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使用粉狀活性炭應該注意,粉狀活性炭脫色使用方法使用活性炭應該注意一下幾點:
1.使用前要清洗去除粉塵,否則這些黑色的粉塵可能暫時會影響水質的清潔度。但建議不要直接用新鮮的自來水沖洗,因為活性炭的多孔隙一旦吸附大量自來水中的氯以及漂白粉,在隨后放置到過濾器中使用時對水質造成的破壞,相信勿需我多言。
2.靠平時簡單的清洗,是無法將活性炭的多孔隙中堵塞的雜物清潔干凈的。所以,務必定期更換活性炭,以免活性炭因“吸附飽和”而失去功效。且更換的時機最好不要等它失效以后再更換,如此方可確保活性炭能不斷地把水族箱水質中的有害物質去除。建議每月更換1-2次!
3.活性炭的處理水質的效率與其處理用量相關,通常為“用量多處理水質的效果也相對好”。
4.定量的活性炭被使用后,在使用初期應該經常觀測水質的變化,并留意觀測結果,以作為多長時間活性炭失效而更換的時間判斷依據。
活性炭雖然可用予去除水質中的懸浮物,但它的空隙很快就會被懸浮物堵塞,而失去原來的功效。所以應該把它放置在過濾棉的下面,讓過濾棉先處理掉水質中的懸浮物后,過濾棉無法處理的可溶性有害物質再交由活性炭來處理,但為防止顆粒太小的活性炭隨著濾水的尾程流入水族箱內,也為了以后能方便地更換,最好是將它作為第二層過濾材料來放置,而將其他的過濾材料,諸如:生物過濾球、陶瓷圈等等放置其下。
活性炭具有一種強烈的“物理吸附”和“化學吸附”的作用,可將某些有機化合物吸附而達到去除效果,利用這個原理,我們就能很快而有效地去除水族箱水質中的有害物質、臭味以及色素等等,使水質獲得直接而迅速的改善。
水族市場出售有多種活性炭產品,許多水族愛好者很難辨別它們的好壞。有的產品根本只是木炭而已,無法有效地去除有害物質,這種從表面上看起來象木炭的產品,通常具有光澤,最好不要購買。
好的活性炭產品是經過“活化處理”的,所謂“活化處理”是指在制造過程中,將活性炭的孔隙率給予顯著地提高,使其更具吸附力。但是產品是否有經過“活化處理”用肉眼是很難辯識的,通常只能根據產品的特性說明去判斷。
此外,在選購時請記住顆粒愈小,效果愈好。因為它的總表面積愈大,孔隙愈多。但顆粒也不可太細而成粉末狀,以免造成使用上的不便,影響到過濾器的過濾流量。一般以粒度約為直徑1mm較佳。
活性炭雖然可用予去除水質中的懸浮物,但它的空隙很快就會被懸浮物堵塞,而失去原來的功效。所以應該把它放置在過濾棉的下面,讓過濾棉先處理掉水質中的懸浮物后,過濾棉無法處理的可溶性有害物質再交由活性炭來處理,但為防止顆粒太小的活性炭隨著濾水的尾程流入水族箱內,也為了以后能方便地更換,最好是將它作為第二層過濾材料來放置,而將其他的過濾材料,諸如:生物過濾球、陶瓷圈等等放置其下。
近年來,水源水的污染日益嚴重,甚至呈發展趨勢,其中對飲用水水源威脅較大的主要是有機污染物。歐、美、日等發達國家高度重視水質問題,隨著檢測手段的進步和水中有機物檢出種類的增加,飲用水標準對有機物的種類和含量作了越來越嚴格的限制。我國新的國家標準GB5749-2006(生活飲用水衛生標準)頒布之后,同樣也對供水水質提出了更加嚴格的要求。目前,水廠常規凈化處理工藝難以將水中微量有毒、有害物質處理到符合安全、衛生要求的生活飲用水水質。因此,常規給水處理工藝的強化是目前亟待解決的問題。去除飲用水源中溶解性有機物和消毒副產物,有效地提高和保證飲用水的質量,是一項重要而緊迫的任務。同時研究開發高效經濟去除原水有機污染物的技術,對于應對突發性污染事件、使受污染的水體快速恢復飲用水源功能具有重要的現實意義。
PAC及其凈水機理
PAC幾乎可以用含碳的任何物質作為原料來制造,制造過程分為碳化和活化兩個部分。碳化可以使得原料分解放出水氣、一氧化碳、二氧化碳和氫等,使原材料分解成碎片,并重新結合成穩定的具有發達微孔的結構。活化可使微孔擴大形成許多大小不同的孔隙,孔隙表面一部分被燒掉,結構出現不完整,加之灰分和其他雜原子的存在,使活性炭的基本結構產生缺陷和不飽和價鍵,使氧和其他雜原子吸附在這些缺陷上,因而使得活性炭產生了各種各樣的吸附特性。
1一大孔(微生物、吸附質、溶劑可到達表面);2一中孔(吸附質、溶劑可到達表面),3一微孔(小分子吸附質、溶劑可到達表面)根據國際化學凈化和應用協會(International Union ofPure and Applied Chemistry)的分類,活性炭孔徑可分為微孔、中孔和大孔.
