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活性炭的吸附作用主要發(fā)生在這些空隙和表面上,活性炭孔壁上大量的分子可以產(chǎn)生強大的引力將水和空氣中的雜質(zhì)吸引到孔隙中。活性炭的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附主要發(fā)生在活性炭豐富的微孔中,用于去除水和空氣中雜質(zhì),這些雜質(zhì)的分子直徑必須小于活性炭的孔徑。
活性炭選用無煙煤為原料,活性炭采用工藝精制加工而成,外觀呈黑色圓顆粒,活性炭具有合理的孔隙結(jié)構(gòu)、良好的性能、機械強度高、易反復(fù)再生、造價低等特點。
活性炭其吸附量不但與比表面積有關(guān)聯(lián),且與細孔的孔徑結(jié)構(gòu)密不可分。大孔為溶質(zhì)分子提供擴散渠道,使其進入細孔從而達到吸附的目的,故對于溶質(zhì)分子的吸附力主要受大孔影響。不同水質(zhì)選擇不同的活性炭水中所含的有機物不但有小分子,且有各式各樣的大分子,細孔所占的面積超過表面積的95%,吸附量的多少取決于細孔。因此,在生活污水的處理過程中,要選擇合適的活性炭來滿足不同吸附物的不同需求。溶質(zhì)分子的吸附主要是分子作用力,即范德華力起關(guān)鍵性作用。不同的活性炭孔洞直徑大小以及分布區(qū)域不同,所以品種不一樣的活性炭對不同的溶質(zhì)分子有不同的吸附能力。物理吸附與活性炭對溶質(zhì)的親合力、溶質(zhì)的溶解度、溶質(zhì)分子大小、活性炭的細孔分布、表面積等因素有關(guān)。
一般的活性炭吸附均采用固定床吸附,其維護管理比較簡單并且處理效率也高。但是其交換再生周期受氣體的種類、數(shù)量、溫度、水分的變動影響較大,很難確保?;钚蕴课椒ㄖ饕且驗榛钚蕴坑泻芨叩谋缺砻娣e,對惡臭物質(zhì)有較大的平衡吸附量,對多種惡臭氣體都可達到較好的吸附效果。此外通過浸漬活性炭(堿、磷酸)或注加微量其他氣體(氨氣、二氧化碳)還可以有效的提高活性炭的吸附效率。但是由于活性炭的價格昂貴,處理成本就成為限制其應(yīng)用的主要因素,而且它還有不適宜處理高濃度臭氣,每隔一段時間需要進行吸附劑再生的缺點。
當(dāng)分子從大孔進一步進入與大孔相通的微孔中擴散時,由于受到狹窄孔徑所產(chǎn)生的很大阻力,從而為緩慢。微孔也是在碳粒內(nèi)均勻分布,但不構(gòu)成徑向的擴散阻力。影響活性炭吸附的因素涉及溶質(zhì)分子性、分子量大小、空間結(jié)構(gòu),這一點取決于水源水質(zhì)的特征?;钚蕴繉Σ煌奈镔|(zhì)分子具有選擇吸附性。以粉末活性炭為例,投末活性炭后,水體相當(dāng)部分有機物得到去除,水體中膠狀物質(zhì)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(jié)構(gòu)。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CODcr、色度、濁度大幅度下降。同時活性炭對水中的致癌物與致突變物及其含酚化合物均有良好的去除效果。