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椰殼活性炭的吸附可分為物理吸附和化學吸附。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,這些雜質的分子直徑必須小于活性炭的孔徑。不同的原材料和加工工藝造成活性炭不同的微孔結構、比表面積和孔徑,適用于不同的需求。活性炭不僅含有碳元素,而且在其表面含有官能團,與被吸附的物質發(fā)生化學反應,從而與被吸附物質常發(fā)生在活性炭的表面。介質中的雜質通過物理吸附和化學吸附不斷進入活性炭的多孔結構中,使活性炭吸附飽和、吸附效果下降。吸附飽和后的活性炭需要進行活化再生,恢復其吸附能力,重復使用。評價活性炭的吸附性能指標主要有亞甲藍值、碘值和焦糖吸附值等,吸附容量越大,吸附效果越好。
椰殼活性炭可應用于空氣凈化和給水、廢水處理,用來分離或收集空氣和水介質中的雜質。顆?;钚蕴亢头勰┨孔饔孟嗤?,均可用于水處理。顆粒炭不易流失,可再生重復使用,用于污染較輕,需連續(xù)運行的水處理工藝。粉末炭不易回收,一般為一次性使用,用于間歇的污染較嚴重的水處理工藝。給水處理的顆料活性炭一般微孔和中孔發(fā)達,應符合三項要求:吸附容量大、吸附速度快、機械強度好。粉末活性炭要求除具備以上特點外,粒度越小吸附效果越好。
自來水集團所屬的以地表水為水源的自來水廠都設有1.5米深的顆料活性炭濾池,設計濾速為9.5米/小時?;钚蕴繛V池為給水處理中的深度處理工藝,可以有效地去除水中色度、異嗅異味和溶解的有機污染物,提高供水水質。顆?;钚蕴吭谑褂眠^程中根據原水水質情況定期進行反沖洗。一般采用水沖的形式,六天反洗一次,反沖強度需達到30%以上的濾池膨脹率。新炭主要以物理和化學吸附為主,使用一定時間炭表面形成生物膜后,則以生物降解作用為主。當評價活性炭吸附效果的指標降低到相關標準以下,或某種污染物指標穿透炭床時就必須進行更換或再生。新炭使用時需要浸泡24-48小時,之后還應進行反沖洗,以便去除殘存的活性炭中的焦油及炭粉等雜質。反洗次數(shù)和排水濁度可根據處理水用途確定,給水處理活性炭反洗排水濁度一般可控制在2-5NTU。
粉末活性炭在處理水中突發(fā)嗅味、工業(yè)污染物方面有很好的應用。2005年9-11月期間,由于密云水庫嗅味物質含量高,北京自來水集團第九水廠就采用了在輸水管道中投加粉末炭的技術,有效地去除了異味。在松花江受到硝基苯和苯污染期間,11月26-30日當污染水流經哈爾濱市期間,哈市供排水集團在建設部專家組的指導下,利用第九水廠的技術及時處理了水中硝基苯,達到了水質要求。在使用粉末炭時,必須根據所要去除污染物的種類和濃度進行吸附試驗,以確定活性炭種類和所需的粉炭量。投加粉末炭之前,應注意先將炭粉制成炭漿定量均勻的加入水中,接觸時間越長,除污染效果越好。在粉末炭的使用過程中還應注意以下安全問題;當粉塵濃度達到一定比例時遇明火易發(fā)生,故操作間禁止吸煙、火花及明火;應避免與氧化劑混放;由于粉末炭顆粒小、輕,在使用時應注意粉塵污染,操作員須配備防塵口罩,避免吸入肺中。
由于椰殼活性炭水處理所涉及的吸附過程和作用原理較為復雜,因此影響因素也較多。主要與椰殼活性炭的性質、水中污染物的性質、椰殼活性炭處理的過程原理以及選擇的運轉參數(shù)與操作條件有關。
1、椰殼活性炭的性質:用于水處理的椰殼活性炭應有三項要求:吸附容量大、吸附速度快、機械強度好。椰殼活性炭的吸附容量除其它外界條件外,主要與椰殼活性炭比表面有關;吸附速度主要與粒度及椰殼活性炭的孔分布有關,水處理用的椰殼活性炭要求過渡孔(半徑20~1000埃)較為發(fā)達,有利于吸附質(水中污染物)向微細孔中擴散。椰殼活性炭的粒度越小吸附速度越快,但水頭損失要增大,一般在8-30目范圍較宜。椰殼活性炭的機械耐磨強度,影響椰殼活性炭的使用壽命。
2、污染物的性質:同一種椰殼活性炭對于不同污染物的吸附能力有很大差別。由于污染物在水中的溶解度、分子構造、極性和污染物的濃度不同,椰殼活性炭的吸附能力變化很大。
3、溫度:由于吸附過程是放熱反應,在液相吸附時吸附熱較小,用椰殼活性炭處理水時,溫度對吸附的影響不顯著。
4、多組分污染物共存的影響:應用于吸附法處理水時,通常水中不是單一的污染物質,而是多組分污染物的混合物。在吸附時,它們之間可以共吸附,椰殼活性炭價格,互相促進或互相干擾。一般情況下,多組分吸附時分別的吸附容量比單組分吸附時低。
5、吸附操作條件:因為椰殼活性炭液相吸附時,外擴散(液膜擴散)速度對吸附有影響,所以吸附裝置的型式、接觸時間(通水速度)等對吸附效果都有影響。