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活性炭吸附净水原理

来源:北京北科 时间:2010-12-23 点击次数:

  活性炭是一种非极性吸附剂。外观为暗黑色,有粒状和粉状两种。近几年又发展了球状活性炭,浸透型活性炭和高分子涂层活性炭等新的品种。主要成分除炭以外还含少量的氧、氢、硫等元素,以及水分、灰分。其具有巨大的比表面积(通常比表面积高达500~1700m2/g)和特别发达的微孔,吸附性能和化学稳定性良好,可以耐强酸、强碱,能经受水浸、高温、高压作用,不易破碎。
  
  活性炭吸附水中溶质分子是一个复杂的过程,是几种力综合作用的结果,包括离子吸引力、范德华力、化学杂和力。根据吸附的双速率扩散理论认为,吸附是一个由迅速扩散和缓慢扩散两阶段构成的双速过程,迅速扩散在数小时内即完成,发挥了60%-80%活性炭的吸附容量。迅速扩散是溶质分子在碳粒内沿径向均匀分布的阻力小的大孔隙中扩散的过程。这些大孔隙产生径向的扩散阻力。当分子从大孔进一步进入与大孔相通的微孔中扩散时,由于受到狭窄孔径所产生的很大阻力,从而极为缓慢。微孔也是在碳粒内均匀分布,但不构成径向的扩散阻力。影响粉末活性炭吸附的因素涉及溶质分子极性、分子量大小、空间结构,这一点取决于水源水质的特征。活性炭对不同的物质分子具有选择吸附性。
  
  投加粉末活性碳后,水体相当部分有机物得到去除,水体中胶状物质含量减少,表面粘度下降。粉末活性碳吸附在絮凝物上,有利于絮体的架桥,能改善絮体的结构。除有良好的去除有机污染能力,同时还具有良好的助凝作用,使出水CODcr、色度、浊度大幅度下降。同时活性炭对水中的致癌物与致突变物及其含酚化合物均有良好的去除效果。
  
  粉末活性炭对人工合成化学物的吸附去除主要取决于该化合物的类型。在选择投加点时,要有充足的搅拌条件,使粉末活性炭能快速与处理水有良好的混合接触;尽量延长粉末活性炭与水体接触吸附时间,充分利用粉末活性炭的吸附能力,提高吸附率;选取粒径小和中孔较发达的木质粉末活性炭,使同等重量的活性炭吸附面积相对大,提高活性炭对有机物的吸附效能;尽量减少水处理药剂对吸附的干扰(如氯、高锰酸钾、混凝剂等);根据投加量的多少、场地条件选取干式或湿式投加。