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    活性炭資料

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    活 性 炭 是 一 種 由 含 碳 材 料 制 成 的 外 觀 呈 黑色, 內部孔隙結構發達、表面積大 , 吸附能力 強的一類微晶質碳素材料。它是一種常用的吸 附劑、催化劑或催化劑載體, 廣泛應用于幾乎所 有的國民經濟部門和人們的日常生活。

    1  活性炭

    1.1  活性炭的分類

    由于原 料 來 源 、制 造 方 法 、外 觀 形 狀 和 應用場合不同,主要品種有:

    1.1.1  按原料來源分,   可分為木質 活 性 炭 (如椰殼活性炭、杏殼活性炭、木質粉炭等)、礦 物質原料活性炭 (各種煤和石油及其加工產物為原料制成的活性炭)、其它原料制成的活性炭(如廢橡膠、廢塑料等制成的活性炭)。

    1.1.2 按制造方法分,  可分為化學法活性 炭(化學炭)、物理法活性炭。

    1.1.3 按外觀形狀分粉狀活性炭、顆?;?性炭。

    1.1.4 其它形狀的活性炭除了粉狀活性炭 和顆?;钚蕴績纱箢愅? 還有其他形狀的, 如活性炭纖維、活性炭纖維毯、活性炭布、蜂窩狀活 性炭、活性炭板等等。在生產中應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,   制備容易,價格較低,  但再生困難,  一般不能重復使用。顆粒狀的活性炭價格較貴, 但可再生后重 復使用, 并且使用時的勞動條件較好, 操作管理 方便。因此在水處理中較多采用顆粒狀活性炭。

    1.2  活性炭吸附及影響吸附的因素

    1.2.1  活性炭吸附是指利用活性炭的固體 表面對水中的一種或多種物質的吸附作用 , 以達到凈化水質的目的。

    1.2.2  影響活性炭吸附的因素

            吸 附 能 力 和 吸 附 速 度 是 衡 量 吸 附 過 程 的主要指標。吸附能力的大小是用吸附量來衡量 的。而吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時 間內所吸附的物質量。在水處理中, 吸附速度決 定了污水需要和吸附劑接觸時間?;?性 炭 的 吸 附 能 力 與 活 性 炭 的 孔 隙 大 小 和結構有關。一般來說, 顆粒越小,  孔隙擴散速 度越快, 活性炭的吸附能力就越強。

          污水的 PH 值和溫度對活性炭的吸附也有 影響?;钚蕴恳话阍谒嵝詶l件下比在堿性條件下有較高的吸附量.吸附反應通常是放熱反應,因此溫度低對吸附反應有利。

          當 然 ,   活 性 炭 的 吸 附 能 力 與 污 水 濃 度 有 關。在一定的溫度下, 活性炭的吸附量隨被吸附 物質平衡濃度的提高而提高。利用粉末活性炭去除水中有機物、除色、除嗅味物質己取得成功的經驗與較好的去除效果。

    2  粉末活性炭的凈水效能研究

        粉 末 活 性 炭 吸 附 水 中 溶 質 分 子 是 一 個 復 雜的過程,  是幾種力綜合作用的結果, 包括離子吸引力、范德華力、化學雜和力。根據吸附的雙速率擴散理論認為, 吸附是一個由迅速擴散和 緩慢擴散兩階段構成的雙速過程, 迅速擴散在 數小時內即完成,   發揮了 60~80%活性炭的吸 附容量。影響粉末活性炭吸附的因素涉及溶質 分子極性、分子量大小、空間結構, 這一點取決 于水源水質的特征?;钚蕴繉Σ煌奈镔|分子 具有選擇吸附性。

    2.1 投加工藝的選擇

          國 外 專 家 曾 對 粉 末 活 性 炭 的 應 用 情 況 進 行分析研究, 認為粉末活性炭對人工合成化學 物的吸附去除主要取決于該化合物的類型。在 選擇投加點時,   必須考慮混合程度和處理接觸時間, 盡量減少水處理藥劑對吸附的干擾。選取 投加粉末活性炭工藝時, 主要考慮:

