怎樣選擇在水處理中使用活性炭？

活性炭是一種常見的吸附劑、金屬催化劑或金屬催化劑，在水處理方式中當(dāng)擁有 普遍的運(yùn)用，那麼如何選擇活性炭？大家來一起剖析一下！

什么叫活性炭

活性炭是由含碳原料制成的一種納米微晶炭原料，外觀灰黑色，內(nèi)孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比表面積大，吸附能力強(qiáng)。它是一種常見的吸附劑、金屬催化劑或金屬催化劑。根據(jù)原料來源的不同，活性炭可分為：木質(zhì)活性炭、果核活性炭、獸骨/血活性炭、礦物質(zhì)原料活性炭、防腐涂料活性炭、硫化橡膠/塑料活性炭、再造活性炭等；根據(jù)外形的不同，活性炭可分為：粉狀、顆粒、不規(guī)則顆粒、圓柱形、球形和纖維等。使用活性炭是非常普遍的，它的主要用途基本上涵蓋了所有的社會經(jīng)濟(jì)單位以及大家日常生活中的各個(gè)單元，如污水凈化、金子攝取、糖液褪色、藥物注射劑提煉、心臟康復(fù)、空氣過濾、身體等。

活性炭的成份及制做

該活性炭原料為無定形碳，其比表面積很大，對水相、氣相中的無機(jī)物、有機(jī)化學(xué)物質(zhì)、膠體溶液等有較好的吸附性能。活性炭的原要原料包括活性炭、活性炭化學(xué)纖維等?；钚蕴吭牧鲜且环N優(yōu)良的吸附劑，主要是由于它具有表面結(jié)構(gòu)特征，以及其表面有機(jī)化學(xué)性質(zhì)?；钚蕴吭衔锢硇再|(zhì)穩(wěn)定，抗沖擊韌性高，耐熱性好，耐高溫，不溶于水及有機(jī)溶液，能用，已廣泛應(yīng)用于化工廠、環(huán)保、食品、冶金、醫(yī)藥、國防等有機(jī)化學(xué)安全防護(hù)等方面。目前，改性原料活性炭在廢水處理、環(huán)境污染防治等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，在治理大氣污染方面日益顯示出其良好的發(fā)展態(tài)勢。

超過80%-90%的活性炭是由碳組成的，這就是為什么活性炭是疏水劑。除碳元素外，還有兩種主要的摻合物：一種是以氧、氫為主的有機(jī)融合原素，這種原素由于碳中沒有完全碳化而被碳氧化，或者在活性全過程中，外部非碳元素與活性炭表面有機(jī)化學(xué)融合，例如，當(dāng)活性炭表面被氧化時(shí)，或水蒸氣對空氣進(jìn)行了氧化；另一種是以灰分為主的摻合物，它是活性炭的一部分。

關(guān)鍵原料活性炭基本可以是煤、木、核、椰子殼、核桃皮、杏仁、棗殼等全部含碳有機(jī)材料。該含碳原料在活性爐中，在高溫和的工作壓力下，按熱解作用轉(zhuǎn)化為活性炭。在這里的整個(gè)活性過程中，大的表面積和復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)正在慢慢產(chǎn)生。說白了，整個(gè)吸附過程正好在這個(gè)孔隙的中合表面進(jìn)行。活性炭中孔隙的大小對吸附質(zhì)有選擇吸附的作用，因?yàn)樯锎蠓肿硬荒苓M(jìn)入比其孔隙小的活性炭直徑?；钚蕴际且环N以碳為主要原料，經(jīng)高溫炭化、活性制得的疏水吸附劑。含大量微孔板的活性炭表面積大，能合理去除水中的飽和度和異味，能去除大多數(shù)二級出水中的有機(jī)化學(xué)污染物和一些無機(jī)化合物。

