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活性炭可以用來(lái)凈化飲用水。隨著水源污染的加劇,飲用水不斷減少,質(zhì)量不斷下降,引起了世界各國(guó)的密切關(guān)注,飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也在不斷修訂和更新。飲用水有益于人體。要獲得高質(zhì)量的飲用水,必須采用先進(jìn)的水質(zhì)深度處理技術(shù)。但是,由于飲用水的數(shù)量只占城市自來(lái)水總量的一小部分,采用高成本的水處理技術(shù)來(lái)提高城市所有自來(lái)水的水質(zhì)和價(jià)格,然后不管用途和水質(zhì)而使用,顯然是不合理和不經(jīng)濟(jì)的。結(jié)合城市自來(lái)水的使用和分布的實(shí)際情況,合理的解決方案是:城市自來(lái)水廠將繼續(xù)通過(guò)常規(guī)工藝提供一般用途的自來(lái)水,居民將采用能夠去除致癌性、致突變性、致畸性等污染物的小型凈化裝置,以自來(lái)水為原料進(jìn)行深度處理,保證飲用水的高質(zhì)量。這樣既保證了居民的身體,也在居民的經(jīng)濟(jì)承受能力之內(nèi)。
活性炭,是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無(wú)定形碳,也有排列規(guī)整的晶體碳?;钚蕴恐谐荚赝猓€包含兩類(lèi)摻和物:一類(lèi)是化學(xué)結(jié)合的元素,主要是氧和氫,這些元素是由于未炭化而殘留在炭中,或者在活化過(guò)程中,外來(lái)的非碳元素與活性炭表面化學(xué)結(jié)合;另一類(lèi)摻和物是灰分,它是活性炭的無(wú)機(jī)部分,灰分在活性碳中易造成二次污染。活性炭由于具有較強(qiáng)的吸附性,廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中。活性炭材料是經(jīng)過(guò)加工處理所得的無(wú)定形碳,具有很大的比表面積,對(duì)氣體、溶液中的無(wú)機(jī)或有機(jī)物質(zhì)及膠體顆粒等都有良好的吸附能力?;瘜W(xué)特性活性炭的吸附除了物理吸附,還有化學(xué)吸附?;钚蕴康奈叫约热Q于孔隙結(jié)構(gòu),又取決于化學(xué)組成。活性炭不僅含碳,而且含少量的化學(xué)結(jié)合、功能團(tuán)開(kāi)工的氧和氫,例如羰基、羧基、酚類(lèi)、內(nèi)酯類(lèi)、醌類(lèi)、醚類(lèi)。這些表面上含有的氧化物和絡(luò)合物,有些來(lái)自原料的衍生物,有些是在活化時(shí)、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時(shí)還會(huì)生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質(zhì)集中到活性炭里成為灰分,灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類(lèi),如碳酸鹽和磷酸鹽等。機(jī)械特性1、粒度:采用一套標(biāo)準(zhǔn)篩篩分法,求出留在和通過(guò)每只篩子的活性炭重量,表示粒度分布。2、靜觀密度或堆密度:應(yīng)是孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。3、體積密度和顆粒密度:應(yīng)是孔隙容積而不應(yīng)是顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。4、強(qiáng)度:即活性炭的耐破碎性。5、耐磨性:即耐磨損或抗磨擦的性能。這些機(jī)械性質(zhì)直接影響活性炭應(yīng)用,例如:密度影響容器大小;粉炭粗細(xì)影響過(guò)濾;粒炭粒度分布影響流體阻力和壓降;破碎性影響活性炭使用壽命和廢炭再生。
吸附原理根據(jù)吸附過(guò)程中活性炭分子和污染物分子之間作用力的不同,可將吸附分為兩大類(lèi):物理吸附和化學(xué)吸附(又稱(chēng)活性吸附)。在吸附過(guò)程中,當(dāng)活性炭分子和污染物分子之間的作用力是范德華力(或靜電引力)時(shí)稱(chēng)為物理吸附;當(dāng)活性炭分子和污染物分子之間的作用力是化學(xué)鍵時(shí)稱(chēng)為化學(xué)吸附。物理吸附的吸附強(qiáng)度主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)基本無(wú)關(guān)。由于范德華力較弱,對(duì)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(lèi)比為凝聚現(xiàn)象。物理吸附時(shí)污染物的化學(xué)性質(zhì)仍然保持不變。由于化學(xué)鍵強(qiáng),對(duì)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)作用的結(jié)果。
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