活性炭吸附,就是利用活性炭的固體表面對水中一種或多種物質的吸附作用,以達到凈化水質的目的。活性炭種類繁多,性能各異,不同的活性炭對有機物的吸附去除率也不同,因此,在用于水源突發污染時,選擇合適的PAC很重要,其選擇原則為:具有較好吸附性能、價格適中、來源方便,吸附容量大,活性炭去除污染物的效果好。
活性炭的分類
給水處理中使用的活性炭一般可分為煤質炭、木質炭、椰殼炭三大類,大多采用煤、木材、果殼、果核等作原料?;钚蕴康闹圃旆譃樘蓟蚧罨瘍刹糠?。碳化的作用一是使原料分解放出水汽、一氧化碳和二氧化碳等氣體,二是使原料分解成碎片,并重新集合成穩定的結構。這些碎片由微晶片組成。活化過程燒掉碳化時吸附的碳氫化合物,擴大孔隙,使活性炭變成一種良好的多孔結構,碳化及活化后的微晶片結構見下圖:
各種活性炭產品的性能差別很大,其主要評價指標為碘值、亞甲藍值、機械強度、比表面積、總孔容積、中孔容積、堆積容重等。
活性炭按照粒度大小可以分為粉末炭(PAC)和顆粒炭(GAc)。常用的分類標準是,粉末炭的粒度小于0.074ram(即200目),粒狀炭的粒度大于0.1ram(大于140目)。
從回收利用上看粒狀炭有利于再生,而粉末炭由于其粒度太小,回收和再利用比較困難。但從吸附速度及效果上來講,粉末炭吸附速度快,效果非常明顯。水中多孔的吸附劑對吸附質的吸附過程分為三個階段,即顆粒外部擴散階段、顆粒內部擴散階段、吸附反應階段。而吸附顆粒的大小對內部擴散和外部擴散都有重要影響,顆粒越小,吸附速度越快。直徑2.4mm的活性炭顆粒吸附分子量為5000左右的腐殖質,達到吸附平衡狀態要一年多的時間,而活性炭顆粒直徑為44um,達到平衡狀態僅需2d時間。因此,粉末炭與顆粒炭相比,與預處理水接觸更充分并迅速達到平衡狀態,縮短接觸時間,在有機物突發污染中采用投加粉末活性炭的方式較多。