活性炭吸附技术在水处理中的应用

1.活性炭的物理化学特性1.1 活性炭(AC)活性炭是常用的一种非极性吸附剂，性能稳定，抗腐蚀，故应用广泛。它是一种具有吸附性能的炭基物质的总称。把含碳的有机物质加热炭化，去除全部挥发物，在经药品(如ZnCl2等)或水蒸汽活化，制成多孔性炭素结构吸附剂。活性炭有粉状和粒状两种，工业上多采用粒状活性炭。由于原料和制法的不同，其孔径分布不同，一般分为：碳分子筛，孔径在10×10-10m以下;活性焦炭，孔径20×10-10以下;活性炭，孔径在50×10-10m以下。 1.2 活性炭纤维(ACF)活性炭纤维是一种新型吸附功能材料，它以木质素、纤维素、酚醛纤维、聚丙烯纤维、沥青纤维等为原料，经炭化和活化制的。与活性炭相比较特有的微孔结构，更高的外表面和比表面积以及多种官能团，平均细孔直径也更小，通过物理吸附以及物理化学吸附等方式在废水、废气处理、水净化领域得到了广泛应用。纤维状活性炭微孔体积占总孔体积90%左右，其微孔孔径大部分在1nm左右，没有过度孔和大孔。比表面积一般为600～1200m2/g，甚至可达3000m2/g。活性炭纤维脱附再生速率快，时间短，且其性能不变，这一点优于活性炭。与活性炭一样，活性炭纤维吸附时无选择性，主要用于吸附有机污染物，一般用于炼油厂综合废水处理。  2.活性炭的吸附作用与吸附形式2.1 活性炭处理指利用活性炭作为吸附剂和催化剂载体的有关过程。主要应用于生活饮用水深度净化，城市污水处理，工业废水的处理。2.2 吸附作用与吸附形式将溶质聚集在固体表面的作用称为吸附作用。活性炭表面具有吸附作用。吸附可以看成是一种表面现象，所以吸附与活性炭的表面特性有密切关系。活性炭有巨大的内部表面和孔隙分布。它的外表面积和表面氧化状态的作用是较小的，外表面是提供与内孔穴相通的许多通道。表面氧化物的主要作用是使疏水性的炭骨架具有亲水性，使活性炭对许多极性和非极性化合物具有亲和力。活性炭具有表面能，其吸附作用是构成孔洞壁表面的碳原子受力不平衡所致，从而引起表面吸附作用。  3.活性炭在废水处理中的应用活性炭有不同的形态，目前在水处理上仍以粒状和粉状两种为主。粉状炭用于间歇吸附，即按一定的比例，把粉状炭加到被处理的水中，混合均匀，藉沉淀或过滤将炭、水分离，这种方法也称为静态吸附。粒状炭用于连续吸附，被处理的水通过炭吸附床，使水得到净化，这种方法在形式上与固定床完全一样，也称为动态吸附。能被活性炭吸附的物质很多，包括有机的或无机的，离子型的或非离子型的，此外，活性炭的表面还能起催化作用，所以可用于许多不同的场合。活性炭对水中溶解性的有机物有很强的吸附能力，对去除水中绝大部分有机污染物质都有效果，如酚和苯类化合物、石油以及其他许多的人工合成的有机物。水中有些有机污染物质难于用生化或氧化法去除，但易被活性炭吸附。  由活性炭吸附处理的成本比其他一般处理方法要高。在废水处理中，通常是将活性炭吸附工艺放在生化吹得后面，称为活性炭三级废水处理，进一步减少废水中有机物的含量，去除那些微生物不易分解的污染物，使经过活性炭处理后的水能达到排放标准的要求，或使处理后的水能回到生产工艺中重复使用，达到生产用水封闭循环的目的。活性炭吸附有机物的能力是十分大的，在三级废水处理中，每克活性炭吸附的COD可达到本身质量的百分之几十。在废水处理厂中增加了三级废水处理能使BOD的去除效果达到95%。活性炭以物理吸附的形式去除水中的有机物，吸附前后被吸附的性质并未变化，如果能采用适当的解吸方法，还能回收水中有价值的物质。3.3 粉状活性炭在给水处理中的应用粉状活性炭在给水处理中的应用已有70年左右的历史。自从美国使用粉状活性炭去除氯酚产生的臭味以后，活性炭成为给水处理中去除色、嗅、味和有机物的有效方法之一。国外对粉状活性炭吸附性能做的大量研究表明：粉状活性炭对酚、中所含有机物，三卤甲烷及前体物以及消毒副产物三氯醋酸等均有很好的吸附效果，对色、嗅、味的去除效果已得到公认。  粉 来源：环保零距离声明：本号对转载、分享、陈述、观点保持中立，目的仅在于传递更多信息，版权归原作者所有。如有侵权或违规等问题，请及时联系我们，我们将尽快处理删除。