活性炭吸附技术在水处理中的应用
摘要:概述活性炭的特性及其吸附机理,介绍活性炭吸附技术及其组合工艺在国内外
水处理中的应用和发展,总结它在应用中的优缺点并预测其前景和发展方向。
关键词:水处理,活性炭吸附,组合工艺
1 引言
由于活性炭能有效地去除水的臭与味、以及大部分有机物和某些无机物,活性炭吸附技
术已成为污染水源净化和城市污水、工业废水深度处理的有效手段
[1]
。本文将阐述活性炭的特
性及其吸附机理,介绍活性炭吸附技术及其组合工艺在国内外水处理中的应用和发展,总结
其应用中的优缺点并预测其前景和发展方向。
2 活性炭的特性及其吸附机理
2.1 活性炭的特性
活性炭是一种暗黑色含炭物质,具有发达的微孔构造和巨大的比表面积。它化学性质稳
定,可耐强酸强碱,具有良好吸附性能,是多孔的疏水性吸附剂。活性炭最初用于制糖业,
后来广泛用于去除受污染水中的有机物和某些无机物。它几乎可以用含有碳的任何物质做原
材料来制造,其制备过程主要包括炭化和活化两步
[2]
:碳化也称热解,是在隔绝空气的条件
下对原材料加热,一般温度在
600
o
C 以下;活化是在有氧化剂的作用下,对碳化后的材料
加热,以生产活性炭产品。
2.2 活性炭的吸附机理
活性炭在制造过程中,其挥发性有机物被去除,晶格间生成空隙,形成许多形状各异的
细孔。其孔隙占活性炭总体积的
70%~80%,每克活性炭的表面积可高达 500~1700 平方
米,但
99.9%都在多孔结构的内部。活性炭的极大吸附能力即在于它具有这样大的吸附面积
活性炭的孔隙大小分布很宽,从
10
-1
nm 到 10
4
nm 以上,一般按孔径大小分为微孔、过渡孔
和大孔。在吸附过程中,真正决定活性炭吸附能力的是微孔结构。活性炭的全部比表面几乎都
是微孔构成的,粗孔和过渡孔只起着吸附通道作用,但它们的存在和分布在相当程度上影响
了吸附和脱附速率。