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活性炭在元素組成方面,80%-90%以上由碳組成,這也是活性炭為疏水性吸附劑的原因。活性炭中除了碳元素外,還包含有兩類摻和物:一類 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,外來(lái)的非碳元素與活性炭表面化學(xué)結(jié)合,如用水蒸氣活化時(shí),活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化;另一類摻和物是灰分幾種活性炭的元素組成 。
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活性炭的吸附原理是:在其顆粒表面形成一層平衡的表面濃度,再把有機(jī)物質(zhì)雜質(zhì)吸附到活性炭顆粒內(nèi),使用初期的吸附效果很高。但時(shí)間一長(zhǎng),活性炭的吸附能力會(huì)不同程度地減弱,吸附效果也隨之下降。如果水族箱中水質(zhì)混濁,水中有機(jī)物含量高,活性炭很快就會(huì)喪失過(guò)濾功能。所以,活性炭應(yīng)定期清洗或更換。
活性炭的吸附能力和與水接觸的時(shí)間成正比,接觸時(shí)間越長(zhǎng),過(guò)濾后的水質(zhì)越佳。注意:過(guò)濾的水應(yīng)緩慢地流出過(guò)濾層。新的活性炭在*次使用前應(yīng)洗滌潔凈,否則有墨黑色水流出。活性炭在裝入過(guò)濾器前,應(yīng)在底部和頂部加鋪2~3厘米厚的海綿,作用是阻止藻類等大顆粒雜質(zhì)滲透進(jìn)去,活性炭使用2~3個(gè)月后,如果過(guò)濾效果下降就應(yīng)調(diào)換新的活性炭,海綿層也要定期更換。
活性炭的吸附能力與水溫的高低、水質(zhì)的好壞等有一定關(guān)系。水溫越高,活性炭的吸附能力就越強(qiáng);若水溫高達(dá)30℃以上時(shí),吸附能力達(dá)到極限,并有逐漸降低的可能。當(dāng)水質(zhì)呈酸性時(shí),活性炭對(duì)陰離子物質(zhì)的吸附能力便相對(duì)減弱;當(dāng)水質(zhì)呈堿性時(shí),活性炭對(duì)陽(yáng)離子物質(zhì)的吸附能力減弱。所以,水質(zhì)的PH不穩(wěn)定,也會(huì)影響到活性炭的吸附能力。
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1. 活性炭的性質(zhì) 用于水處理的活性炭應(yīng)有三項(xiàng)要求:吸附容量大、吸附速度快、機(jī)械強(qiáng)度好。活性炭的吸附容量除其它外界條件外,主要與活性炭比表面有關(guān);吸附速度主要與粒度及活性炭的孔分布有關(guān),水處理用的活性炭要求過(guò)渡孔(半徑20~1000埃)較為發(fā)達(dá),有利于吸附質(zhì)(水中污染物)向微細(xì)孔中擴(kuò)散。活性炭的粒度越小吸附速度越快,但水頭損失要增大,一般在8-30目范圍較宜。活性炭的機(jī)械耐磨強(qiáng)度,影響活性炭的使用壽命。
2. 污染物的性質(zhì) 同一種活性炭對(duì)于不同污染物的吸附能力有很大差別。由于污染物在水中的溶解度、分子構(gòu)造、極性和污染物的濃度不同,活性炭的吸附能力變化很大。
3. 溫度 由于吸附過(guò)程是放熱反應(yīng),在液相吸附時(shí)吸附熱較小,用活性炭處理水時(shí),溫度對(duì)吸附的影響不顯著。
活性炭的吸附能力與水溫的高低、水質(zhì)的好壞等有一定關(guān)系。水溫越高,活性炭的吸附能力就越強(qiáng);若水溫高達(dá)30℃以上時(shí),吸附能力達(dá)到極限,并有逐漸降低的可能。當(dāng)水質(zhì)呈酸性時(shí),活性炭對(duì)陰離子物質(zhì)的吸附能力便相對(duì)減弱;當(dāng)水質(zhì)呈堿性時(shí),活性炭對(duì)陽(yáng)離子物質(zhì)的吸附能力減弱。所以,水質(zhì)的PH不穩(wěn)定,也會(huì)影響到活性炭的吸附能力。
活性炭孔隙發(fā)達(dá)的程度是難以想象的,若取1克活性炭,將里面所有的孔壁都展開(kāi)成一個(gè)平面,這個(gè)面積將達(dá)到1000平方米(既比表面積為1000g/m2)!影響活性炭吸附性的主要因素就取決于內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的發(fā)達(dá)程度。在生產(chǎn)過(guò)程中,提高活性炭吸附性能的*辦法就是控制生產(chǎn)工藝,使單位體積內(nèi)盡可能多地增加活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)。
活性炭產(chǎn)生吸附性的原因就是因?yàn)樗邪l(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),就象我們所見(jiàn)到的海綿一樣,在同等重量的條件下,海綿比其他物體能吸收更多的水,原因也是因?yàn)樗哂邪l(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)。但活性炭的這種孔隙結(jié)構(gòu)是肉眼無(wú)法看見(jiàn)的,因?yàn)樗麄冎挥?/span>1×10-12mm—10-5mm之間,比一個(gè)分子大不了多少。
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