10.2 吸附

10.2.1 吸附处理适用于脱色、除臭、除重金属、去除难以生物降解的有机物或难以氧化的有机物的处理、污水的回用处理以及作为离子交换、膜分离的预处理。化学工业污水回用中应用最多的是活性炭，活性炭种类有很多，粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低，但再生困难，一般不能重复使用，颗粒状的活性炭价格较贵，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭，而大孔树脂、沸石和磺化煤由于其特殊的吸附性，可根据需要选用。
10.2.2 本条规定了设计活性炭吸附器时应考虑的因素和条件：
    1 因活性炭吸附有机物有一定选择性，其适用范围有一定限制。当选用粒状活性炭吸附工艺时，需针对被处理水的水质、回用水质要求、所吸附有机物的种类及含量等，通过活性炭柱试验确定工艺参数。
    2 活性炭的吸附容量除外界条件外，主要与活性炭比表面积有关，比表面积大，微孔数量多，可吸附在细孔壁上的吸附质就多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关，水处理用的活性炭，要求中孔(过渡孔，半径2nm～100nm)较为发达，有利于吸附质向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水头损失要增大，一般在8目～30目范围为宜。活性炭的机械耐磨强度直接影响活性炭的使用寿命。通过测定活性炭的孔隙分布及比表面积来选择活性炭较为费时、费力，一般可通过测定活性炭的碘值和亚甲蓝值来进行选炭，大量文献报道，能去除水中COD，TOC以及其他有机污染物的活性炭的碘值要大于900mg/g，亚甲蓝值应大于120mg/g。
    3 当活性炭使用一定周期，出水指标超出设定值时，即可认为活性炭需要再生或更换；以去除有机物为目的时，可采用检测出水的COD值判断活性炭运行是否失效；也可用定期取样检测活性炭的碘值或亚甲蓝值来判断活性炭是否失效，如碘值指标小于600mg/g或亚甲蓝指标小于85mg/g时，活性炭应进行再生。
    4 采用直接电加热再生法或高温加热法再生效果好。
10.2.3 因活性炭吸附有机物有一定选择性，其适用范围有一定限制。当选用粒状活性炭吸附工艺时，需针对被处理水的水质、回用水质要求、所吸附有机物的种类及含量等，通过活性炭柱试验确定工艺参数。本条给出了没有条件进行试验时设计活性炭吸附罐的参数：
    1 要求进水浊度宜小于3NTU是因为活性炭吸附的主要目的不是截留悬浮固体，因此要求经过前级处理后，再进入活性炭吸附器。正常情况下，要求活性炭吸附器的进水浊度小于3NTU，否则将会造成活性炭层堵塞，缩短吸附周期。
    2、3 运行流速和活性炭装填高度的有关规定是参照相似运行经验和现行国家标准及行业标准中的数据提出的，在无试验资料时，可供参照。
    4 活性炭吸附器定期反冲洗的目的是冲掉附着在炭粒上和炭粒间的黏着物，同时松动炭层，使活性炭均匀吸附。反冲洗水管上设置流量调节和计量装置是为了调节反冲洗强度。
10.2.4 大孔吸附树脂对工业污水、废液的处理有着广泛的应用，且对废液中有害物质的浓度含量适应性强，并可做到一次性达标，实现有害物质回收利用、化害为利、变废为宝的目的。如污水中含苯、硝基苯、氯苯、氟苯、苯酚、硝基酚、氨基苯酚、双酚A、对甲酚、萘酚、苯胺、邻苯二胺、对苯二胺、水杨酸、奈磺酸等有机物均具有良好的可吸附性。
    例如采用磺化碱熔法生产苯酚，在二氧化硫的发生过程中产生高浓度(10000mg/L～20000mg/L)含酚污水，采用NKA树脂和H-103树脂处理这种污水，运行结果表明，树脂的工作吸附量为150mg/mL～250mg/mL，出水酚浓度小于0.5mg/L，酚吸附率达99.09％，COD去除率为70％。
    再如煤气生产和炼焦过程中产生的污水，不但成分复杂，而且酚浓度高选用NKA树脂和H-107树脂吸附处理煤气站洗涤水，运行结果表明，酚去除率为95％～98％，COD去除率为70％～80％，树脂的工作吸附量为80mg/mL～90mg/mL，酚脱附率大于95％。
    甲苯生产中产生浓度为6000mg/L～20000mg/L的甲基苯酚污水，采用CHA-111树脂处理，出水中甲酚浓度小于10mg/L。
    在大孔树脂的吸附过程中，被处理液的pH影响尤为重要。根据化合物结构的特点调整原液的pH值，可以达到较好的吸附效果。对非极性吸附树脂来讲，酸性物质在酸性条件下，以分子形式存在，易被树脂吸附，而在碱性环境下，以离子形式存在，物质不易被吸附。
10.2.5 本条给出了大孔树脂根据吸附物质不同适宜采取的再生方法。影响大孔树脂解吸再生条件的因素有再生剂的种类、浓度、pH值、流速等。再生剂应根据不同物质在树脂上吸附力的强弱，选择不同的再生剂和不同的再生剂浓度进行洗脱；通过改变再生剂的pH值可使吸附物改变分子形态，易于解吸下来。再生流速一般控制在0.5mL/min～5mL/min。