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1、活性炭特征与在水处理过程中的影响活性炭特征与在水处理过程中的影响主要特性 吸附特性吸附特性活性炭是一种很细小的炭粒 有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。当这些气体（杂质）碰到毛细管被吸附，起净化作用。活性炭的表面积研究是非常重要的，活性炭的比表面积检测数据只有采用BET 方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点 BET 法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET 测试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/
2、T 19587-2004）-气体吸附 BET 原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的宝贵时间。F-Sorb 2400 比表面积测试仪是真正能够实现 BET 法检测功能的仪器（兼备直接对比法） ，更重要的 F-Sorb 2400 比表面积测试仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备，其测试结果与国际一致性很高，稳定性也很好，同时减少人为误
3、差，提高测试结果精确性。 活性炭对各气体的吸附能力（单位：ml/cm3)： H2、 O2、N2、Cl2、CO2 4.5 、35、11、494、97 催化特性催化特性活性炭在许多吸附过程中伴有催化反应，表现出催化剂的活性。例如活性炭吸附二氧化硫经催化氧化变成三氧化硫。 由于活性炭有特异的表面含氧化合物或络合物的存在，对多种反应具有催化剂的活性，例如使氯气和一氧化碳生成光气。 由于活性炭和载持物之间会形成络合物，这种络合物催化剂使催化活性大增，例如载持钯盐的活性炭，即使没有铜盐的催化剂存在，烯烃的氧化反应也能催化进行，而且速度快、选择性高。 由于活性炭具有发达的细孔结构、巨大的内表面积和很好的耐热
4、性、耐酸性、耐碱性，可作为催化剂的载体。例如，有机化学中加氢、脱氢环化、异构化等的反应中，活性炭是铂、钯催化剂的优良载体。 机械特性机械特性(1)粒度：采用一套标准筛筛分法，求出留在和通过每只筛子的活性炭重量，表示粒度分布。 (2)静观密度或堆密度：饮食孔隙容积和颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。 (3)体积密度和颗粒密度：饮食孔隙容积而不饮食颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。 (4)强度：即活性炭的耐破碎性。 (5)耐磨性：即耐磨损或抗磨擦的性能。 这些机械性质直接影响活性炭应用，例如：密度影响容器大小；粉炭粗细影响过滤；粒炭粒度分布影响流体阻力和压降；破碎性影响活性炭使用寿命和废炭
5、再生。 化学特性化学特性活性炭的吸附除了物理吸附，还有化学吸附。活性炭的吸附性既取决于孔隙结构，又取决于化学组成。活性炭不仅含碳，而且含少量的化学结合、功能团开工的氧和氢，例如羰基、羧基、酚类、内酯类、醌类、醚类。这些表面上含有的氧化物和络合物，有些来自原料的衍生物，有些是在活化时、活化后由空气或水蒸气的作用而生成。有时还会生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含矿物质集中到活性炭里成为灰分，灰分的主要成分是碱金属和碱土金属的盐类，如碳酸盐和磷酸盐等。 这些灰分含量可经水洗或酸洗的处理而降低。xk1、空气净化 ：例如用活性炭从含有溶剂蒸气的空气中回收溶剂；用活性炭过滤法使空气脱臭；用于防毒面具
6、和工业用呼吸器中，以防御毒物等。 2、污水处理场排气吸附 3、饮料水处理 4、电厂水预处理 5、废水回收前处理 6、生物法污水处理 7、有毒废水处理 8、石化无碱脱硫醇 9、溶剂回收（因为活性炭可吸附有机溶剂） 10、化工催化剂载体 11、滤毒罐 12、黄金提取 13、化工品储存排气净化 14、制糖、酒类、味精医药、食品精制、脱色 15、乙烯脱盐水填料 16、汽车尾气净化 17、PTA 氧化装置净化气体 18、印刷油墨的除杂 19、气体分离：例如从城市煤气中回收苯；从天然气中回收汽油、丙烷和丁烷；用于处理费托合成中的废气，以回收其中的烃类等。 20、液相吸附：例如在制糖工业中用活性炭吸附法使糖
7、液脱色;在化学工业中用活性炭使有机物质脱色；用活性炭净化电镀浴中的有机杂质，以保证电镀表面的质量及用于废水脱酚等。xk由于活性炭水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂，因此影响因素也较多。主要与活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及选择的运转参数与操作条件等有关。一、活性炭的性质由于吸附现象发生在吸附剂表面上，所以吸附剂的比表面积是影响吸附的重要因素之一，比表面积越大，吸附性能越好。因为吸附过程可看成三个阶段，内扩散对吸附速度影响较大，所以活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素。此外活性炭的表面化学性质、极性及所带电荷，也影响吸附的效果。用于水处理的活性炭应有三项要求：吸
8、附容量大、吸附速度快、机械强度好。活性炭的吸附容量附其他外界条件外，主要与活性炭比表面积有关，比表面积大，微孔数量多，可吸附在细孔壁上的吸附质就多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关，水处理用的活性炭，要求过渡孔(半径 201000A)较为发达，有利于吸附质向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水头损失要增大，一般在 830 目范围较宜，活性炭的机械耐磨强度，直接影响活性炭的使用寿命。二、吸附质(溶质或污染物)的性质同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。(一)溶解度对同一族物质的溶解度随链的加长而降低，而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附。如
9、活性炭从水中吸附有机酸的次序是按甲酸-乙酸-丙酸-丁酸而增加。(二)分子构造吸附质分子的大小和化学结构对吸附也有较大的影响。因为吸附速度受内扩散速度的影响，吸附质(溶质)分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例，最利于吸附。在同系物中，分子大的较分子小的易吸附。不饱和键的有机物较饱和的易吸附。芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。(三)极性活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂，对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。(四)吸附制裁(溶质)吸附质的浓度在一定范围时，随着浓度增高，吸附容量增大。因此吸附质(溶质)的浓度变化，活性炭对该种吸附质(溶质)的吸附容量也变化。三、溶液 pH 的影响溶液 p
10、H 值对吸附的影响，要与活性炭和吸附质(溶质)的影响综合考虑。溶液 pH 值控制了酸性或碱性化合物的离解度，当 pH 值达到某个范围时，这些化合物就要离解，影响对这些化合物的吸附。溶液的 pH 值还会影响吸附质(溶质)的溶解度，以及影响胶体物质吸附质(溶质)的带电情况 由于活性炭能吸附水中氢、氧离子，因此影响对其他离子的吸附。活性炭从水中吸附有机污染物质的效果，一般随溶液 pH 值的增加而降低，pH 值高于 9.0 时，不易吸附，pH 值越低时效果越好。在实际应用中，通过试验确定最佳 pH 值范围。四、溶液温度的影响因为液相吸附时吸附热较小，所以溶液温度的影响较小。吸附是放热反应。吸附热，即活
11、性炭吸附单位重量的吸附质(溶质)放出的总热量，以 KJ/mol 为单位。吸附热越大，温度对吸附的影响越大。另一方面，温度对物质的溶解度有影响，因此对吸附也有影响。用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。五、多组分吸附质共存的影响应用吸附法处理水时，通常水中不是单一的污染物质，而是多组分污染物的混合物。在吸附时，它们之间可以共吸附，互相促进或互相干扰。一般情况下，多组分吸附时分别的吸附容量比单组分吸附时低。六、吸附操作条件因为活性炭液相吸附时，外扩散(液膜扩散)速度对吸附有影响，所以吸附装置的型式、接触时间(通水速度)等对吸附效果都有影响。综上所述，影响吸附的因素很多，应综合分析，根据具体情况，选择最佳吸附条件，达到最好的吸附效果。
