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在生產(chǎn)中應(yīng)用的活性炭種類有很多。一般制成粉末狀或顆粒狀。粉末狀的活性炭吸附能力強(qiáng),制備容易,價(jià)格較低,但再生困難,一般不能重復(fù)使用。顆粒狀的活性炭?jī)r(jià)格較貴,但可再生后重復(fù)使用,并且使用時(shí)的勞動(dòng)條件較好,操作管理方便。因此在水處理中較多采用顆粒狀活性炭。在水處理中,粉狀活性炭和顆粒活性炭各自表現(xiàn)著重要作用。粉狀活性炭已被廣泛運(yùn)用于去掉水中的色、嗅、味和微量有機(jī)物.投加量通常2—15mg/L.粉狀活性炭吸附循環(huán)時(shí)刻較短、投加方法較為簡(jiǎn)捷、費(fèi)用較低、可根據(jù)水體污染狀況隨時(shí)更換碳種等長(zhǎng)處,使之國(guó)內(nèi)外在水處理職業(yè)中的運(yùn)用不斷擴(kuò)大。而顆粒活性炭用于飲用水深度處理,通常與砂濾池配時(shí)運(yùn)用,在自來(lái)水廠中運(yùn)用廣泛。用于溶劑回收、有機(jī)氣體吸附、催化劑載體等方面;粉狀炭的運(yùn)用相對(duì)狹隘通常用于脫色、提純、催化劑載體領(lǐng)域。
活性炭是常用的一種非極性吸附劑,性能穩(wěn)定,抗腐蝕,故應(yīng)用廣泛。它是一種具有吸附性能的炭基物質(zhì)的總稱?;钚蕴坑蟹蹱詈土顑煞N,工業(yè)上多采用粒狀活性炭。由于原料和制法的不同,其孔徑分布不同,一般分為:碳分子篩,孔徑在10×10-10m以下;活性焦炭,孔徑20×10-10以下;活性炭,孔徑在50×10-10m以下。影響水處理活性炭批發(fā)吸附效果和使用壽命的主要因素有:污染物的種類和濃度、氣流在過(guò)濾材料中的滯留時(shí)間、空氣的溫度和濕度。在水處理中的要求有吸附容量大、吸附速度快、機(jī)械強(qiáng)度好?;钚蕴康奈饺萘颗c活性炭比表面有關(guān),吸附速度與粒度及活性炭的孔分布有關(guān),活性炭的機(jī)械耐磨強(qiáng)度與活性炭的使用壽命有關(guān)。水處理活性炭批發(fā)主要應(yīng)用于吸附法處理水。通常水中的污染物種類復(fù)雜,一般都是多組分污染物的混合物。在吸附時(shí)它們之間可以互相吸附、互相促進(jìn)或互相干擾。一般情況下,多組分吸附時(shí)分別的吸附容量比單組分吸附時(shí)低。
水處理活性炭是一種經(jīng)特殊處理的炭,具有無(wú)數(shù)細(xì)小孔隙,表面積巨大,每克活性炭的表面積為500-1500m2?;钚蕴坑泻軓?qiáng)的物理吸附和化學(xué)吸附功能,而且還具有作用。用于水處理的活性炭應(yīng)有三項(xiàng)要求:吸附容量大、吸附速度快、機(jī)械強(qiáng)度好?;钚蕴康奈饺萘扛狡渌饨鐥l件外,主要與活性炭比表面積有關(guān),比表面積大,微孔數(shù)量多,可吸附在細(xì)孔壁上的吸附質(zhì)就多。吸附速度主要與粒度及細(xì)孔分布有關(guān),水處理用的活性炭,要求過(guò)渡孔(半徑20~1000A)較為發(fā)達(dá),有利于吸附質(zhì)向微細(xì)孔中擴(kuò)散。活性炭的粒度越小吸附速度越快,但水頭損失要增大,一般在8~30目范圍較宜,活性炭的機(jī)械耐磨強(qiáng)度,直接影響活性炭的使用壽命。一般在水處理中使用的活性炭,其表面積不一定過(guò)大,但是應(yīng)具有較多的過(guò)渡孔隙及較大的平均孔徑。目前市場(chǎng)上的一些活性炭具有以下特性:比表面積為850至1000m2/g,孔隙容積為0.88至1.5ml/g,平均孔隙半徑為40至50A。水處理活性炭批發(fā)采用椰殼為原料經(jīng)炭化、活化精制而成,外型為不定型顆粒,具有機(jī)械強(qiáng)度高,孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),比表面積大,吸附速度快,吸附容量高,易于再生,經(jīng)久耐用等特點(diǎn)。椰殼凈水炭主要用于食品、飲料、酒類和高純飲用水的除臭,除氯及液體脫色。并可廣泛用于化學(xué)工業(yè)的溶劑回收和氣體分離等。
在不同的地區(qū)和不同的年代,工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所使用的水凈化處理技術(shù)存在一定的差異,活性炭?jī)羲夹g(shù)作為比較常用的凈水處理有較長(zhǎng)的應(yīng)用歷史。在選用水處理活性炭批發(fā)方面,工業(yè)企業(yè)通常傾向于更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的粉末活性炭,且其在凈水處理中的效果也更加明顯,優(yōu)勢(shì)較為突出。粉末活性炭的吸附作用原理較為復(fù)雜,其吸附效果會(huì)受到多種作用力的影響,其中,分子之間的相互作用力是影響活性炭吸附能力的關(guān)鍵性因素。物質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的分子之間還會(huì)出現(xiàn)相互吸附的關(guān)系,任何一個(gè)分子被吸附到活性炭?jī)?nèi)部,都會(huì)導(dǎo)致其他分子被持續(xù)性地吸入到活性炭的孔隙之中,從而形成一種活性炭持續(xù)吸附物質(zhì)結(jié)構(gòu)的形態(tài)。由活性炭吸附雙速率擴(kuò)散理論可知,活性炭的吸附作用包括迅速擴(kuò)散過(guò)程和緩慢擴(kuò)散過(guò)程兩個(gè)雙速過(guò)程階段。從迅速擴(kuò)散過(guò)程來(lái)看,指的是水中的被吸收分子由活性炭顆粒內(nèi)沿向阻力較小的碳粒孔隙中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,由于活性炭具有較高的孔隙,因而擴(kuò)散阻力相對(duì)較大,在溶質(zhì)分子向活性炭微孔中擴(kuò)散時(shí),由于孔隙相對(duì)狹小,因而阻力更加明顯,這就會(huì)降低擴(kuò)散的速度。粉末活性炭是一種主要內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的一類吸附劑,它的微孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),具有很強(qiáng)的吸附性能!活性炭是由許多石墨型層狀結(jié)構(gòu)的微晶不規(guī)則集合而成,由于活性炭顆粒結(jié)構(gòu)小,微孔結(jié)構(gòu)很多,因而具有很大的內(nèi)表面積,在對(duì)于色度'味'化學(xué)有機(jī)物等的吸附作用上,不僅吸收速度快,而且吸收容量大,效果好。在加上活性炭顆粒之間的碰撞作用,就更加有利于其吸附作用的發(fā)揮,促進(jìn)了吸附容量的增加。運(yùn)用粉末活性炭吸附作用處理水,能降低水體中的溶解性有機(jī)物含量,同時(shí)粉末活性炭也能去除異味物質(zhì),并且生產(chǎn)方便。