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指标高的活性炭是不是吸附性就好?
2011-11-16 09:23 来源:未知 点击数:

       生活水平的提高,人们对水的质量要求也有了认识,现如今,针对水处理问题,一般都选用活性炭来解决,水处理活性炭的选择指标有哪些呢?指标高的活性炭是不是吸附性就好?下面用小实验做以说明。
      在水处理中一般采用活性炭对水中四种典型有机物(腐 殖酸、富里酸、木质素、丹宁)的吸附容量和吸附速度作为正确选择水处理用活性炭的指标,通常认为,这些指标高的活性炭就是吸附性能好的活性炭,所以习惯上都是根据这些一般吸附性能指标来选择水处理用活性炭。用五种水质(长江、黄浦江、太湖、淮河、黄巢湖)中得以验证。
       实验过程:
        1.试验是在四种不同水质条件下进行的,活性炭也基本上包括了国内水处理用活性炭的主要品种,试验结果却是一致的,即活性炭一般吸附性能指标(比表面积、碘值、亚甲基蓝 吸附值、四氯化碳吸附值)与其对天然水中有机物吸附性能之间相关性不好。由此认为:若用这些指标来选择水处理用活性炭,可能会导致错误的选择,带来巨大的浪费。
    造成这种现象的原因,主要是由于天然水中有机物的分子体积(分子量)远远大于一般吸附性 能测试中所用的碘、亚甲基蓝、四氯化碳等的分子体积。活性炭微观结构中有大孔(>100 nm)、过渡孔(2~100nm)和微孔(<2nm),构成活性炭比表面积的主要是微孔。活性炭吸附是一种表面现象,吸附量除了与比表面积多少有关外,还要考虑吸附的动力因素,即吸附质 能 否顺利到达活性炭的微孔表面。曾有人通过计算认为,当吸附质直径大于孔道直径1/3以上时,被吸附质运动就受阻,吸附量下降。天然水中有机物大多以腐殖质形式存在,主要包括四大组分:腐殖酸、富里酸、木质素、丹宁。这些物质的分子量大约为几百至几十万,比 碘、亚甲基蓝、四氯化碳的分子量大得多。
    从这一点进行分析,活性炭对天然水中有机物的吸附主要受过渡孔影响,而不是受微孔支配。这从表2中九种活性炭的孔容、孔面积可看出,过渡孔多的是5#活性炭,它也正是现场运行试验中对水中有机物吸附好的活性炭。活性炭在实际天然水质中吸附量多少(即运行周期长短)与过渡孔多少有关,而与微孔(比表面积)多少却相关性不好。
        2.由于实际水质条件下的动态运行试验周期长,需要连续运转,工作量大,不适合大批量选炭 。据此,提出了用天然水中四种有机物(腐殖酸、富里酸、木质素、丹宁)作为测试基质(吸附质),用活性炭对它们的吸附容量和吸附速度作为指标,借以反映活性炭对水中有机物的吸附性能好坏,用于水处理用活性炭的筛选。试验表明,这种方法测定结果与实际水质条件下的动态运行试验结果一致,可以反映活性炭对天然水中有机物吸附性能的差异;采用四种典型有机物做吸附质测得的不同活性炭吸附性能排列顺序与实际水质条件下运行试验结果是一致的,而碘值等一般吸附性能指标的排列顺序与运行结果不同。 
   至此已说明,在五种实际水质下(长江、黄浦江、淮河、太湖、黄巢湖)用测量活性炭对天然 水中四种典型有机物吸附容量和吸附速度来选择水处理用活性炭的方法是正确的。
        结论与讨论
    ①活性炭一般吸附性能指标(比表面积、碘值、四氯化碳吸附值、亚甲基蓝吸附值)与活性炭对天然水中有机物的吸附性能相关性不好,若用这些指标来选择水处理用活性炭,会得出错误的结果。其原因主要是由于天然水中天然有机物分子量巨大,分子体积大,活性炭对其吸附很大程度上受过渡孔通道多少的影响。而活性炭对碘值、四氯化碳、亚甲基蓝吸附则多在微孔进行,所以,吸附天然水中有机物的活性炭应当关注其过渡孔的多少,而不应单纯追求微孔(比表面积)的多少。
    ②采用测量活性炭对水中四种典型有机物(腐殖酸、富里酸、木质素、丹宁)的吸附容量和吸附速度方法,可以反映活性炭对天然水中有机物吸附性能的好坏,可用于筛选吸附天然水中有机物的水处理用活性炭。
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