Сорбционные процессы

Процессы 
водоподготовки. 
Водоподготовка 
основана 
на 
использовании трех процессов: физической адсорбции, биосорбции и 
озонирования.
В процессах водоподготовки используют только активные угли, 
которые, обладают гидрофобной поверхностью и способны поглощать 
органические вещества из воды. Применение находят гранулированные и 
порошкообразные адсорбенты. В последние годы предпочтение отдают 
углям гранулированным, которые обладают рядом технологических и 
биологических преимуществ. К технологическим преимуществам относятся 
более низкий расход гранулированного угля, чем порошкообразного, 
возможность его реактивации и др. К биологическим – способность 
гранулированного угля к реализации на его основе процессов 
биосорбции
. 
Порошкообразные адсорбенты используют на небольших установках и для 
ликвидации залповых поступлений загрязняющих веществ. 
Гранулированные угли, выпускаемые в России для процессов 
водоподготовки, - это некоторые разновидности активных углей типа АГ. 
Они имеют сравнительно небольшой объем микропор (0,25 – 0,30 см
3
/г) и 

---

151 
хорошо развитые системы мезо – и макропор. Такая структура обеспечивает
быструю диффузии растворенных в воде крупных органических молекул. 
Удельная поверхность углей АГ оценивается величиной порядка 800 – 1000 
м
2
/г. Размер гранул этого адсорбента лежит в интервале от 0,5 до 2,5 мм.
Определяющими веществами процессов водоподготовки, как уже 
указывалось, являются пестициды и продукты их распада. С веществами этой 
группы связано предварительное озонирование воды. Озон способствует 
разрушению пестицидов и, окисляя поверхность угля, понижает 
конкурентную адсорбцию ПОВ. Сопоставление адсорбции пестицида – 
атразина из неозонированной и озонированной вод приведено на рис.2.33. 
Как видно из рисунка, срок службы угля до проскока пестицида в 
озонированной воде в два и более раза выше, чем в воде неозонированной. 
Время контактирования воды и угля обычно составляет 10 – 15 мин. Срок 
службы угля до замены его свежим адсорбентом при поглощении пестицидов 
равен 1 – 3 года. 
Концентрация ПОВ в воде значительно выше концентрации
пестицидов и проскок веществ этой группы происходит уже на первых часах 
эксплуатации адсорбционного фильтра. Но в дальнейшем концентрация 
ПОВ стабилизируется на уровне, примерно равном 50 % от исходной, и 
сохраняется на нем в течение очень долгого времени, практически в течение
всего срока службы угля, как адсорбента, удаляющего пестициды. Такую 
динамику очистки связывают с протеканием биосорбции. Так называют 
биохимическую реакцию на поверхности угля, обусловленную действием 
иммобилизованных на ней аэробных бактерий. Схему этой реакции 
записывают так: 
бактерии 
Органическое вещество + О
2
→ СО
2
+ Н
2
О + энергия 
В этом микробиологическом процессе используют специальные культуры 
бактерий, адсорбирующиеся поверхностью угля. Иммобилизации бактерий 
способствует наличие в угле шероховатой поверхности. Кроме ПОВ, при 
биосорбци происходит удаление побочных продуктов озонирования, таких 
как альдегиды и кетоны. 
Ликвидация привкусов и запахов из-за крайне низкой концентрации 
веществ, их обуславливающих, протекает в течение времени (2 – 4 года), 
превышающего срок службы угля при очистке воды от пестицидов. 
Очевидно, что специальная очистка воды от веществ этой группы не 
требуется. 
Срок службы гранулированного угля, используемого для удаления 
низкомолекулярных хлорзамещенных углеводородов, составляет 0,5 – 1,5 
года, что меньше, чем срок службы угля при очистке воды от пестицидов. 
Так как срок службы углей определяют пестициды, то чтобы уменьшить 
влияние низкомолекулярных хлорзамещенных углеводородов, подбирают 
такую точку отбора воды, в которой количество веществ этого класса мало. 

---

152 
С
0
С
время, сутки
800
400
Рис.2.33 Удаление пестицида гранулированным активным углем из 
неозонированной (1) и озонированной (2) воды.