0=v/Kq0 1n(C0-Ce-1)

　　將上面試驗(yàn)所得的T1、T2、T3與相應(yīng)的高度h1、h2、h3作圖(圖4-13)，依此圖分解求其截距b1、b2、b3(單位h)及斜率a1、a2、a3(單位h/m)。按a=q0/C0v,b=1/C0K 1n(C0-Ce-1)來求q0及K值，并將三個(gè)流速v1、v2、v3時(shí)的q0-v、K-v關(guān)系作圖(見圖4-14)，依圖按實(shí)際運(yùn)行流速V`來求K及q0值。

　　無煙煤濾料濾床實(shí)際運(yùn)行流速可按經(jīng)驗(yàn)范圍取值，也可按下式求得：v`=Q/π/4 d2 式中：v`--實(shí)際運(yùn)行流速，m/h;Q--處理水量，M/h;d--活性炭床直徑，m。無煙煤濾料濾床層高度計(jì)算如下：

　　h0=v`/K`q`0ln(C0-Ce-1) 濾床工作周期計(jì)算如下：

　　通過吸附層高度與流速關(guān)系進(jìn)行計(jì)算

　　吸附層高度隨流速增大而增大，可通過多柱試驗(yàn)求得：所用無煙煤濾料柱的吸附層高度與流速關(guān)系方程示于圖4-15。

　　取多根(4-6根)同一直徑吸附柱，各自在不同流速下運(yùn)行。各柱內(nèi)裝不同高度(其高度保證各柱的空床接觸時(shí)間相同)，記錄有機(jī)物穿透時(shí)間和吸附終點(diǎn)時(shí)間(即進(jìn)出水有機(jī)物濃度相等時(shí)間)。

　　有如下關(guān)系存在：h/h0=t0/t0-t

　　式中：h--吸附柱中層高度;

　　h0--吸附柱運(yùn)行時(shí)吸附層長度;

　　t--吸附柱穿透時(shí)間;

　　t0--吸附柱吸附終點(diǎn)時(shí)間。

　　根據(jù)下式求出不同流速時(shí)吸附層長度h0及吸附層下移速度s：h0=h t0-t/t0 s=h-h0/t