阻垢活性炭原理活性炭除氯的原理

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阻垢活性炭原理活性炭除氯的原理

2020-11-14 07:50:39 来源：朵拉利品网

1, 活性炭除氯的原理

活性炭由木炭、沥青炭和果壳、果核、动物骨头等经高温焙烧和活化制成。活性炭中有很多毛细孔相互连通，因此，比表面积极大。据测试，1克活性炭有500-1000m2的表面积，过滤用活性炭是颗粒状的，粒径一般为1-4mm。这些微孔可以起吸附作用。
活性炭脱氯不完全是由于物理吸附作用，它还有催化作用，使余氯进一步转化成碳的化合物，其反应机理为
C12+H2O====HC1+HOCl
HOCl====HCl+[O]（活性炭）
C+[O]====CO
C+2[O]====CO2
因此，活性炭在整个吸附脱氯过程中不存在吸附饱和问题，只是损失少量的炭。所以活性炭脱氯可以运行相当长的时间。例如用19.6m3的活性炭粒料作滤料，处理余氯量为4mg/L的自来水时，可连续处理265万m3，使其余氯量小于0.01mg/L。在相同条件下，处理余氯量为2mg/L的自来水时，可使用6年之久。
活性炭脱氯的设备常使用压力过滤器。即在过滤器中以粒状活性炭作滤料，其他功能与前述压力过滤器相似。
工艺过程
运行---反冲洗---正洗---运行
反冲洗：15-20分钟；反冲洗强度：14-18升/平米每秒
正冲洗---5-10分钟；正冲洗滤速：同运行滤
注：活性炭脱氯是吸附和化学反应的过程，运行相当长的时间，因此，最好的再生方法是换新的活性炭。

2, 活性炭吸附原理？

首先，活性炭会吸附水分子。
活性炭为非极性分子，水为极性分子；极性与非极性分子间存有色散力和诱导力，因而会相互吸附。我们一般不提活性炭对水的吸附，因为在“三废”处理中，我们只关注活性炭对污染物的去除效果。在研究上往往就针对污染物展开。
以下对活性炭吸附做几点说明：
1、活性炭中的C-C键是非极性键，活性炭分子可看成非极性的；
活性炭表面虽然也存在羧基、羟基等极性键，但相对于C-C键而言少得多。
2、水为极性分子，气体大部分为非极性分子。
“相似相容原理”运用到这里的话，可理解为：活性炭对非极性的气体和非极性杂质的吸附作用更强，而对水等极性分子的吸附作用较弱。（活性炭对极性分子的吸附主要通过活性炭表面极性键）
3、水溶液中的水分子有个很特殊的性质：氢键。水分子间通过氢键相互结合，氢键的强度非常大；水分子-水分子作用力>>；活性炭-水分子作用力。
4、活性炭置于水溶液时：水分子之间通过氢键相互吸引，使非极性杂质分子和活性炭被相对孤立；活性炭通过吸附杂质分子来减低表面过剩的自由能。（活性炭内部的C分子受到四面八方的力，受力均衡；而活性炭表面C分子只受到内部的力，受力不平衡，合力指向内部，故活性炭有吸附外界分子来平衡内部力的趋势，从而附近的分子在活性炭表面富集。）

3, 活性炭的吸附原理是什么？

活性炭从材质上来分主要是木质和煤质的两大类，形状上可以分为成型炭和粉末炭，不管是什么材料和形状的活性炭，其吸附原理是一样的，只是在应用上有所区别，各有所长。
活性炭的吸附原理就是利用自身发达的孔隙结构，把水中或空气中的有害物质吸附过来，从而达到净化的目的，活性炭除了具有发达的孔隙结构，还有比表面积大、性能稳定和再生能力强等优点。
活性炭是用含有碳的原料制成的，原材料主要有：煤、木屑、果壳等，经过高温炭化和活化后，形成了含有丰富孔隙结构的活性炭产品。果壳炭的吸附性能要优于煤质炭，但价格也较高。自来水厂和小区处理站多采用煤质炭，家用净水器多采用性能更高的果壳炭。
成型炭（这里主要说的是粒状炭）可在小区净化水站、自来水厂或家用净水器中用于水质的深度处理。粉状炭主要在水源水质季节性恶化的自来水厂中用于水质预处理或应急处理，同时粉状炭还有脱色的能力。近年来又开发了活性炭纤维产品，活性炭纤维具有更为丰富的微孔，吸附容量与吸附速度都优于粒状炭，但价格很高，目前只在极少数家用净水器中采用。
活性炭主要活化方法：
1、木炭、果壳炭、煤等原料经造粒后，在1000℃下用水蒸气、二氧化碳、进行活化的气体活化法。
2、干燥后的原料用氯化锌溶液浸渍，混合，在500~700℃下加热，进行碳化或活化，称为药剂活化法。
活性炭的吸附性减弱后，可以再生。把活性炭置于容器里，通入一定压力的水蒸气，然后在一定量氧气存在下，加热到400 ℃，以除掉表面上的吸附物质。
参考资料：搜狗百科-活性炭

