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下载名称 活性碳吸附(AC)2007-4-10 16:12:14
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活性炭吸附


活性炭除氯

原水经过混凝、沉淀、澄清、过滤后,即可作为工业用水使用。如果作为饮用水,还必须进行消毒处理,以防止疾病传播。通常在水中通入氯气作为杀死细菌等微生物的消毒方法。氯气通入水中后,极易溶于水,产生下列反应

C12+H2O====HC1+HOC1

次氯酸还会进一步电离,生成次氯酸根

HOC1====H++OC1-

氯气在水中生成的HOC1和OC1-对细菌等微生物有极强的杀灭作用。但在起杀生作用前,由于水中溶有各种有机物等杂质,这些杂质会首先与C12反应,耗去溶入水中的C12,只有满足这些耗氯需要后,才会有多余的C12来杀灭细菌,这部分氯称为余氯。为维持杀灭细菌的效果,管网水中始终要保持余氯量的在0.5-1mg/L,在管网末端也要保持0.05-0.1mg/L的余氯。

当采用经过消毒处理的自来水作锅炉给水时,必须除去自来水中的余氯。因为余氯的存在会破坏离子交换树脂的结构,使其强度变差,容易破碎。特别是在靠近自来水厂附近时,水中余氯较较高,更需注意除氯。

原理

活性炭由木炭、沥青炭和果壳、果核、动物骨头等经高温焙烧和活化制成。活性炭中有很多毛细孔相互连通,因此,比表面积极大。据测试,1克活性炭有500-1000m2的表面积,图2-23为活性炭内部气孔分布情况。过滤用活性炭是颗粒状的,粒径一般为1-4mm。这些微孔可以起吸附作用。

活性炭脱氯不完全是由于物理吸附作用,它还有催化作用,使余氯进一步转化成碳的化合物,其反应机理为

C12+H2O====HC1+HOCl

HOCl====HCl+[O](活性炭)

C+[O]====CO#

C+2[O]====CO2#

因此,活性炭在整个吸附脱氯过程中不存在吸附饱和问题,只是损失少量的炭。所以活性炭脱氯可以运行相当长的时间。例如用19.6m3的活性炭粒料作滤料,处理余氯量为4mg/L的自来水时,可连续处理265万m3,使其余氯量小于0.01mg/L。在相同条件下,处理余氯量为2mg/L的自来水时,可使用6年之久。

活性炭脱氯的设备常使用压力过滤器。即在过滤器中以粒状活性炭作滤料,其他功能与前述压力过滤器相似。

活性炭除有机物

原理

活性炭的吸附能力与水温的高低、水质的好坏等有一定关系。水温越高,活性炭的吸附能力就越强;若水温高达30℃以上时,吸附能力达到极限,并有逐渐降低的可能。当水质呈酸性时,活性炭对阴离子物质的吸附能力便相对减弱;当水质呈碱性时,活性炭对阳离子物质的吸附能力减弱。所以,水质的PH不稳定,也会影响到活性炭的吸附能力。

活性炭的吸附原理是:在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度,再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内,使用初期的吸附效果很高。但时间一长,活性炭的吸附能力会不同程度地减弱,吸附效果也随之下降。如果水族箱中水质混浊,水中有机物含量高,活性炭很快就会丧失过滤功能。所以,活性炭应定期清洗或更换。

活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说,活性炭颗粒越小,过滤面积就越大。所以,粉末状的活性炭总面积较大,吸附效果较佳,但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中,难以控制,很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动,水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞,其吸附能力强,携带更换方便。

活性炭的吸附能力和与水接触的时间成正比,接触时间越长,过滤后的水质越佳。注意:过滤的水应缓慢地流出过滤层。新的活性炭在第一次使用前应洗涤洁净,否则有墨黑色水流出。活性炭在装入过滤器前,应在底部和顶部加铺2~3厘米厚的海绵,作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去,活性炭使用2~3个月后,如果过滤效果下降就应调换新的活性炭,海绵层也要定期更换。

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