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发布时间:2018-04-27 16:00:00

在水处理中活性炭的必要条件及其作用

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由于活性炭水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂,因此影响因素也较多。主要与活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及选择的运转参数与操作条件等有关。

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活性炭被广泛的应用在水处理行业中,究其原因是因为活性炭在水处理过程中能够发挥重要的作用,有效吸附和过滤污水中的杂质。但是,活性炭在吸附过程的作用原理还是比较复杂的,影响活性炭吸附效果的因素很多,主要与活性炭的本身性质和水中污染物的性质、活性炭处理过程的原理以及运行参数、操作条件等相关。净水活性炭厂家现在为您解析一下主要的几大影响因素。

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1、溶液温度的影响

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  因为液相吸附时吸附热较小,所以溶液温度的影响较小。

  吸附是放热反应。吸附热,即活性炭吸附单位重量的吸附质(溶质)放出的总热量,以KJ/mol为单位。吸附热越大,温度对吸附的影响越大。

  另一方面,温度对物质的溶解度有影响,因此对吸附也有影响。

  用活性炭处理水时,温度对吸附的影响不显著。

  2、多组分吸附质共存的影响

  应用吸附法处理水时,通常水中不是单一的污染物质,而是多组分污染物的混合物。在吸附时,它们之间可以共吸附,互相促进或互相干扰。一般情况下,多组分吸附时分别的吸附容量比单组分吸附时低。

  3、活性炭的性质

  由于吸附现象发生在吸附剂表面上,所以吸附剂的比表面积是影响吸附的重要因素之一,比表面积越大,吸附性能越好。

  因为吸附过程可看成三个阶段,内扩散对吸附速度影响较大,所以活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素。

  此外活性炭的表面化学性质、极性及所带电荷,也影响吸附的效果。

  用于水处理的活性炭应有三项要求:吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。活性炭的吸附

容量附其他外界条件外,主要与活性炭比表面积有关,比表面积大,微孔数量多,可吸附在细孔壁上的吸附质就多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关,水处理用的活性炭,要求过渡孔(半径20~1000A)较为发达,有利于吸附质向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快,但水头损失要增大,一般在8~30目范围较宜,活性炭的机械耐磨强度,直接影响活性炭的使用寿命。

  4、吸附质(溶质或污染物)的性质

  同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。

  (一)溶解度

  对同一族物质的溶解度随链的加长而降低,而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小,越易吸附。

  如活性炭从水中吸附有机酸的次序是按甲酸--乙酸--丙酸--丁酸而增加。

(二)分子构造吸附质分子的大小和化学结构对吸附也有较大的影响。因为吸附速度受内扩散速度的影响,吸附质(溶质)分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例,最利于吸附。在同系物中,分子大的较分子小的易吸附。不饱和键的有机物较饱和的易吸附。芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。

(三)极性活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂,对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。(四)吸附制裁(溶质)吸附质的浓度在一定范围时,随着浓度增高,吸附容量增大。因此吸附质(溶质)的浓度变化,活性炭对该种吸附质(溶质)的吸附容量也变化。

  5、吸附操作条件

  因为活性炭液相吸附时,外扩散(液膜扩散)速度对吸附有影响,所以吸附装置的型式、接触时间(通水速度)等对吸附效果都有影响。

  综上所述,影响吸附的因素很多,应综合分析,根据具体情况,选择最佳吸附条件,达到最好的吸附效果。

  6、溶液pH的影响

  溶液pH值对吸附的影响,要与活性炭和吸附质(溶质)的影响综合考虑。溶液pH值控制了酸性或碱性化合物的离解度,当pH值达到某个范围时,这些化合物就要离解,影响对这些化合物的吸附。

  溶液的pH值还会影响吸附质(溶质)的溶解度,以及影响胶体物质吸附质(溶质)的带电情况。

  由于活性炭能吸附水中氢、氧离子,因此影响对其他离子的吸附。

活性炭从水中吸附有机污染物质的效果,一般随溶液pH值的增加而降低,pH值高于9.0时,不易吸附,pH值越低时效果越好。在实际应用中,通过试验确定最佳pH值范围。

目前,城市饮用水处理工艺以去除悬浮物、浊度和病原微生物的混凝→沉淀→过滤→消毒常规处理工艺为主,并根据水源水的特性选择适当的处理构筑物类型,组合成饮用水处理工艺流程。消

毒方式主要以氯消毒为主,也有少数水厂采用二氧化

氯、臭氧或紫外线消毒。出水水质一般要求达到国家颁布的生活饮用水质标准。

  活性炭在净化给水方面不仅对色、嗅去除效果良好,而且对合成洗涤剂ABS、三卤甲烷(THMs)、卤代烃、游离氯也有较高的吸附能力,也能有效地去除几乎无法分解的氨基甲酸酯类杀虫剂等。活性炭能有效地去除水中的游离氯和某些重金属(如Hg, Sb, Sn, Cr)且不易产生二次污染,常用于家庭用水及饮用水的净化处理工艺中。活性炭在废水处理方面的主要优点是处理程度高、出水水质稳定。与其他方法配合使用可获得质量很高的出水水质,甚至达到饮用水标准。在净水技术中,一般分为预处理和深度处理技术。

  对于水质良好的水源,传统的水处理工艺可获得安全合格的饮用水。但随着水源水的污染,在对有机物去除、降低三氮含量这些目前饮用水急需解决的问题上,传统的水处理工艺满足不了要求,大部分地区的饮用水虽然经过了常规处理,但仍然含有多种多样的微量有机物,特别是有毒有害、致畸、致癌和致突变物质逐渐增多,人们长期饮用,会出现眩晕、疲劳、脱发、癌症发病率增高等现象。随着城市化和工业化的迅猛发展,饮用水中不断出现新的病原微生物因子,加氯消毒也不能有效杀灭水中的病原菌、病毒和抗氯型的病原寄生虫如贾第虫胞囊和隐孢子虫卵囊等。抗氯型病原微生物如隐孢子虫的出现也使人们对传统的加氯消毒工艺产生了质疑。

现在我国大部分城市的水源都受到了不同程度的污染,在常规的处理工艺不能很好的治理的时候,活性炭就可以作为饮用水处理的有效手段,所以活性炭活性炭在水处理领域的研究变得尤为重要。但是,要彻底解决饮用水水质的问题,我们除了要加强水处理工艺技术的发展以外,还应该加强源头控制,加强环保的宣传,从而提高全国的环保意识!从而达到从根源解决问题的作用。


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