1、什么是活性炭？

      活性炭是一種含碳資料制成的外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)興旺，比外表積大、吸附才能強(qiáng)的一類微晶質(zhì)碳素資料，是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體?；钚蕴堪促|(zhì)料來源可分為：木質(zhì)活性炭、果殼活性炭、獸骨/血活性炭、礦物質(zhì)料活性炭、合成樹脂活性炭、橡膠/塑料活性炭、再生活性炭等；活性炭按外觀形態(tài)可分為：粉狀、顆粒狀、不規(guī)則顆粒狀、圓柱形、球形和纖維狀等?；钚蕴康膽?yīng)用極其廣泛，其用途幾乎涉及一切的國民經(jīng)濟(jì)部門和人們?nèi)粘Ｈ兆樱缢|(zhì)凈化、黃金提取、糖液脫色、藥品針劑提煉、血液凈化、空氣凈化、人體安全防護(hù)等。

      2、活性炭的成分及制造

      活性炭資料是經(jīng)過加工處理所得的無定形碳，具有很大的比外表積，對氣體、溶液中的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)及膠體顆粒等都有杰出的吸附才能?；钚蕴抠Y料首要包括活性炭（AcTIvated Carbon ， A C ）和活性炭纖維（AcTIvated Carbon Fibers， ACF ）等?；钚蕴抠Y料作為一種功能優(yōu)良的吸附劑，首要是因?yàn)槠渚哂歇?dú)特的吸附外表結(jié)構(gòu)特性和外表化學(xué)功能所決定的?；钚蕴抠Y料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，耐酸、耐堿、耐熱，不溶于水與有機(jī)溶劑，能夠再生使用，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、食物加工、冶金、藥物精制、軍事化學(xué)防護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域 。現(xiàn)在，改性活性炭資料被廣泛用于污水處理、大氣污染防治等領(lǐng)域，在治理環(huán)境污染方面越來越顯示出其誘人的美好前景。

      活性炭80%-90%以上由碳元素組成，這也是活性炭為疏水性吸附劑的原因。除了碳元素外，還包括有兩類摻和物：一類是化學(xué)結(jié)合的元素，首要是氧和氫，這些元素是因?yàn)槲磸氐滋炕鴼埩粼谔恐校蛘咴诨罨M(jìn)程中，外來的非碳元素與活性炭外表化學(xué)結(jié)合，如用水蒸氣活化時(shí)，活性炭外表被氧化或水蒸氣氧化；另一類摻和物是灰分，它是活性炭的無機(jī)部分。

      活性炭的首要質(zhì)料幾乎能夠是一切富含碳的有機(jī)資料，如煤、木材、果殼、椰殼、核桃殼、杏殼、棗殼等。這些含碳資料在活化爐中，在高溫和一定壓力下經(jīng)過熱解效果被轉(zhuǎn)換成活性炭。在此活化進(jìn)程中，巨大的外表積和復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)逐步構(gòu)成， 而所謂的吸附進(jìn)程正是在這些孔隙中和外表上進(jìn)行的，活性炭中孔隙的巨細(xì)對吸附質(zhì)有挑選吸附的效果，這是因?yàn)榇蠓肿硬荒苓M(jìn)入比它孔隙小的活性炭孔徑內(nèi)的原因。活性炭是由含炭為主的物質(zhì)作質(zhì)料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。活性炭含有大量微孔，具有巨大無比的外表積，能有效地去除色度、臭味，可去除二級(jí)出水中大多數(shù)有機(jī)污染物和某些無機(jī)物，包括某些有毒的重金屬。

      3、活性炭的原理

      1、過濾原理

      活性炭過濾器是將水中懸浮狀況的污染物進(jìn)行截留的進(jìn)程，被截留的懸浮物充塞于活性炭間的空隙。濾層孔隙尺度以及孔隙率的巨細(xì)，隨活性炭料粒度的加大而增大。即活性炭粒度越粗，可容納懸浮物的空間越大。其表現(xiàn)為過濾才能增強(qiáng)，納污才能添加，截污量增大。一起，活性炭濾層孔隙越大，水中懸浮物越能被更深地輸送至下一層活性炭濾層，在有足夠維護(hù)厚度的條件下，懸浮物能夠更多地被截留，使中下層濾層更好地發(fā)揮截留效果，機(jī)組截污量添加。

