穿透曲線的橫坐標表示從底部流出的處理水的體積或處理時間,縱坐標代表處理出水中溶質(zhì)的濃度。在水處理中,為了保證處理工藝的連續(xù)性,通常需要采用連續(xù)吸附操作,固定床則是連續(xù)吸附操作中常用的操作模式,裝有吸附劑的吸附柱,含有污染物的原水從頂部流入,經(jīng)過吸附劑吸附之后,從底部就得到了清潔的出水,這種方式與固定床離子交換樹脂類似,在其工作的任意時刻,吸附柱內(nèi)會同時存在三個區(qū)域。
穿透曲線區(qū)域一為吸附柱頂部的飽和層,吸附劑由于吸附水中的污染物而達到飽和;區(qū)域二為吸附帶,只有部分吸附劑的吸附能力達到飽和,部分吸附劑還可以繼續(xù)對水中的污染物進行吸附,是實際上處于工作狀態(tài)的區(qū)域;區(qū)域三為未工作層,該區(qū)域的吸附劑還未能被利用。在整個吸附操作過程中,隨著運行時間的增加,吸附帶逐漸下降,飽和層的高度不斷增加,未工作層的深度不斷減少。當(dāng)吸附帶達到吸附柱的底部時,出水溶質(zhì)就會發(fā)生穿透。
穿透曲線當(dāng)吸附柱正常運行時,出水中溶質(zhì)的濃度非常低;
隨著運行時間的延長,吸附帶的下沿逐漸達到吸附柱的底部時,出水的溶質(zhì)濃度開始迅速上升;
當(dāng)出水的溶質(zhì)濃度達到允許的出水濃度Ca時,此時的點就稱為穿透點(a);
當(dāng)設(shè)備繼續(xù)運行,出水溶質(zhì)濃度達到進水濃度的90~95%時(Cb),此時可以認為吸附柱中的吸附能力基本被耗盡,吸附柱達到了吸附的終點(b)。
其中從a到b點,吸附帶移動的距離,就是吸附帶的高度δ。
當(dāng)采用單柱吸附操作時,為保證出水水質(zhì)達到允許的濃度,吸附柱運行的處理量只能到a點,即Va,該點的通水倍數(shù)(單位裝填的吸附劑量的處理的水量)為Va/m。
因此為了充分利用吸附柱的吸附容量,通常采用多柱吸附的操作模式。