活性炭是水處理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種吸附劑，含有大量微孔，具有巨大的比表面積，對(duì)于污水中一些難去除的物質(zhì)，如表面活性劑、酚、農(nóng)藥、燃料、難生物降解有機(jī)物和重金屬離子等具有較高的處理效率。

活性炭的強(qiáng)吸附性能與其巨大的比表面積有關(guān)。在炭?；罨^程中，晶格間生成的空隙形成各種形狀和大小的孔，其孔壁的面積就是活性炭的總表面積，吸附作用主要發(fā)生在這些細(xì)孔的表面上?；钚蕴吭诨罨^程中，可使其表面活性增強(qiáng)，因而活性炭不僅可以去除水中非極性物質(zhì)，還可吸附極性溶質(zhì)，甚至某些微量的金屬離子及其化合物。

活性炭吸附法是一種具有廣闊應(yīng)用前景的污水深度處理技術(shù)。具有適應(yīng)范圍廣、處理效果好、可回收有用物料、吸附劑可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于水的深度處理。但此工藝對(duì)進(jìn)水預(yù)處理要求較高、運(yùn)行費(fèi)用較高、系統(tǒng)龐大、操作較麻煩。

1、活性炭吸附原理

活性炭是由含碳為主的物質(zhì)作為原料，經(jīng)高溫炭化和活化制成的吸附劑。用煤、果殼、木屑等作為原料，經(jīng)成型、破碎、炭化、活化，制成活性炭產(chǎn)品。由于在制造過程中，揮發(fā)性有機(jī)物被去除，內(nèi)部形成許多不同形狀與大小的細(xì)孔，因而活性炭孔隙豐富（0.6~0.9cm3/g），比表面積高達(dá)700~1000m2/g，這是活性炭吸附能力強(qiáng)、吸附容量大的主要原因?；钚蕴课教匦圆粌H受到細(xì)孔結(jié)構(gòu)的影響，而且受到活性炭表面化學(xué)性質(zhì)的影響。活性炭為非極性吸附劑，可吸附水中非極性、弱極性有機(jī)物質(zhì)。

活性炭的吸附形式分為物理吸附與化學(xué)吸附。物理吸附是通過分子力的吸附，與范德華力有關(guān)。物理吸附是可逆的，選擇性低，可多層吸附，脫附容易?；瘜W(xué)吸附與價(jià)鍵力相結(jié)合，是一個(gè)放熱過程，化學(xué)吸附有選擇性，只對(duì)某種或某幾種特定物質(zhì)起作用。化學(xué)吸附不可逆，比較穩(wěn)定，不易脫附。吸附飽和后，經(jīng)過再生，活性炭可以重復(fù)使用，再生的目的就是使吸附劑本身結(jié)構(gòu)不發(fā)生或很少發(fā)生變化的情況下，用某種方法把吸附質(zhì)從吸附劑的細(xì)孔中除去，以便能夠重復(fù)使用。

活性炭一般分為顆粒炭（Granular activated carbon, GAC）和粉末炭（Powdered activated carbon,PAC）兩類。粉末炭吸附能力強(qiáng)，制作容易，但再生比較困難。顆?；钚蕴?jī)r(jià)格貴，但可再生重復(fù)利用。

2、粉末活性碳在MBFB的應(yīng)用

在MBFB反應(yīng)系統(tǒng)中，粉末活性碳(PAC)由于吸附大量微生物，成為生物活性碳（BAC）,使PAC不僅存在著對(duì)小分子有機(jī)污染物的吸附和富集作用，還存在著PAC對(duì)微生物的吸附和保護(hù)作用、PAC對(duì)溶解氧的吸附作用、在局部高污染物濃度和高溶解氧條件下微生物對(duì)小分子有機(jī)物的分解作用以及PAC的生物再生作用。PAC、微生物、溶解氧、污染物等要素在高強(qiáng)度流化、混合、傳質(zhì)、剪切作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)微污染小分子有機(jī)物的高效分解。

1）PAC對(duì)小分子有機(jī)物的吸附和富集作用PAC能富集污染物形成局部高濃度區(qū)，有利于微生物生長(zhǎng)和對(duì)微污染小分子有機(jī)物的分解作用；

2）PAC對(duì)微生物的吸附和保護(hù)作用；

3）PAC對(duì)溶解氧吸附作用，隨著活性炭顆粒直徑變小，比表面積增加，PAC對(duì)溶解氧的吸附作用越來越強(qiáng)；

4）微生物對(duì)小分子有機(jī)物的分解作用，MBFB工藝通過PAC對(duì)微生物、污染物和溶解氧的吸附和富集作用；通過PAC對(duì)微生物的保護(hù)作用，使微生物能有效利用微量的有機(jī)污染物為底物，以溶解氧為電子受體，分解微污染水體中有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)深度凈化；

5）PAC的生物再生作用，活性炭表面生物膜對(duì)吸附的有機(jī)物具有氧化分解作用，可通過生物降解恢復(fù)活性炭吸附能力，實(shí)現(xiàn)PAC的生物再生，在MBFB系統(tǒng)中，高強(qiáng)度的三相傳質(zhì)、混合、紊流、剪切和活性炭顆粒之間的摩擦作用，使活性炭表面老化生物膜不斷脫落，使MBFB保持高效的吸附和生物降解功能。

3、MBFB核心設(shè)備—超通量無機(jī)陶瓷膜

美國(guó)西雅圖環(huán)境科技公司研發(fā)的無機(jī)陶瓷膜系統(tǒng)，是在普通陶瓷膜研究的基礎(chǔ)上，通過高科技改造，減少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了無機(jī)陶瓷膜在水處理中應(yīng)用的兩個(gè)最大障礙（價(jià)格昂貴、膜通量小），有效地對(duì)粉末活性碳進(jìn)行分離，工藝簡(jiǎn)單，使無機(jī)陶瓷膜應(yīng)用于水處理成為可能。

4、無機(jī)陶瓷膜主要技術(shù)參數(shù)：

膜層厚度：50—60μm，膜孔徑0.01-0.5μm；

氣孔率：44—46%；

過濾壓力：0.15 Mpa，反沖壓力：0.7Mpa以下；

膜材質(zhì)： 雙層膜，外膜TiO2；內(nèi)膜Al2O3—ZrO2復(fù)合膜。

【任生-13710293610】