      從嚴(yán)格的理論上講，活性炭所具有的對懸浮物的截留才能來自活性炭所提供的外表積。流速低時(shí)，機(jī)組的過濾才能首要地來自活性炭的篩除效果，而流速快時(shí)，過濾才能來自活性炭顆粒外表的吸附效果，在過濾進(jìn)程中活性炭所提供的顆粒外表積越大，對水中懸浮物的附著力越強(qiáng)。

      2、吸附原理

      依據(jù)吸附進(jìn)程中活性炭分子和污染物分子之間效果力的不同，可將吸附分為兩大類：物理吸贊同化學(xué)吸附（又稱活性吸附）。在吸附進(jìn)程中，當(dāng)活性炭分子和污染物分子之間的效果力是范德華力（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 子之間的效果力是化學(xué)鍵時(shí)稱為化學(xué)吸附。物理吸附的吸附強(qiáng)度首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)根本無關(guān)。因?yàn)榉兜氯A力較弱，對污染物分子的結(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)依然保持不變。

      因?yàn)榛瘜W(xué)鍵強(qiáng)，對污染物分子的結(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)效果的結(jié)果。化學(xué)吸附一般包括電子對同享或電子搬運(yùn)，而不是簡略的微擾或弱極化效果，是不可逆的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程。物理吸贊同化學(xué)吸附的根本區(qū)別在于發(fā)生吸附鍵的效果力。

      吸附進(jìn)程是污染物分子被吸附到固體外表的進(jìn)程，分子的自由能會(huì)降低，因此，吸附進(jìn)程是放熱進(jìn)程，所放出的熱稱為該污染物在此固體外表上的吸附熱。因?yàn)槲锢砦澩瘜W(xué)吸附的效果力不同，它們在吸附熱、吸附速率、吸附活化能、吸附溫度、挑選性、吸附層數(shù)和吸附光譜等方面表現(xiàn)出一定的差異。

      活性炭吸附技術(shù)在國內(nèi)用于醫(yī)藥、化工和食物等工業(yè)的精制和脫色已有多年歷史。20世紀(jì)70年代開端用于工業(yè)廢水處理。生產(chǎn)實(shí)踐標(biāo)明，活性炭對水中微量有機(jī)污染物具有卓越的吸附性，它對紡織印染、染料化工、食物加工和有機(jī)化工等工業(yè)廢水都有杰出的吸附效果。一般情況下，對廢水中以BOD、COD等歸納指標(biāo)表明的有機(jī)物，如合成染料、外表性劑、酚類、苯類、有機(jī)氯、農(nóng)藥和石油化工產(chǎn)品等，都有獨(dú)特的去除才能。所以，活性炭吸附法已逐步成為工業(yè)廢水二級(jí)或三級(jí)處理的首要方法之一。

      吸附是一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)外表上的緩慢效果進(jìn)程。吸附是一種界面現(xiàn)象，其與外表張力、外表能的變化有關(guān)。引起吸附的推動(dòng)才能有兩種，一種是溶劑水對疏水物質(zhì)的排斥力，另一種是固體對溶質(zhì)的親和吸引力。廢水處理中的吸附，多數(shù)是這兩種力歸納效果的結(jié)果?；钚蕴康谋韧獗矸e和孔隙結(jié)構(gòu)直接影響其吸附才能，在挑選活性炭時(shí)，應(yīng)依據(jù)廢水的水質(zhì)經(jīng)過試驗(yàn)確認(rèn)。對印染廢水宜挑選過渡孔興旺的炭種。此外，灰分也有影響，灰分愈小，吸附功能愈好；吸附質(zhì)分子的巨細(xì)與炭孔隙直徑愈接近，愈簡單被吸附；吸附質(zhì)濃度對活性炭吸附量也有影響。在一定濃度范圍內(nèi)，吸附量是隨吸附質(zhì)濃度的增大而添加的。另外，水溫和pH值也有影響。吸附量隨水溫的升高而減少。