活性炭的基本原理

1.過慮基本原理

活化炭濾池是將水中漂浮的污染物進(jìn)行截流的整個(gè)過程，截流后的懸浮固體被填充在活化炭濾池的間隙內(nèi)。過濾層孔隙限度及其孔隙率的尺寸，隨活性炭料粒度分布的增加而擴(kuò)大。也就是說，活性炭的粒徑分布越粗，可容納懸浮的室內(nèi)空間就越大。其主要表現(xiàn)為過度擔(dān)心能力提高、污染容量提高、污染容量擴(kuò)大。同時(shí)，活性炭過濾層的間隙越大，水中懸浮固體越能深入運(yùn)輸?shù)较乱粋€(gè)活性炭過濾層，過濾層有足夠的維護(hù)厚度時(shí)，懸浮固體可以大量切斷，中低層過濾層可以更好地切斷。

在嚴(yán)格的理論上，活性炭對懸浮物的截流能力來自于由活性炭產(chǎn)生的表面積。當(dāng)水量較低時(shí)，機(jī)組的過慮主要來自活性炭的篩分功效，而水流量快時(shí)，過濾能力來自活性炭顆粒表面的吸附功效，在過熱過程中活性炭所給予的顆粒表面積越大，對水懸浮顆粒的粘合能力越強(qiáng)。

2.吸附基本原理

活性炭吸附結(jié)構(gòu)與污染物吸附結(jié)構(gòu)之間的作用力不同，吸附可分為物理吸附和有機(jī)化學(xué)吸附(亦稱活性吸附)兩種。在吸附全過程中，當(dāng)活性炭分子結(jié)構(gòu)和污染物分子結(jié)構(gòu)中間的相互作用力是范德華力（或靜電引力）時(shí)稱之為物理學(xué)吸附；當(dāng)活性炭分子結(jié)構(gòu)和污染物分子結(jié)構(gòu)中間的相互作用力是離子鍵時(shí)稱之為有機(jī)化學(xué)吸附。物理吸附抗壓強(qiáng)度的關(guān)鍵在于活性炭的化學(xué)性質(zhì)，與其物理性質(zhì)基本無關(guān)。因?yàn)榉兜氯A力較差，對污染物分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造危害并不大，這類力與分子結(jié)構(gòu)間粘結(jié)力一樣，故可把物理學(xué)吸附對比為凝結(jié)狀況。污染物在物理吸附過程中的物理性質(zhì)仍然不變。

因?yàn)檫@類物質(zhì)具有很強(qiáng)的離子鍵，對污染物的結(jié)構(gòu)構(gòu)造有很大的影響，所以可以把有機(jī)化學(xué)吸附看作是污染物和活性炭相互作用的結(jié)果。有機(jī)化學(xué)吸附通常包括價(jià)格電子共享資源或電子轉(zhuǎn)移，而不是簡單的微擾或弱極化，這是一個(gè)不可逆化學(xué)變化全過程。物理化學(xué)吸附與有機(jī)化學(xué)吸附的根本區(qū)別是產(chǎn)生吸附鍵。

因?yàn)檫@類物質(zhì)具有很強(qiáng)的離子鍵，對污染物的結(jié)構(gòu)構(gòu)造有很大的影響，所以可以把有機(jī)化學(xué)吸附看作是污染物和活性炭相互作用的結(jié)果。有機(jī)化學(xué)吸附通常包括價(jià)格電子共享資源或電子轉(zhuǎn)移，而不是簡單的微擾或弱極化，這是一個(gè)不可逆化學(xué)變化全過程。物理化學(xué)吸附與有機(jī)化學(xué)吸附的根本區(qū)別是產(chǎn)生吸附鍵。