4, 活性碳吸附原理是什么

1、络合增容
阻垢剂在水中能够与钙镁离了形成稳定的可溶性鳌合物，将更多的钙镁离子稳定在水中，从而增大了钙镁盐的溶解度，抑制了垢的沉积。
2、双电层作用机理等
在生长晶核附近的扩散边界层内富集，形成双电层并阻碍垢离子或分子簇在金属表面凝结。
3、晶格畸变
加入阻垢剂后，试剂吸附在晶体上并掺杂在晶格的点阵中，对无机垢的结晶形成了干扰，使晶体发生畸变，或使大晶体内部的应力增大，从而使晶体易于破裂，阻碍了垢的生长。
4、再生脱膜抑制
试剂能在金属传热面上形成一种与无机晶体颗粒共同沉淀的膜，当这种膜增加到一定厚度后，在636f70793231313335323631343130323136353331333433623735传热面上破裂，并带一定大小的垢层离开传热面由于这种膜的不断形成和破裂，使垢层的生长受到抑制。
5、凝聚和分散
在水中解离生成的阴离子在与碳酸钙微晶碰撞时，会发生物理化学吸附现象，使微晶粒的表面形成双电层，使之带负电因阻垢剂的链状结构可吸附多个相同电荷的微晶，静电斥力可阻止微晶相互碰撞，从而避免了大晶体的形成在吸附产物碰到其它分子时，将已吸附的晶体转移过去，出现晶粒均匀分散现象，从而阻碍了晶粒间和晶粒与金属表面的碰撞，减少了溶液中的晶核数，将碳酸钙稳定在溶液中。
阻垢剂内含有效阻垢成分，利用污垢和酸根反应的原理，在去除污垢的同时又增加了亮度，确保阻垢的效果，这是一种环保的除垢试剂，在工业上有着较为广泛的应用。

5, 净水活性炭的原理？

活性炭过滤器是将水中悬浮状态的污染物进行截留的过程，被截留的悬浮物充塞于活性炭间的空隙。滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小，随活性炭料粒度的加大而增大。即活性炭粒度越粗，可容纳悬浮物的空间越大。其表现为过滤能力增强，纳污能力增加，截污量增大。同时，活性炭滤层孔隙越大，水中悬浮物越能被更深地输送至下一层活性炭滤层，在有足够保护厚度的条件下，悬浮物可以更多地被截留，使中下层滤层更好地发挥截留作用，机组截污量增加。
从严格的理论上讲，活性炭所具有的对悬浮物的截留能力来自活性炭所提供的表面积。流速低时，机组的过滤能力主要地来自活性炭的筛除作用，而流速快时，过滤能力来自活性炭颗粒表面的吸附作用，在过滤过程中活性炭所提供的颗粒表面积越大，对水中悬浮物的附着力越强。根据吸附过程中，活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类：物理吸附和化学吸附（又称活性吸附）。在吸附过程中，当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力（或静电引力）时称为物理吸附；当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性炭的物理性质有关，与活性炭的化学性质基本无关。由于范德华力较弱，对污染物分子的结构影响不大，这种力与分子间内聚力一样，故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。
由于化学键强，对污染物分子的结构影响较大，故可把化学吸附看做化学反应，是污染物与活性炭间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移，而不是简单的微扰或弱极化作用，是不可逆的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力。
吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程，分子的自由能会降低，因此，吸附过程是放热过程，所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。由于物理吸附和化学吸附的作用力不同，它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。
活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史。70年代开始用于工业废水处理。生产实践表明，活性炭对水中微量有机污染物具有卓越的吸附性，它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果。一般情况下，对废水中以BOD、COD等综合指标表示的有机物，如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等，都有独特的去除能力。所以，活性炭吸附法已逐步成为工业废水二级或三级处理的主要方法之一。
吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的缓慢作用过程。吸附是一种界面现象，其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种，一种是溶剂水对疏水物质的排斥力，另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附，多数是这两种力综合作用的结果。活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力，在选择活性炭时，应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。此外，灰分也有影响，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近，愈容易被吸附；吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响。在一定浓度范围内，吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外，水温和pH值也有影响。吸附量随水温的升高而减少。

名词解释

活性炭

活性炭（activated Carbon）是一种黑色多孔的固体炭质。活性炭主要成分为碳，并含有少量氧、氢、硫、氮、氯等元素，在结构上是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，堆积密度低，比表面积大具有很强的吸附性能，是用途极广的一种工业吸附剂。普通活性炭的比表面积在500～1700m2/g间。

极性

极性(polarity):物体在相反部位或方向表现出相反的固有性质或力量，对特定事物的方向或吸引力（如倾斜、感觉或思想）；向特定方向的倾向或趋势，对两极或起电（如物体的）特定正负状态。在化学中，极性指一根共价键或一个共价分子中电荷分布的不均匀性。如果电荷分布得不均匀，则称该键或分子为极性；如果均匀，则称为非极性。物质的一些物理性质（如溶解性、熔沸点等）与分子的极性相关。

分子

分子（外文名：Molecule）是由组成的原子按照一定的键合顺序和空间排列而结合在一起的整体，这种键合顺序和空间排列关系称为分子结构。由于分子内原子间的相互作用，分子的物理和化学性质不仅取决于组成原子的种类和数目，更取决于分子的结构。

1, 活性炭除氯的原理

2, 活性炭吸附原理？

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活性炭

极性

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