详细介绍:
首先我们再重新认识一下椰壳活性炭,这样可以更便于了解其吸附作用。
椰壳活性炭具有去除水中色度、嗅味、有机物、酚、烷基苯磺酸盐(ABS)、消毒副产物、重金属离子以及其他微量有毒有害物质的能力,不仅被广泛用于食品工业、化工、电力等工业用水的净化、脱氯、除油和去嗅等,而且在各种水处理中也被大量的使用。
椰壳活性炭吸附净水技术作为一种深度净化技术被广泛应用,椰壳活性炭的使用量日益增加。近半个多世纪以来,各国工业迅速发展和人口高度集中,引起了工业废水和生活污水对水体的污染,导致河流、湖泊的富营养化,水源水质不断下降等各种问题,水资源日趋紧缺,利用椰壳活性炭的高效吸附性能,与常规给水处理工艺相结合、可大大提高饮用水的安全性。此外随着对污染治理的加强,废水排放标准的日趋严格,过去采用混凝沉淀或生物处理法便可排放的工业废水,也要求采用椰壳活性炭吸附进行去除BOD、COD的高级处理。
下面主要讨论椰壳活性炭吸附的基本原理及在含硒水处理中的应用。
椰壳活性炭可由不同的原材料制得,如烟煤、泥煤褐煤、焦炭、木材及椰子壳等。制备时,加热上述材料使挥发性物质气化,并使之热解、碳化,然后进行活化处理。活化过程能选择性地在碳化材料中除去一部分碳原子,使碳原子重新排列形成孔结构,并扩大微孔的孔径。活化过程可以通过物理方法或化学方法实现。化学活化常用于含纤维素的原材料,可利用氯化锌或磷酸作为脱水剂,同时加热,使纤维素材料的碳化与活化同时进行。物理活化石使用较多的活化方法,在800-1000摄氏度使焦炭与水蒸气(或二氧化碳、空气)接触,可使焦炭的表面积增加40%-50%。
椰壳活性炭可根据形状、制造方法及用途进行分类:按其形状可分为粉状炭和粒状炭球形炭等),按制造方法可分为药物活化炭(大部分为活化的粉状炭)与气体活化炭(水蒸气活化的粉状炭和粒状炭)按用途分类可分为液相吸附炭。用于水处理的椰壳活性炭以粒状炭为主。
历史上,使用木炭进行水净化的方法,早在公元前200年就被采用。据记载,那时认为最好的方法就是将水放进铜器中,放在日光下暴晒,然后再用木炭过滤,从那以后,人们为了获得洁净无味的水,一直采用木炭来过滤水。1806年尼克尔森(Nicholson)用木炭净化过航船上的饮水,后来辛克(Sinclair,1807年)和达克(Dahke,1861年)等人也都先后使用骨炭净水的,日本将木炭用于水的净化室从江户末期开始的,与此同时还有使用骨炭净水的,但与椰壳活性炭相比,其吸附能力是非常小的,因而只能用于单个家庭用水的过滤。
20世纪90年代初,水质的污染在欧美也逐渐严重起来,为了灭菌而使用大量的氯,余氯的存在或水中化合物和氯作用的结果,导致水中出现臭味,从而促进了以去除水中臭味为目的的精制设备的开发和改进。1927年,从密执安取水的美国芝加哥市,水中出现了严重的氯酚味,为了除去这种令人讨厌的臭味,曾进行过许多种实验,结果椰壳活性炭的除臭能力得到了确认和肯定。第一次世界大战之后,从1920年开始,椰壳活性炭已进入了工业化生产,这样一来,椰壳活性炭在除去水中臭味方面所发挥的作用,即使从经济效益方面来分析也是很明显的。斯波尔丁(Spalding)于1929年开始将粉状椰壳活性炭用于新泽西州的新米尔福给水处理中,后来美国和欧洲各地也使用添加椰壳活性炭的方法来净化水。在这以后人们并未停步于使用的粉状炭,而是继续开拓了粒状椰壳活性炭填充层的净水装置。粒状椰壳活性炭填充床适宜于处理污染比较稳定的水,而大不适宜于处理污染变化大的水,正因为上述原因以及经济方面的因素,所以迄今为止,再给水净化中基本上用的都是粉状炭。目前,在美国用于处理水的椰壳活性炭量,每年有25000吨以上。
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