活性炭的四種吸附方式有:攪拌池吸附方式、固定床吸附方式、移動床吸附方式和流動床吸附方式。
固定床吸附方式和移動床吸附方式,可根據水流方向又可分為下流式和上流式。此外,各種吸附方式又分為單級、順流多級和逆流多級等方式。吸附方式各有特點,在使用時要適當選用。
一、攪拌池吸附方式
攪拌池吸附是將活性炭投加到反應池內原水中,用機械攪拌,使之與原水接觸,專門用于粉末活性炭吸附。經吸附后,活性炭可經過凝聚沉淀出來,并根據需要再進行過濾。
反應池又大致可分為兩種類型:攪拌機型和泥渣接觸型。攪拌器型即用攪拌設備快速攪拌使原水與活性炭進行接觸;泥渣接觸型指在運行時,池內保持一定濃度的活性炭漿不斷循環,與連續流入原水相接觸,活性炭的停留時間長,吸附負荷較高,處理效果也較穩定。
二、固定床吸附方式
構造與快速砂濾池大致相同,活性炭顆粒床的厚度在0.6-2m以上,有壓力式和重力式兩種,從外型上又可稱為吸附柱或吸附池,是應用較多的吸附裝置,具有維護管理方便,易于實現自動化等特點。
活性炭顆粒填充的床層與砂濾池一樣具有過濾能力,但活性炭吸附床主要用來去除水中溶解有機物,而不是去除濁度,所以,活性炭吸附裝置通常設在快濾池后,減少水中的懸浮固體和大分子有機物堵塞活性炭孔隙,而影響活性炭的吸附性能,同時,活性炭床還需要定期進行反沖洗,以排除活性炭層內污染物。
當活性炭被有機物所飽和時,需要取出全部活性炭,進行再生,換成新炭或再生活性炭。一個固定床只能采取間歇操作,多級串聯、并聯吸附方式可實現連續操作,但相應的閥門和管線復雜。水流方式有下向流和上向流,上向流使活性炭層處于輕微膨脹狀態,又被稱為上向流膨脹床。膨脹床的截污能力小,層內阻力增加緩慢,可長時間連續運行,但床層上部需加裝捕捉器,防止活性炭顆粒隨水流流失。
三、移動床吸附方式
移動床吸附方式是指吸附一定時間后,使活性炭層向水流相反方向移動,排除已吸附飽和活性炭,同時,把再生活性炭補充進來,每次移動的炭量約為整個填充層量的5%-20%。
理論上講,如果是活性炭移動的速度與吸附前沿移動速度相同,吸附前沿會停留在吸附床內某一固定位置上,所以,填充床的高度只要大于等于吸附前沿的長度就可以了,對比固定床,移動床的填充炭量要少,設備占地面積小,此外,由于活性炭層移動方向與水流方向相反,能有效利用活性炭的吸附能力。移動床的缺點是裝置復雜,運行操作也復雜。
四、流動床吸附方式
流動床吸附為連續式吸附。即活性炭在塔內處于流動狀態,由上到下慢慢下降,進水從塔的底部進入,與活性炭逆流接觸,處理水從塔頂排出,失效活性炭從塔底排出。流動床除了可實現連續操作外,其優點在于可使用小顆粒的活性炭,吸附速度快又無需擔心壓降過大。缺點是構造復雜,對操作要求嚴格。