什么是活性炭吸附?

[拼音]：huoxingtan xifu

[外文]：activated carbon adsorption

用活性炭为吸附剂去除水中溶解物质的水处理方法。活性炭价格较贵，大量使用时常再生后重复使用。

活性炭用木屑、果壳、褐煤等含碳物质为原料，经碳化和活化制成。有粉状（粒径为10～50微米）和颗粒状（粒径为0.4～2.4毫米）两种。通性是多孔，比表面积大。总表面积达每克500～1000米2。主要性能参数是吸附容量和吸附速率。吸附容量是单位重量活性炭达到吸附饱和时能吸附的溶质量，和原料、制造过程及再生方法有关。吸附容量越大，所用活性炭量越省。吸附速率是指单位重量活性炭在单位时间内能吸附的溶质量。因吸附有选择性，性能参数应由实验测定。颗粒活性炭要有一定的机械强度和粒径规格。

活性炭不断吸附水中溶质，直到吸附平衡即溶质浓度不再改变时为止。一定温度下，达到吸附平衡时，单位重量活性炭所吸附的溶质重量和水中溶质浓度的关系曲线，称为吸附等温线。曲线常用弗罗因德利希公式表示：

X/M＝kC1/n

式中X为活性炭吸附的溶质量;M为所加活性炭重量;C为达到吸附平衡时，水中溶质浓度；k和n为试验得出的常数。

活性炭最早用于去除生活用水的臭味。沼泽水常带土味，湖泊和水库水常带藻类形成的臭味，用活性炭处理最为有效，并且只需在出现臭味时使用。大多用粉状活性炭，直接投入混凝沉淀池或曝气池内，随污泥排除，不再回收利用。

活性炭能去除水中产生臭味的物质和有机物，如酚、苯、氯、农药、洗涤剂、三卤甲烷等。此外，对银、镉、铬酸根、氰、锑、砷、铋、锡、汞、铅、镍等离子也有吸附能力。在给水处理厂中，活性炭吸附法又起完善水质的作用。采用的设备是以粒状活性炭为滤料的滤池，其构造及工作情况和普通快滤池相似，运行过程中须定期反复冲洗，以除去炭层中的悬游物，防止水头损失过大（见过滤）。活性炭滤床也可采用流化床或移动床。与快滤池不同水流均从下而上。流化床的流速使炭层膨胀，不易阻塞。移动床内失效的炭从池底连续排出，新炭从池顶连续补充。

粒状活性炭吸附容量耗尽后再生，常用的方法是加热法，废炭烘干后在850°C左右的再生炉内焙烧。颗粒活性炭每次再生约损耗5～10％，且吸附容量逐次减少。再生效率对活性炭滤池的运行费用（也就是对水处理成本）影响极大。

为了延长活性炭的再生周期，正在开发生物活性炭法。以臭氧作为有机物改性剂，而活性炭不但起吸附作用，还作为微生物载体，滤床成为生物床。原水先加臭氧，使水中难降解有机物转化为易降解有机物，然后流过活性炭滤池。由于活性炭的特性，生物床吸附水中有机物的能力特强，而微生物降解有机物的能力起了再生活性炭的作用。（见彩图）

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