    2.1.1 投加點要有充足的攪拌條件,  使粉 末活性炭能快速與處理水有良好的混合接觸。

    2.1.2 盡量延長粉末活性炭與水體接觸吸 附時間, 充分利用粉末活性炭的吸附能力, 提高

    吸附率。

    2.1.3  盡 量 選 取 粒 徑 小 的 粉 末 活 性 炭 , 使 同等重量的活性炭吸附面積相對大; 選取中孔 較發達的木質活性炭, 力求提高活性炭對有機 物的吸附效能。

    2.1.4 盡量減小水處理過程中的化學藥品 干擾, 如氯、高錳酸鉀、混凝劑等。

    2.1.5  要根據投加量的多少、場地條件選取干式或濕式投加。

    2.1.6  根據水質污染狀態確定投加量。投 加量從 5~30mg/L 不等投加了粉末活性炭阻隔了藻類的光吸收, 同時 在濁度較低的水源中有明顯的助凝作用, 有助 于在混凝沉淀中去除藻類。

    2.2  投加粉末活性炭明顯改善出水水質

    2.2.1 投加粉末活性炭對去除色度有明顯 效果。色度的去除有報道可達 70%, 色度低表 明去除有機物的效率高, 除鐵、錳的效果好。但去 除 色 度 的 效 果 并 沒 有 和 投 加 活 性 炭 量 成 正 比, 其復雜的機理, 還有待下一步研究。

    2.2.2 投加粉末活性炭對去除嗅味有明顯 效果。南方某水體的富營養化水體不僅是藻類繁殖和殺滅過程產生的異臭, 還面對復雜的工 業排污污染, 水體長期酚類物質的異常濃度所 引起的異臭。

    2.2.3 投加活性炭有助于去除陰離子洗滌 劑。國內外化工行業早已有利用粉末活性炭, 來

    凈化去除工業廢水中的洗滌劑的工藝。也是粉 末活性炭去除較大分子合成有機物的一個評價 指標。

    2.2.4  投 加 活 性 炭 有 助 于 對 藻 類 的 去 除 。

    2.2.5  投 加 粉 末 活 性 炭 使 化 學 耗 氧 量(  CODmn 和 CODcr) 、五 日 生 化 需 氧(  BOD5) 量 大大降低,    這些與水體有機污染程度正相關的表征指標的下降, 表明了水體有毒有害物質的 去除程度。

    2.2.6  投加粉末活性炭對酚類的去除有良 好的效果。20 世紀 30 年代, 國外已有采用粉末活性炭吸附焦化廠廢水中苯酚的工藝。

    2.2.7  投 加 活 性 炭 粉 時 出 水 濁 度 的 影 響 。

          投加活性炭后由于活性炭比重大,   并具有良好 吸附性能,    吸附在絮狀物上,   增加絮狀物的比 重, 使水中相當部分有機物得到去除, 具有良好 的助凝性能。但粉末活性炭投量大時, 會發生微 小碳粒穿透濾池的現象, 影響出水濁度, 所以當 投加量大時,    要嚴格控制好濾速和濾池出水濁 度。

          投加粉末活性碳后, 水體相當部分有機物 得到去除,  水體中膠狀物質含量減少, 表面粘度 下降。粉末活性碳吸附在絮凝物上, 有利于絮體 的架橋, 能改善絮體的結構。所以對濁度較低、 污染嚴重的水體,   投加粉末活性炭除有良好的 去除有機污染能力,   同時還具有良好的助凝作 用, 使出水水質得到大幅度提高。是一種投資相 對小、收效快, 尤其是對于規模較大的舊水廠 , 是處理污染水源的一種可靠的凈化工藝。



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