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影响粉状活性炭吸附能力和吸附速率的因素有哪些? 粉状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。影响粉状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。另一方面,对于吸附剂粉状活性炭,其内表面化学结构,比表面积可以影响吸附能力,在实际生产应用中还有吸附速率的问题,活性炭颗粒的孔隙大小,粒径分布决定了溶质分子向碳粒内部扩散的速度。

水处理用粉状活性炭怎么制造? 活性炭的制造是将原料加热脱水、炭化及活化后得到多孔性的活性炭。在制造过程中以活化过程重要,目前活性炭制造工艺中,有药品活化法和气体活化法两种。 药品活化法,在加热的情况下,用氯化锌、硫酸、磷酸等作活化剂,将原料浸在这些药品溶液中经低温炭化和高温活化而得。我国粉状活性炭生产多以氯化锌作活化剂,活化炉为转炉。气体活化法将原料在有水蒸气、CO2或空气等活化气的情况下进行高温加热,整个制造过程包括干燥—原料在120-130度下脱水;炭化—加热温度在170度以上时原料中有机物开始分解,到400-500度炭化完毕;活化—原料中有机物炭化后有一部分残留在炭基本构造的微孔中,使微孔堵塞,在有活化气存在的情况下,残留炭氧化,与此同时炭的基本构造也有一些烧损,使微孔扩大得到多孔结构的无定型炭。

活性炭作为我国国民经济的一大支柱,在现代社会中发挥的作用越来越大,主要应用于糖、药、味精工业、水处理、溶剂回收、食品饮料提纯、空气净化、脱硫、载体、、黄金提炼、防毒、防毒服装、半导体领域等等。进入21世纪以来,我国活性炭年产量已突破20万吨,是世界上重要的生产国之一。到2010年,国内预计活性炭消费量将达到12万吨左右,也是世界上大的消费市场之一。但与发达国家相比,我国的活性炭工业仍然存在很大差距,特别是在生产技术、生产设备、产品质量、售后服务等方面的差距明显。净化水用煤质活性炭主要用于城市生活饮用水、纯净水、蒸馏水、超纯水等制造设备的填装、脱氯、降油净化及各种工业污水深度净化处理。  

活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说,活性炭颗粒越小,过滤面积就越大。所以,粉末状的活性炭总面积较大,吸附效果合适,但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中,难以控制,很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动,水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞,其吸附能力强,携带更换方便。 活性炭的吸附能力与水温的高低、水质的好坏等有一定关系。水温越高,活性炭的吸附能力就越强;若水温高达30℃以上时,吸附能力达到极限,并有逐渐降低的可能。当水质呈酸性时,活性炭对阴离子物质的吸附能力便相对减弱;当水质呈碱性时,活性炭对阳离子物质的吸附能力减弱。 所以,水质的PH不稳定,也会影响到活性炭的吸附能力。活性炭的吸附原理是:在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度,再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内,使用初期的吸附效果很高。但时间一长,活性炭的吸附能力会不同程度地减弱,吸附效果也随之下降。如果水族箱中水质混浊,水中有机物含量高,活性炭很快就会丧失过滤功能。所以,活性炭应定期清洗或更换。

降COD用哪种活性炭?单从对CODMn的去除考虑,在水源水有机物含量较高的情况下,推荐选用煤质活性炭,其物理吸附性能较好,相同水质情况下,明显优于其它活性炭。对于焦油活性炭,在工艺运行初期,由于其外表面积小于煤质活性炭,对有机物的吸附效果不佳,在高有机物含量的水源水进行该深度处理工艺时应尽量避免使用。工艺稳定运行后,由于微生物的生物降解起主导作用,各种炭的去除效果无较大差异,此时从经济上考虑,应该选择价格相对低廉的活性炭。 UV254的去除 UV254是经0.45μm滤膜过滤的水样在254nm波长下的紫外吸光值,主要代表的是芳香族化合物和具有共轭双键的有机化合物,UV254与CODMn都可以作为水中有机物的替代参数。有研究表明,活性炭在挂膜期间,对CODMn和UV254去除绝对相关性达0.72。

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