活性炭由于其結(jié)構(gòu)的多孔性可作為過(guò)濾介質(zhì),來(lái)吸附各種液體中的微細(xì)物質(zhì),常用于水處理中的脫色、脫臭、脫氯、去除有機(jī)物及重金屬、去除合成洗滌劑、細(xì)菌、病毒及放射性等污染物質(zhì),也常用于廢水的三級(jí)處理?;钚蕴窟^(guò)濾是高效無(wú)污染的的雜志去除方法。
實(shí)際應(yīng)用中活性炭被制成活性炭過(guò)濾器,是一種罐體的過(guò)濾器械,外殼一般為不銹鋼或者玻璃鋼,內(nèi)部填充活性炭,用來(lái)過(guò)濾水中的游離物、微生物、部分重金屬離子,并能有效降低水的色度。
活性炭過(guò)濾器是一種較常用的水處理設(shè)備,作為水處理脫鹽系統(tǒng)前處理能夠吸附前級(jí)過(guò)濾中無(wú)法去除的余氯,可有效保證后級(jí)設(shè)備使用壽命,提高出水水質(zhì),防止污染,特別是防止后級(jí)反滲透膜,離子交換樹脂等的游離態(tài)余氯中毒污染。同時(shí)還吸附從前級(jí)泄漏過(guò)來(lái)的小分子有機(jī)物等污染性物質(zhì),對(duì)水中異味、膠體及色素、重金屬離子等有較明顯的吸附去除作用,還具有降低COD的作用??梢赃M(jìn)一步降低RO進(jìn)水的SDI值,保證 SDI 5,TOC 2.0ppm。
活性炭過(guò)濾是利用多孔活性炭的吸附作用。活性炭吸附過(guò)程中,根據(jù)分子和污染物分子之間作用力的不同,活性炭吸附可以分為兩大類:物理吸附和化學(xué)吸附(又稱活性吸附)。在吸附過(guò)程中,當(dāng)活性炭分子和污染物分子之間的作用力是范德華力(或靜電引力)時(shí)稱為物理吸附;當(dāng)活性炭分子和污染物分子之間的作用力是化學(xué)鍵時(shí)稱為化學(xué)吸附。
物理吸附的吸附強(qiáng)度主要與活性炭的物理性質(zhì)有關(guān),與活性炭的化學(xué)性質(zhì)基本無(wú)關(guān)。由于范德華力較弱,對(duì)污染物分子的結(jié)構(gòu)影響不大,這種力與分子間內(nèi)聚力一樣,故可把物理吸附類比為凝聚現(xiàn)象。
物理吸附時(shí)污染物的化學(xué)性質(zhì)仍然保持不變。
由于化學(xué)鍵強(qiáng),對(duì)污染物分子的結(jié)構(gòu)影響較大,故可把化學(xué)吸附看做化學(xué)反應(yīng),是污染物與活性炭間化學(xué)作用的結(jié)果?;瘜W(xué)吸附一般包含電子對(duì)共享或電子轉(zhuǎn)移,而不是簡(jiǎn)單的微擾或弱極化作用,是不可逆的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。物理吸附和化學(xué)吸附的根本區(qū)別在于產(chǎn)生吸附鍵的作用力。
活性炭過(guò)濾過(guò)程是污染物分子被吸附到固體表面的過(guò)程,分子的自由能會(huì)降低,因此,吸附過(guò)程是放熱過(guò)程,所放出的熱稱為該污染物在此固體表面上的吸附熱。由于物理吸附和化學(xué)吸附的作用力不同,它們?cè)谖綗?、吸附速率、吸附活化能、吸附溫度、選擇性、吸附層數(shù)和吸附光譜等方面表現(xiàn)出一定的差異。
活性炭是一種用途極廣的工業(yè)吸附、過(guò)濾劑,它是利用木炭、各種果殼和優(yōu)質(zhì)煤等作為原料,通過(guò)物理和化學(xué)方法對(duì)原料進(jìn)行破碎、過(guò)篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成。活性炭自1900年問世以來(lái),其應(yīng)用歷程當(dāng)中經(jīng)歷了兩件大事,一是在20世紀(jì)20年代第一次世界大戰(zhàn)中被用于制造防毒面具;二是在20世紀(jì)40年代數(shù)以百計(jì)的自來(lái)水廠用活性炭脫臭。活性炭的吸附性源于其獨(dú)特的分子構(gòu)造,活性炭的內(nèi)部有很多孔隙,每克活性炭的內(nèi)部孔隙如果鋪展開來(lái)可達(dá)到500~1700平方米,正是這種獨(dú)特的內(nèi)部構(gòu)造,使得活性炭具有優(yōu)異的吸附能力。
活性炭的應(yīng)用非常廣泛,活性炭經(jīng)過(guò)高溫活化及特殊造孔徑調(diào)節(jié)技術(shù)處理,使其具備了廣大的比表面積及豐富的與室內(nèi)有害氣體分子大小相匹配的孔隙結(jié)構(gòu),專用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡、TVOC、等數(shù)十種有害物質(zhì)等、所有對(duì)人體有害的氣體及空氣中的浮游細(xì)菌。具有吸味、去毒、除臭、去濕、防霉、殺菌、凈化等綜合功能,在吸附有害氣體的同時(shí),殺滅霉菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、膿菌等致病菌,抑制流行性病原的傳播,徹底清除室內(nèi)環(huán)境污染。
活性炭的應(yīng)用范圍包括:
1、活性炭過(guò)濾常用于水處理設(shè)備過(guò)濾、污水處理、中水回用等等。廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥、電子光負(fù)等。
2、工業(yè)污水中的懸浮物、固體物的去除;
3、用于要求出水濁度≤5mg/L能符合飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)用水、生活用水及市政給水系統(tǒng);
4、可用作離子交換法軟化、除鹽系統(tǒng)中的預(yù)處理設(shè)備,對(duì)水質(zhì)要求不高的工業(yè)給水的粗過(guò)濾設(shè)備;
以及用在游泳池循環(huán)處理系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水凈化系統(tǒng)等。