無(wú)煙煤濾料吸附技術(shù)一般是用來(lái)去除水中的溶解有機(jī)物,對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量在500-3000的有機(jī)物去除效果*好,大部分比較大的有機(jī)物分子、芳香族化合物、鹵代烴等都能夠牢固吸附在濾料表面上或孔隙中,并且腐殖質(zhì)、合成有機(jī)物也能被炭吸附去除。實(shí)踐證明,無(wú)煙煤濾料可降低總有機(jī)碳(TOC)、總有機(jī)鹵化物(TOX)和總?cè)u甲烷(TTHM)等指標(biāo)。但無(wú)煙煤對(duì)有機(jī)物的去除也受有機(jī)物特性的影響,同樣大小的有機(jī)物,無(wú)煙煤濾料對(duì)溶解度小,親水性差,極性弱的有機(jī)物其有較強(qiáng)的吸附能力。
無(wú)煙煤濾料是含碳材料經(jīng)粉碎、篩選后,放在炭化高效活化爐內(nèi)進(jìn)行高溫催化或化學(xué)催化,使碳表面與內(nèi)部生成大量的相互串通的小孔,形成縱橫交錯(cuò)的蜂窩狀結(jié)構(gòu),再經(jīng)過(guò)酸洗或水洗、烘干而制成的。無(wú)煙煤濾料外觀(guān)為暗黑色,具有良好吸附性能,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可耐強(qiáng)酸及強(qiáng)堿,能經(jīng)受水浸、高溫,且其密度比水小,是一種多孔的疏水性吸附劑。無(wú)煙煤濾料具有發(fā)達(dá)的微孔構(gòu)造和巨大的比表面積,它包括許多種具有吸附能力的碳基物質(zhì),能夠?qū)⒃S多化學(xué)物質(zhì)吸附在其表面上。通常活性炭顆粒中的孔隙占顆??傮w積的70%---80環(huán)。這些孔隙形狀多樣,孔徑分布范圍很廣,由孔隙直徑大小分為只類(lèi):大孔(直徑≥50nm),約占總孔容積的10%-30%;微孔(直徑≤2nm)約占總孔容積的60%--90%;中孔又稱(chēng)過(guò)渡孔(2nm≤直徑≤50nm),約占總孔容積的5%--7%??紫镀骄睆郊s為1.5nm。細(xì)孔壁的總表面積即比表面積一般高達(dá)500--1500m2 /g。這就是無(wú)煙煤濾料吸附能力強(qiáng)、吸附容量大的主要原因。無(wú)煙煤濾料的吸附機(jī)理主要是物理吸附,首先,孔隙具有吸附勢(shì),靠碳分子與被吸附分子的引力(主要是范德華力)而形成的,孔徑越小,吸附勢(shì)越強(qiáng)。其次,分子運(yùn)動(dòng)理論:
1.一切物體均由分子或原子組成,分子(原子)間有間隙;
2.分子(原子)是處于*不停息漫無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。分子間相互碰撞很頻繁;
3.分子間有相互作用力,一般表現(xiàn)為引力。
*后還有一點(diǎn)原因,碰撞分子的直徑與無(wú)煙煤濾料孔隙直徑要匹配,若分子直徑大于孔隙直徑,則分子碰濾料時(shí),進(jìn)不了孔隙而被彈回到空中;若分子直徑遠(yuǎn)小于孔隙直徑,則分子即使碰到了孔隙,也有可能跑出來(lái),孔徑越大,跑出來(lái)的概率也越大,使吸附率越?。划?dāng)分子直徑略小于孔徑時(shí),分子碰到孔以后難于跑出來(lái),即被吸附了。被吸附的分子數(shù)量多,表明其吸附能力越強(qiáng)。除了孔徑的影響外,無(wú)煙煤濾料的吸附作用還與其表面化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。除碳元素外,還含有灰分和化學(xué)鍵結(jié)合的元素?;瘜W(xué)鍵結(jié)合的元素,如氫和氧與碳以化學(xué)鍵結(jié)合,而使炭表面形成很多氧化物和有機(jī)官能團(tuán),從而與吸附質(zhì)分子發(fā)生化學(xué)作用,表現(xiàn)出選擇吸附特性。
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