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煤質(zhì)活性炭凈水效果綜述


煤質(zhì)顆粒活性炭強度高、孔隙發(fā)達、比表面積大，尤其微孔容積大而獨具優(yōu)點。煤質(zhì)活性炭對各種水中的有機質(zhì)、游離氯以及空氣中有害氣體有極強的吸附能力，是城市飲用水深度凈化的優(yōu)良吸附劑，并應(yīng)用于脫除空氣中細菌及毒害氣體。煤質(zhì)活性炭具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度，是一種優(yōu)良的廣譜碳質(zhì)吸附材料。根據(jù)外表形態(tài)的不同，煤質(zhì)活性炭主要可分為煤質(zhì)顆粒活性炭和煤質(zhì)粉狀活性炭，顆粒活性炭又分為煤質(zhì)成型炭 [包括柱狀炭、壓塊炭 (或壓片炭)和球形炭和原煤破碎活性炭兩大類。根據(jù)用途不同，可分為凈化水用、凈化空氣用、脫色用、回收溶劑用、針劑用、防護用等多種用途活性炭。由于其耐酸、耐堿、耐熱，且顆粒活性炭在吸附飽和后，可方便地再生，所以，活性炭是現(xiàn)代社會工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護中必不可少的碳質(zhì)吸附材料。


煤質(zhì)顆粒活性炭吸附水中溶質(zhì)分子是一個復(fù)雜的過程,是幾種力綜合作用的結(jié)果,包括離子吸引力、范德華力、化學(xué)雜和力。根據(jù)吸附的雙速率擴散理論認為,吸附是一個由迅速擴散和緩慢擴散兩階段構(gòu)成的雙速過程,迅速擴散在數(shù)小時內(nèi)即完成,發(fā)揮了60%~80%煤質(zhì)顆粒活性炭的吸附容量。迅速擴散是溶質(zhì)分子在碳粒內(nèi)沿徑向均勻分布的阻力小的大孔隙中擴散的過程。這些大孔隙產(chǎn)生徑向的擴散阻力。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,從而極為緩慢。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。影響煤質(zhì)顆粒活性炭吸附的因素涉及溶質(zhì)分子極性、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。煤質(zhì)顆粒活性炭對不同的物質(zhì)分子具有選擇吸附性。


優(yōu)點


1)煤質(zhì)顆粒活性炭應(yīng)用的主要特點是設(shè)備投資省,價格廉,吸附速度快,對短期及突發(fā)性水質(zhì)污染適應(yīng)能力強。


2)投加煤質(zhì)顆粒活性炭對去除色度有明顯效果。色度的去除有報道可達70%,色度低表明去除有機物的效率高,除鐵、錳的效果好。


3)投加煤質(zhì)顆粒活性炭對去除嗅味有明顯效果。


4)投加煤質(zhì)顆粒活性炭有助于去除陰離子洗滌劑。


5)投加煤質(zhì)顆粒活性炭有助于對藻類的去除。投加了煤質(zhì)顆粒活性炭阻隔了藻類的光吸收,同時在濁度較低的水源中有明顯的助凝作用,有助于在混凝沉淀中去除藻類。


6)投加煤質(zhì)顆粒活性炭使化學(xué)耗氧量、五日生化需氧量大大降低,這些與水體有機污染程度正相關(guān)的表征指標(biāo)的下降,表明了水體有毒有害物質(zhì)的去除程度。


7)投加煤質(zhì)顆粒活性炭對酚類的去除有良好的效果。


8)投加煤質(zhì)顆粒活性炭粉使出水濁度大幅度降低,自來水水質(zhì)大幅度提高。


9)投加煤質(zhì)顆粒活性炭對水體致突變性的影響,能夠有效地去除有機物污染物。是常規(guī)工藝改善飲用水水質(zhì)的簡捷途徑。


投加粉狀活性炭后,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,表面黏度下降。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)。所以對濁度較低、污染嚴重的水體,投加煤質(zhì)顆粒活性炭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,使出水水質(zhì)得到大幅度提高。是一種投資相對小、收效快,尤其是對于規(guī)模較大的舊水廠,是處理污染水源的一種可靠的凈化工藝。


煤質(zhì)顆粒活性炭選用優(yōu)質(zhì)無煙煤為原料，采用先進工藝精制加工而成，外觀呈黑色顆粒;具有合理的孔隙結(jié)構(gòu)，良好的吸附性能，機械強度高，易反復(fù)再生，造價低等特點。煤質(zhì)顆粒活性炭主要用于有毒氣體的凈化，廢氣處理，工業(yè)和生活用水的凈化處理，適合應(yīng)用于電廠原水凈化、自來水凈化，尤其在化工污水的過濾凈化處理以及電廠鍋爐采用苦咸水的氯根處理方面,有很好的處理效果理。


煤質(zhì)顆粒活性炭較主要的性能是吸附性，它與活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)。微孔的比表面積和比容積均很大。因此，微孔在很大程度上決定著活性炭的吸附能力。在固體活性炭的表面，主要發(fā)生兩種方式的吸附，即物理吸附和化學(xué)吸附。化學(xué)吸附是單分子層吸附，可以除去廢水和廢氣中的極性污染物以及一些金屬離子。物理吸附能夠形成多分子層吸附，能有效地吸附廢水和廢氣中的有機污染物。當(dāng)某一吸附質(zhì)與吸附劑的表面接觸時，究竟是發(fā)生物理吸附還是發(fā)生化學(xué)吸附，取決于吸附劑的表面活性、吸附質(zhì)的性質(zhì)、溫度和其他因素。工業(yè)用活性炭，除吸附能力外還要求：①機械強度大和耐磨性能好;②脫附所需能量小,再生容易;③有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),再生時炭損失小等。