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凈水活性炭濾料是由石墨微晶、單一平面網(wǎng)狀碳和無定形碳三部分組成,其中石墨微晶是構(gòu)成活性炭的主體部分。活性炭的微晶結(jié)構(gòu)不同于石墨的微晶結(jié)構(gòu),其微晶結(jié)構(gòu)的層間距在0.34~0.35nm之間,間隙大。即使溫度高達(dá)2000 ℃以上也難以轉(zhuǎn)化為石墨,這種微晶結(jié)構(gòu)稱為非石墨微晶,絕大部分活性炭屬于非石墨結(jié)構(gòu)。石墨型結(jié)構(gòu)的微晶排列較有規(guī)則,可經(jīng)處理后轉(zhuǎn)化為石墨。非石墨狀微晶結(jié)構(gòu)使活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),其孔隙結(jié)構(gòu)可由孔徑分布表征?;钚蕴康目讖椒植挤秶軐?,從小于1nm到數(shù)千nm。有學(xué)者提出將活性炭的孔徑分為三類:孔徑小于2nm為微孔,孔徑在2~50nm為中孔,孔徑大于50nm為大孔。凈水活性炭濾料中的微孔比表面積占活性炭比表面積的95%以上,在很大程度上決定了活性炭的吸附容量。中孔比表面積占活性炭比表面積的5%左右,是不能進(jìn)入微孔的較大分子的吸附位,在較高的相對(duì)壓力下產(chǎn)生毛細(xì)管凝聚。大孔比表面積一般不超過0.5m2/g,僅僅是吸附質(zhì)分子到達(dá)微孔和中孔的通道,對(duì)吸附過程影響不大。
凈水活性炭濾料按材質(zhì)可分為木質(zhì)活性炭、煤質(zhì)活性炭、椰殼活性炭、果殼活性炭等。凈水活性炭濾料是一種多孔類的含碳性物質(zhì),而該種材料具備著豐富的孔徑結(jié)構(gòu)能夠有效的吸附空氣之中的微生物和細(xì)菌,而在這種材料的使用過程中,電力、空氣凈化和污水處理等諸多的環(huán)境之中都得到了良好的應(yīng)用,活性炭濾料與傳統(tǒng)濾料相比的突出優(yōu)勢(shì):性炭濾料處理程度高,城市污水用活性炭進(jìn)行深度處理后,BOD可降低99%,TOC可降到1~3mg/L。活性炭濾料適應(yīng)性強(qiáng),對(duì)水量及有機(jī)物負(fù)荷的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性能,可穩(wěn)定的處理效果。活性炭濾料應(yīng)用范圍廣,對(duì)廢水中絕大多數(shù)有機(jī)物都有效,包括微生物難于降解的有機(jī)物。活性炭濾料粒狀炭可進(jìn)行再生重復(fù)使用,被吸附的有機(jī)物在再生中被燒掉,不產(chǎn)生污泥。活性炭濾料可回收有用物質(zhì),例如用活性炭處理含酚廢水,用堿再生吸附飽和的活性炭,可以回收酚鈉鹽。設(shè)備簡(jiǎn)單、通?;钚蕴繛V料多裝填在濾罐和濾池中使用,管理方便。
吸附是一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面上的緩慢作用過程。吸附是一種界面現(xiàn)象,其與表面張力、表面能的變化有關(guān)。引起吸附的推動(dòng)能力有兩種,一種是溶劑水對(duì)疏水物質(zhì)的排斥力,另一種是固體對(duì)溶質(zhì)的親和吸引力。廢水處理中的吸附,多數(shù)是這兩種力綜合作用的結(jié)果?;钚蕴康谋缺砻娣e和孔隙結(jié)構(gòu)直接影響其吸附能力,在選擇活性炭時(shí),應(yīng)根據(jù)廢水的水質(zhì)通過試驗(yàn)確定。對(duì)印染廢水宜選擇過渡孔發(fā)達(dá)的炭種。此外,灰分也有影響,灰分愈小,吸附性能愈好;吸附質(zhì)分子的大小與炭孔隙直徑愈接近,愈容易被吸附;吸附質(zhì)濃度對(duì)活性炭吸附量也有影響。在一定濃度范圍內(nèi),吸附量是隨吸附質(zhì)濃度的增大而增加的。另外,水溫和pH值也有影響。吸附量隨水溫的升高而減少,隨pH值的降低而增大。故低水溫、低pH值有利于活性炭的吸附。凈水活性炭濾料脫附是吸附的逆過程。是使已被吸附的組分達(dá)到飽和從吸附劑中析出,吸附劑得以再生的操作過程。即被吸附于界面的物質(zhì)在一定條件下,逃逸界面重新進(jìn)入體相的過程,也稱解吸。活性炭再生是吸附飽和的活性炭通過一定條件處理后再次活化?;钚蕴吭诃h(huán)境保護(hù),工業(yè)與民用方面己被大量使用,并且取得了相當(dāng)?shù)某尚В欢钚蕴吭谖斤柡捅桓鼡Q后,使用活性炭吸附是一個(gè)物理過程,因此還可以采用高溫蒸汽將使用過的活性炭?jī)?nèi)之雜質(zhì)進(jìn)行脫附,并使其恢復(fù)原有之活性,以達(dá)到重復(fù)使用的目的,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。再生后的活性炭其用途仍可連續(xù)重復(fù)使用及再生?;钚蕴吭偕俏斤柡偷幕钚蕴客ㄟ^一定條件處理后再次活化。