使用活性炭去除水中余氯

　　在水處理過程中為防止水中細菌滋生，常向水中投入殺菌劑，最常用的是氯，并維持一定的過剩量，這就是余氯，余氯可分為游離性余氛和化合性余氯兩種，這里所指的是游離性余氯。

　　在工業水處理中，去除水中余氯主要是后續處理裝置的需要，后續的離子交換系統為防止離子交換樹脂被氧化，要求進水中余氯含量低于0.1mg/L，后續的反滲透裝置為防止反滲透膜被氧化，要求進水中余氯為零(復合膜)或低于0.3mg/L(醋酸纖維膜)。

　　去除水中余氯的方法目前有兩種，一是向水中添加某些化學藥品，如NaHSO3，二是讓水通過粒狀果殼活性炭過濾器。兩種方法目前都有應用。

　　1.脫除水中余氯的原理

　　目前一般認為，脫氯過程是吸附、催化和氯與炭反應的一個綜合過程。吸附與活性炭對水中有機物吸附相同，只是吸附質分子比有機物分子小。氯與炭反應，是指余氯在水中以次氯酸形式存在，它在炭表面進行化學反應，活性炭作為還原劑把次氯酸還原為氯離子：Cl2+HO→HOCI+HCI

　　在酸性或中性條件下，余氯主要是以HOCI形式存在。HOCl遇到活性炭會氧化活性炭，在果殼活性炭表而生成氧化物(或CO、C02)，HOCl被還原成h+和cl-。

水通過活性炭濾床后，水中余氯可以徹底去除，濾后出水余氯可以接近零。

　　2.脫除水中余氯的產品種類選擇

　　脫除水中余氯的活性炭可以用粒狀活性炭，也可以用粉狀活性炭，但目前用得多的還是粒狀活性炭過濾處理，脫除水中余氯的粒狀活性炭濾床的流速可以設計為20m/h，這主要因為活性炭對余氯去除速度較快。

　　關于脫除余氯的活性炭選擇，其物理性能同吸附有機物的活性炭選擇，對其吸附性能選擇有三種方法：

第一種方法是按活性炭比表面積、碘值、四氯化碳吸附值等一般吸附性能指標進行選擇，這主要因為活性炭吸附的氯分子較小，與碘的分子大小相近，它可以進入活性炭微孔中，充分發揮活性炭所有表面參與吸附的作用。因此選擇比表面積和碘值高的活性炭，對余氧的吸附性能也好。

第二種方法是測定活性炭對余氯的吸附等溫線，選擇吸附容量高的活性炭。吸附等溫線的測定方法同前述活性炭對水中有機物的吸附等溫線測定。

第三種方法是測定活性炭去除水中余氯的半脫氯值，所謂半脫氯值是指含余氧的水通過一活性炭吸附柱，確定當出水中余氯濃度剛好等于進水中余氧濃度一半所需要的炭層高度(cm)，即為半脫氯值。按規定，半脫氯值小于6cm的活性炭用于脫氯時效果較好。

半脫氯值測定裝置示于圖4-20，試驗用水為人工配制的含余氯5mg/L±0.5mg/L的水，pH7-7.5，以1cm/s±0.1cm/s流速通過活性炭柱，活性炭層高10cm±0.1cm，活性炭粒度1-2.5mm，不同活性炭之間粒度差應在士0.05mm之內?；钚蕴啃杞涱A處理。試驗用水水溫20℃±3℃，測出水中余氯濃度，按下式計算半脫氛值：H1/2=0.3010H/1gC0-lgC

上式中：H1/2--半脫氯值，cm；H--活性炭柱層高，cm；Co--進水中余氯濃度，mg/L；C--出水中余氯濃度，mg/L。

3.影響脫除余氯的因素
(1)活性炭顆粒大小
雖然粒徑變小，對活性炭比表面積影響不大(大約為0.02%)，但粒徑變小使內部更多孔隙向液相敞開，便于對余氯的吸附與反應。某活性炭粒徑對脫除余氯的影響示于圖4-21。從圖上看出，活性炭顆粒越小，脫除余氯越快，效果較好。所以工業上脫除余氯的活性炭顆粒應當盡量選擇小的。
(2)PH
由于水ph影響水中余氯的形態，所以也影響活性炭脫除余氯的效果(圖4-22)。水中余氯主要是指Cl2、HOCl、OCl-，三者相互比例隨pH變動而變動(表4-13)，活性炭對分子態HOCl脫除速度比離子態OCI-，要快，所以低pH對活性炭脫除水中余氯有利。

水中余氯形態與pH關系 表4-13

pH值	cl2	HOCl	OCl-
4	1%	99%	0
7	0	80%	20%
10	0	0	100%

(3)溫度
試臉表明，溫度升高有利于活性炭脫氯(圖4-23)，這種規律與活性炭物理吸附規律不同，這也說明不能將活性炭脫氯過程看成單純的物理吸附過程。

(4)水濁度的影響
水濁度高，有可能會堵塞一部分活性炭孔，從而阻礙余氯分子向活性表面的擴散，因而使脫氯速度下降(圖4-24)。