使用活性炭去除水中余氯

　　在水处理过程中为防止水中细菌滋生，常向水中投入杀菌剂，最常用的是氯，并维持一定的过剩量，这就是余氯，余氯可分为游离性余氛和化合性余氯两种，这里所指的是游离性余氯。

　　在工业水处理中，去除水中余氯主要是后续处理装置的需要，后续的离子交换系统为防止离子交换树脂被氧化，要求进水中余氯含量低于0.1mg/L，后续的反渗透装置为防止反渗透膜被氧化，要求进水中余氯为零(复合膜)或低于0.3mg/L(醋酸纤维膜)。

　　去除水中余氯的方法目前有两种，一是向水中添加某些化学药品，如NaHSO3，二是让水通过粒状果壳活性炭过滤器。两种方法目前都有应用。

　　1.脱除水中余氯的原理

　　目前一般认为，脱氯过程是吸附、催化和氯与炭反应的一个综合过程。吸附与活性炭对水中有机物吸附相同，只是吸附质分子比有机物分子小。氯与炭反应，是指余氯在水中以次氯酸形式存在，它在炭表面进行化学反应，活性炭作为还原剂把次氯酸还原为氯离子：Cl2+HO→HOCI+HCI

　　在酸性或中性条件下，余氯主要是以HOCI形式存在。HOCl遇到活性炭会氧化活性炭，在果壳活性炭表而生成氧化物(或CO、C02)，HOCl被还原成h+和cl-。

水通过活性炭滤床后，水中余氯可以彻底去除，滤后出水余氯可以接近零。

　　2.脱除水中余氯的产品种类选择

　　脱除水中余氯的活性炭可以用粒状活性炭，也可以用粉状活性炭，但目前用得多的还是粒状活性炭过滤处理，脱除水中余氯的粒状活性炭滤床的流速可以设计为20m/h，这主要因为活性炭对余氯去除速度较快。

　　关于脱除余氯的活性炭选择，其物理性能同吸附有机物的活性炭选择，对其吸附性能选择有三种方法：

第一种方法是按活性炭比表面积、碘值、四氯化碳吸附值等一般吸附性能指标进行选择，这主要因为活性炭吸附的氯分子较小，与碘的分子大小相近，它可以进入活性炭微孔中，充分发挥活性炭所有表面参与吸附的作用。因此选择比表面积和碘值高的活性炭，对余氧的吸附性能也好。

第二种方法是测定活性炭对余氯的吸附等温线，选择吸附容量高的活性炭。吸附等温线的测定方法同前述活性炭对水中有机物的吸附等温线测定。

第三种方法是测定活性炭去除水中余氯的半脱氯值，所谓半脱氯值是指含余氧的水通过一活性炭吸附柱，确定当出水中余氯浓度刚好等于进水中余氧浓度一半所需要的炭层高度(cm)，即为半脱氯值。按规定，半脱氯值小于6cm的活性炭用于脱氯时效果较好。

半脱氯值测定装置示于图4-20，试验用水为人工配制的含余氯5mg/L±0.5mg/L的水，pH7-7.5，以1cm/s±0.1cm/s流速通过活性炭柱，活性炭层高10cm±0.1cm，活性炭粒度1-2.5mm，不同活性炭之间粒度差应在士0.05mm之内。活性炭需经预处理。试验用水水温20℃±3℃，测出水中余氯浓度，按下式计算半脱氛值：H1/2=0.3010H/1gC0-lgC

上式中：H1/2--半脱氯值，cm；H--活性炭柱层高，cm；Co--进水中余氯浓度，mg/L；C--出水中余氯浓度，mg/L。

3.影响脱除余氯的因素
(1)活性炭颗粒大小
虽然粒径变小，对活性炭比表面积影响不大(大约为0.02%)，但粒径变小使内部更多孔隙向液相敞开，便于对余氯的吸附与反应。某活性炭粒径对脱除余氯的影响示于图4-21。从图上看出，活性炭颗粒越小，脱除余氯越快，效果较好。所以工业上脱除余氯的活性炭颗粒应当尽量选择小的。
(2)PH
由于水ph影响水中余氯的形态，所以也影响活性炭脱除余氯的效果(图4-22)。水中余氯主要是指Cl2、HOCl、OCl-，三者相互比例随pH变动而变动(表4-13)，活性炭对分子态HOCl脱除速度比离子态OCI-，要快，所以低pH对活性炭脱除水中余氯有利。

水中余氯形态与pH关系 表4-13

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

(3)温度
试脸表明，温度升高有利于活性炭脱氯(图4-23)，这种规律与活性炭物理吸附规律不同，这也说明不能将活性炭脱氯过程看成单纯的物理吸附过程。

(4)水浊度的影响
水浊度高，有可能会堵塞一部分活性炭孔，从而阻碍余氯分子向活性表面的扩散，因而使脱氯速度下降(图4-24)。