它是指污染物在固體表面吸附后，其活化能下降的過程，因此，吸附的整個(gè)過程是一個(gè)放熱反應(yīng)，所釋放出的熱稱為固體表面的吸附熱。物理吸附和有機(jī)化學(xué)吸附作用力不同，吸附熱、吸附速度、吸附活性能、吸附溫度、吸附選擇性、吸附層數(shù)、吸附光譜儀等有差異。在中國，活性炭吸附技術(shù)用于制藥、化工廠和食品品類等行業(yè)的傳統(tǒng)工藝中，已有多年的歷史。70年代已逐步用于化學(xué)廢水治理。試驗(yàn)表明，活性炭對水中少量的有機(jī)污染物均有良好的吸附性能，對印染、染化、食品工業(yè)和石油加工等化工廢水均有良好的吸附實(shí)效性。通常情況下，污水中綜合指標(biāo)顯示的BOD、COD等有機(jī)化合物，如合成染料、表面性劑、酚類化合物、已烷、酚類、化肥及石油化工設(shè)備商品等，都具有的綜合性能。所以，活性炭吸附法已逐漸成為解決化工廢水的二、三級處理的主要途徑之一。

吸附性是一種化學(xué)物質(zhì)附著于另一種化學(xué)物質(zhì)表面而產(chǎn)生遲緩效果的整個(gè)過程。吸附是一種頁面狀況，其與表面支撐力、表面能的轉(zhuǎn)變 相關(guān)。產(chǎn)生吸附的促進(jìn)作用有兩個(gè)方面，一個(gè)是有機(jī)溶劑中的水對親金屬化合物的排斥作用，另一個(gè)是親金屬化合物濃度對其濃度的誘惑作用。廢水處理中的吸附，多是這兩種力量綜合作用的結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明，活性炭的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)直接影響到活性炭的吸附能力，而活性炭是由水中的水體狀況決定的。選擇連接孔較發(fā)達(dá)的炭種進(jìn)行廢水處理。另外，灰分也有危害，灰分越小，吸附性能越好，吸附質(zhì)分子離炭孔越近，越容易被吸附，而吸附質(zhì)濃度也會影響活性炭的吸附能力。當(dāng)濃度值為某一范圍時(shí)，吸附量隨著吸附質(zhì)濃度的增大而增大。另外，PH值和溫度也是有害的。隨著溫度的升高，吸附量減少。

活性炭的特點(diǎn)

1.吸附特點(diǎn)

活性炭吸附法是利用多孔結(jié)構(gòu)的活性炭，將水中的一種或多種化學(xué)物質(zhì)吸附在活性炭表面去除的方式，去除目標(biāo)中含有溶解度的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，金屬切削液、微生物菌種、病毒感染重金屬超過標(biāo)準(zhǔn)

在污水處理過程中，活性炭、磺化煤、活性碳、焦碳等都是常用的吸附劑，活性炭歷通過碳晶格常數(shù)生成各種形狀和大小不等的較發(fā)達(dá)微小孔，大大增加了比表面積，大大提高了吸附能力。活性炭的微孔合理半經(jīng)一般為1-1萬納米，小圓孔半經(jīng)不超過2納米，連接孔半經(jīng)一般為2-100納米，孔半經(jīng)不超過100-1萬納米。小圓孔容量一般在0.15~0.90mL/g之間，連接孔的面積一般在0.02~0.10mL/g之間，孔徑一般在0.2~0.5mL/g之間。

活性炭是一種非常小的碳顆粒，表面積很大，碳顆粒中有更細(xì)的孔-。此種毛細(xì)管吸附能力強(qiáng)，且由于炭粒表面面積大，可與氣體(殘?jiān)?充分接觸。當(dāng)這種汽體（殘?jiān)┍晃?，起凈化處理功效。對于活性炭表面積的科學(xué)研究具有重要意義，活性炭比表面積的檢測數(shù)據(jù)只有采用BET方法才能得到真實(shí)的檢測結(jié)果，而在中國，許多儀器設(shè)備只有做了BET檢測，才能進(jìn)行真實(shí)檢測?，F(xiàn)在全世界的比表面積是多少？