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1、1996年第3期化工给排水设计37混凝过程中粉末活性炭的使用问题安徽建筑工业学院城建系汤利华摘要:本文讨论了活性炭吸附有机物的性炭孔隙内部,如果有机物分子尺寸大于活特点和原水中有机物的主要特征,在此基础性炭孔隙尺寸,就不能被活性炭吸附。一般认上,探讨了粉末活性炭在混凝过程中的使用为活性炭孔隙尺寸应大于被吸附分子尺寸的问题,主要包括炭型的选择、投加点的选择、三倍,被吸附分子才能比较顺利地进入活性投加量的确定和投加过程中的条件控制等。炭孔隙内。但孔隙尺寸大的活性炭,孔隙比表关键词:粉末活性炭(PAC)、原水、有
2、机面积小,其吸附容量比较小。污染物、混凝、吸附、投加点、投加量1.2温度随着原水有机物污染的日益严重,活性活性炭对有机物的吸附主要是高度发达炭在给水处理中的应用越来越普遍。目前,活的孔隙表面积的物理吸附,吸附力是分子间力,不象化学吸附要求被吸附分子达到一定性炭在给水处理中的应用方式主要有:混凝的活化能才能被吸附,因此活性炭对有机物过程中投加粉末活性炭和滤后水再接粒状活的吸附能力并不是随着温度的增加而增大。性炭滤池过滤。前面一种方法虽然不能充分相反,温度的增加会导致被吸附分子能量的发挥活性炭的吸附特点以及活性
3、炭不能再生增加,使被吸附分子的脱附能力增加,不利于回用,但不需要再增添水处理构筑物,投资活性炭的吸附,使活性炭的吸附容量下降。少,见效快,尤其对于水质季节性变化比较大但活性炭对有机物的吸附过程包括三个阶段:的原水,更见其优点。但许多水厂混凝过程中¹有机物通过活性炭颗粒表面的水膜投加粉末活性炭的效果不理想,并且对混凝层,称“膜扩散”阶段;去浊可能还产生一些负面影响。因此探讨混º有机物进入活性炭内部孔隙,称“孔隙凝过程中粉末活性炭的使用问题具有一定的扩散”阶段;现实意义。»有机物被吸附在活性炭内部孔隙表面1.影
4、响活性炭吸附的主要因素上,称“吸附阶段”。1.1活性炭的类型就活性炭吸附有机物整个过程的速度而活性炭按照其制造原料的不同,主要有言,吸附阶段的速度由于是物理吸附,是很快果壳活性炭、木质活性炭和煤质活性炭。木质的,整个过程起控制作用的是有机物的扩散,活性炭孔隙半径比较大,其孔隙有效半径可温度的提高又有助于有机物的扩散。从这方达1000!左右;煤质活性炭一般具有大量的面来说,温度的增加有助于提高整个吸附过中孔,这些中孔的有效半径介于20!～1000程的速度。但总的说来,用活性炭对水中的有!之间,其中褐煤制的活性
5、炭的孔径比烟煤机物进行吸附,温度的增加总体上并没有什大;果壳活性炭一般具有发达的微孔,这些微么益处。孔的半径大多在20!以下。1.3有机物的性质有机物要被活性炭吸附,必须要进入活对选定的活性炭而言,有机物分子的大38化工给排水设计1996年第3期小和水溶性对其本身的可吸附性影响很大。!之间,有些有机物的分子尺寸可能很大,如总的说来,活性炭对有机物的吸附具有以下腐植酸,有些很小,如CCl4。造成原水色度的特点:某些有机物具有一定的亲水性,但很多有机¹当有机物分子的尺寸与活性炭的孔隙物的水溶性并不好。有些有机物
6、的沸点比较尺寸相比接近甚至超过时,难以被活性炭吸低,易挥发,但很多有机物的沸点远高于常附;温,如酚类。º当有机物分子尺寸与活性炭的孔隙尺因此原水中的有机物有一些是不能被活寸相比比较小时,分子量大、沸点高的有机物性炭直接吸附的,有一些能被活性炭直接吸的可吸附性优于分子量小、沸点低的有机物;附。因此混凝过程中投加粉末活性炭能够去»有机物如果分子大小相同,活性炭对掉一部分有机物。但不同的原水所含的有机芳香族化合物的吸附优于脂肪族化合物,对物的组成可能差别比较大,活性炭的使用效支链化合物的吸附优于直链化合物;果可能
7、不一样。¼对分子极性与水差异越大、水溶性越3.活性炭的选择小的有机物的吸附优于极性与水接近、水溶虽然一般希望所选的活性炭具有较高的性大的有机物的吸附。吸附容量。但原水中有机污染物的浓度一般因此,活性炭对有机物的吸附是有选择是比较低的,并且原水中有机污染物的分子性的,并不是对任何有机物都有良好的吸附尺寸一般比较大,所以活性炭的吸附容量往性能,某些分子量小、沸点很低的有机物(如往不是主要的问题,而活性炭的孔隙尺寸常CCl4)和分子量很大、分子尺寸很大的有机物常成为吸附过程的制约因素。所以果壳活性炭尽管其孔隙发达
8、,但由于其孔隙尺寸小,不(如腐植酸)都不易被活性炭吸附。宜作为水处理用活性炭。水处理活性炭最好1.4pH值选用木质活性炭或褐煤质活性炭,或者两种pH较高时,水中典型有机污染物的一活性炭混合使用。些基团容易水解以及活性碳孔隙内部可能发生某些无机盐类的沉积而降低活性炭对有机4.混凝过程中粉末活性炭的投加点粉末活性炭的投加点的选择主要要考虑物的吸附性能,所以一般在较低的pH值下,以下因素:有利于活性炭对有机物的吸附。2
