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活性炭及其应用

  • 活性炭吸附是去除水的臭味、天然和合成溶解有机物、微污染物质等的有效措施。自19世纪30年代活性炭开始应用于水处理中,至今已成为国内外最常用的吸附剂。
  • 颗粒活性炭外观为暗黑色,具有良好的吸附性能,其化学性质稳定,耐强酸强碱,耐高温,密度比水小,是一种多孔的疏水性吸附剂。果壳活性炭材料具有各种空隙,可以发挥不同的功能;微孔(直径<2nm),拥有很大的比表面积,呈现出很强的吸附作用;中孔(直径2-50nm),又叫中间孔,可添载催化剂或化学脱臭药剂;大孔(直径>50nm),通过微生物及菌类在其中繁殖,可以使无机的炭材料发挥生物物质的功能。
  • 由于椰壳活性炭具有多孔、细孔结构和巨大的比表面积,因而对苯、酚类、石油产品等溶解性有机物和色、臭、味、合成洗涤剂等常规处理难以去除的杂质有极强的吸附作用,并且可以脱除水中微量的氛,防止加氯消毒后产生三氯甲烷等有害物质。活性炭处理装置占地少,易于自动控制,运行管理简单,对水量、水质、水温变化适应性强,饱和炭可再生使用,具有广阔的应用前景。
  • 活性炭吸附技术一般用于去除水中的溶解性有机物,对相对分子质量在500-3000的有机物去除效果最好。大部分比较大的有机物分子、芳香族化合物、卤代烃等都能够牢固吸附在活性炭表面上或孔隙中,并且腐殖质、合成有机物也能被活性炭吸附去除,实践证明,椰壳活性炭可降低总有机碳(TOC)、总有机卤化物(TOX)和总三卤甲烷(TTHM)等指标。但活性炭对有机物的去除也受有机物特性的影响。同样大小的有机物,活性炭对溶解度小、亲水性差、极性弱的有机物具有较强的吸附能力。
  • 在给水处理中果壳活性炭能够除臭、除味、除色度、去除有机物、去除ABS(烷基苯磺酸钠、合成洗涤剂)等,是除臭除味的最有效方法之一。对于水中的铁、锰及植物分解产物或有机污染而产生的颜色也能十分有效地去除。
  • 在城市污水处理中,活性炭的应用有两种方式:其一是城市污水的三级处理,即常规的化学混凝(一级处理)、生化处理(二级处理)、活性炭吸附(三级处理),亦称污水的高级处理;其二是用于城市污水的物理化学处理,即化学混凝沉淀处理后,再用果壳活性炭吸附,也有在混凝沉淀、过滤、消毒后,再用活性炭吸附,但不采用生化处理步软,因此称为物化处理。
  • 活性炭处理含铬废水时,主要有两种方法:一种方法是在最佳pH值4-6的条件下,活性炭对Cr6+先进行吸附,然后用无机酸解吸,同时将其还原成Cr3+,并浓缩回收;另一种方法是在最佳pH值4-6.5的条件下,活性炭对Cr6+先进行吸附,然后用无机碱NaOH解吸Cr6+,随即对生成的铬酸盐类进行浓缩回收。值得注意的是,在此过程中,活性炭既可作为吸附剂,同时又可作为还原剂,近年来对活性炭处理含氰废水的研究发现,单纯利用活性炭的吸附性能去除氰化物效果较差,利用催化氧化法可以提高除氰效果,含汞废水处理研究表明。活性炭适于处理含汞量5mg/L以下的废水。
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