無煙煤濾料廠家介紹無煙煤濾料的濾床

　　工業中多采用粒狀精制無煙煤濾料來吸附水中有機物，粒狀濾料放在過濾設備中構成無煙煤濾料濾床。濾床可以設計為壓力式，也可以設計為重力式。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，構成吸附濾層。這種工業濾床對天然水中有機物去除率正常時一般為40%--50%(以CODMn或UV254計算)，在無煙煤濾料濾床投入運行初期去除率可稍高，達70%-80%，失效是指濾床對水中有機物去除率降至15%-20%時為標準，或者濾床出水有機物濃度超過要求時認為精制無煙煤濾料失效。

　　無煙煤濾料濾床的主要設計參數包括濾速、吸附容量及運行周期(無煙煤濾料使用壽命)。無煙煤濾料濾床設計目前有三種方法。

　　1.用經驗數據進行設計

　　吸附水中有機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間(empty bed contact time，EBCT)來選擇，EBCT =π/4d2hq-1其值在10--30min間。當進入濾床水為酸性水時(pH2--3及以下)，濾速可適當提高。無煙煤濾料對水中有機物吸附容量一般經驗值為200g CODMn/kg，無煙煤濾料也可根據實驗測得吸附等溫線后計算而得。按下列公式設計：

　　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，除活性炭性質及被吸附的有機物性質外。還有流速、進水有機物濃度等因素，進水流速大，有機物濃度高，則吸附層高度也長。

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

　　試驗結果可按以下Bohart-Adam、方程進行設計計算：

　　2.按Bohart-Adams方程進行設計

　　由于實際吸附操作時影響吸附效果的因素很復雜，設計前進行柱式試驗是十分必要的，通過試驗可以求出設計所需的各種參數。

　　水通過無煙煤濾料，水中有機物被吸附攔截，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，因此首先發生吸附作用，出現了吸附層，水繼續通過時，頂部無煙煤濾料失效，不再起吸附作用，吸附層逐漸下移。整個過程是：失效層不斷擴大，吸附層不斷下移，未吸附層不斷減少。當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，出水中吸附質濃度開始上升;當吸附層厚度降為零時，進出水中吸附質濃度相等。

　　在實際工作過程中，吸附層高度內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--水中吸附質的質量濃度，kg/m3;

　　Ce--出水中吸附質允許的最高濃度，kg/m3;

　　K--吸附速度常數，m3/(kg·h);

　　q0--吸附容量，指單位濾料達到吸附飽和時的吸附質質量，kg/m3;

　　h--濾床層高度，m;

　　v--水通過濾柱時的空塔流速，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T=0時，濾床層高度h即為吸附層高度h0：h0=v/Kq0 1n(C0-Ce-1)

　　將上面試驗所得的T1、T2、T3與相應的高度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，并將三個流速v1、v2、v3時的q0-v、K-v關系作圖(見圖4-14)，依圖按實際運行流速V`來求K及q0值。

　　無煙煤濾料濾床實際運行流速可按經驗范圍取值，也可按下式求得：v`=Q/π/4 d2 式中：v`--實際運行流速，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算如下：

　　h0=v`/K`q`0ln(C0-Ce-1) 濾床工作周期計算如下：

　　通過吸附層高度與流速關系進行計算

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

　　取多根(4-6根)同一直徑吸附柱，各自在不同流速下運行。各柱內裝不同高度(其高度保證各柱的空床接觸時間相同)，記錄有機物穿透時間和吸附終點時間(即進出水有機物濃度相等時間)。

　　有如下關系存在：h/h0=t0/t0-t

　　式中：h--吸附柱中層高度;

　　h0--吸附柱運行時吸附層長度;

　　t--吸附柱穿透時間;

　　t0--吸附柱吸附終點時間。

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