粉末活性炭的凈化原理及效能
在制造活性炭的活化階段,炭粒晶格間生成的空隙形成了各種形狀和大小不同的細孔,其中大孔孔隙半徑100~10000nm,中孔孔隙半徑為2~100nm,小孔孔隙半徑<2nm,大、中、小孔孔壁的總面積就是活性炭的總表面積,活性炭的強吸附性能就發生在這些孔的表面上。活性炭的吸附除表面積外,還與孔的分布、形狀及表面的化學性質有關,另外,溶質分子的極性、分子量大小、空間結構,也會影響活性炭吸附的效果,這一點取決于水源水質的特征。
活性炭在凈水方面的效能主要有以下幾個方面:
①對去除色度有明顯效果。有報道稱,其對色度的去除效果可達70%,說明去除有機物的效率高,去除鐵、錳的效果好;
②有助于藻類的去除。藻類是飲用水產生嗅味的重要原因,投加粉末活性炭阻隔了藻類的光吸收,同時在濁度較低的水源中有明顯的助凝作用,有助于在混凝沉淀中去除藻類,有實驗證實,在粉末活性炭、PAC、高錳酸鉀聯合投加作用下,藻類的去除率可達95~98%;
③使CODMn、CODCr、BOD5量大大降低,這些與有機污染程度相關的表征指標的下降,表明了水體有毒物質的去除程度;
④對酚類的去除有良好的效果。揮發酚是世界各國控制最為嚴格的飲用水有機污染物。水廠現行單一混凝工藝基本上不能去除揮發酚,單純加氯雖然可以將揮發酚降低到飲用水衛生標準以下,但是卻使其轉變為毒性更高、異嗅味更強烈的氯代苯酚。單獨加活性炭可以去除大約70%的苯酚,而在現行工藝加氯后,再加入粉末活性炭并配合混凝工藝,則可以徹底去除揮發酚及其衍生物氯代酚,從而使原水完全達到國家飲用水衛生標準;
⑤投加粉末活性炭后,水體相當部分的有機物得以去除。粉末活性炭吸附在絮凝體上,增大了絮凝體的比重,有利于絮體的架橋,具有良好的助凝作用,對于濁度較低的水體,絮狀物由于有機膠體過多而輕浮,粉末活性炭的助凝效果更為顯著,投加粉末活性炭后,沉淀池、濾池出水濁度明顯下降,可使出水水質得到大幅度提高。