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吸附机理

活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用,以达到净化水质的目的。活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说,颗粒越小,孔隙扩散速度越快,活性炭的吸附能力就越强。
  吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。吸附能力的大小是用吸附量来衡量的,吸附速度是指单位时间内单位重量的吸附剂所吸附的量。在水处理中,吸附速度决定了吸附剂与污水的接触时间。 [6] 
活性炭发生的主要是物理吸附,大多数是单层分子吸附,其吸附量与被吸附物的浓度服从朗格缪尔单分子层吸附等温方程 :

  式中:
 (覆盖度)—— 一定温度下,吸附分子在固体表面上所占面积占表面总面积的分数;
  
 ——吸附质在气相的分压;
  
 ——吸附与脱附的速度之比;
  
 ——气体在固体表面上的吸附量。




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蜂窝活性炭用量



应用简史

(1)国外应用简史
公元前约3750年,古埃及就有使用木炭的记载。 [4] 
1900年英国人首次发明以金属氯化物炭化植物来制造活性炭的方法。 [4] 
1917年一战双方均已在防毒面具里使用活性炭。 [4] 
1927年美国芝加哥自来水厂发生了恶臭事故,此后活性炭被广泛应用于自来水除臭。 [4] 
1930 年 个使用粒状活性炭吸附池除臭的水厂建于美国费城。 [4] 
20世纪60年代末70年代初,由于煤质粒状炭的大量生产和再生设备的问世,发达 开展了利用活性炭吸附去除水中量有机物的研究工作,对饮用水进行深度处理。粒状活性炭净化的装置在美国、欧洲、日本等国陆续建成投产。美国以地面水为水源的水厂已有90%以上采用了活性炭吸附工艺




(2)生物再生法
利用生物的新陈代谢,将吸附在活性炭上的污染物质氧化降解的方法称作生物再生法。活性炭的孔径一般只有几纳米,生物很难进入其孔隙内部,通常生物细胞酶可以流至细胞胞外,通过活性炭对酶的吸附,在炭表面形成酶促中心,分解污染物,达到再生的目的。生物法的投资和运行费用相对较低,但再生时间较长,水质和温度对再生效果的影响很大。同时,生物处理污染物的选择性很强,且一般不能将所有的有机物彻底分解成CO2和H2O,其中间产物仍残留在孔中,多次循环后再生效率会明显降低。
柱状合成材料颗粒活性炭用于气体分离与净化、水体净化、烟气净化、污水处理、环境保护等
 


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