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(cè)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(zhǎng)。

　　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(cè)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(zhǎng)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(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)度h0及吸附層下移速度s：h0=h t0-t/t0 s=h-h0/t