大孔主要是溶質到達活性炭內部的通道;中孔同時起到吸附作用和通道作用,對大分子的溶質的吸附有可能堵塞小分子溶質進入微孔的通道,微孔占活性炭表面積的主要部分,是活性炭吸附微污染物的主要作用點。活性炭的孔徑分布可能大不相同,據此人們把活性炭分為大孔型活性炭和微孔型活性炭,表l為活性炭的典型孔徑分布。
PAC是一種優良的吸附劑,目前廣泛用于去除水中臭味,天然和合成的有機物以及微污染物質。PAC在水中具有吸附能力在于其巨大的比表面積。與活性炭吸附能力最直接相關的因素是表面的官能團的性能。一般把活性炭的表面官能團分成酸性和堿性兩大類,用化學和物理化學分析方法,發現活性炭表面的官能團有羧基、羥基、酚基,羰基等。酸性官能團使活性炭具有極性的性質,因此傾向于吸附極性較強的化合物。特別是類似羧基的基團,易于吸附帶極性的水,因而對水中非極性物質吸附作用不強,但當水中含有極性更強的物質時,這些物質可以置換水而被吸附。
采用活性炭吸附時,大部分比較大的有機物分子、芳香族化合物、鹵代烴等能夠牢固的吸附在活性炭表面上或孔隙中,并對腐殖質、合成有機物和低分子量有機物有明顯的去除效果。實踐證明,活性炭能夠降低水中總有機碳(TOC),總有機鹵代物(TOX)和總三鹵甲烷 TTHM)等指標。
活性炭對污染物的吸附有兩種方式:一種是范德華吸附(即物理吸附),吸附質通過一種相當弱的力結合到吸附劑表面上,在這種吸附中,被吸附分子的化學性質保持不變,吸附質可相對于吸附劑自由移動,吸附是可逆的;另一種方式是化學吸附,前面已經提到,活性炭在制造過程中炭表面能生成一些官能團,這些官能團使活性炭表面和吸附質之間有電子交換或共享而發生的化學反應,這種吸附是不可逆的。在水處理過程中,活性炭對有機物的吸附過程常為兩種吸附作用的綜合結果。
在水質控制中,采用活性炭等固體吸附劑來吸附去除水溶液中溶解性的有機物時,吸附速度是一個極其重要的因素。當含有有機污染物等雜質的水與活性炭接觸時,水中溶解的有機物先擴散到活性炭的外表面,然后通過活性炭內部的細孔擴散到吸附表面,在表面作用下與吸附表面發生吸附結合,使原水得以凈化。總體說來,吸附作用可分為擴散和吸附兩個階段。
吸附階段反應速度極快,因此,吸附速度主要由擴散過程控制,溶液條件如pH值、溫度、吸附質濃度、存在競爭性物質及溶劑的極性等也都會影響活性炭的吸附功能。一般來說括性炭對水中典型有機污染物的吸附,將隨著pH值的降低而增加 。由于吸附是放熱反應,水溫越低,吸附效果越好。溶液中存在多種混和溶質時,被吸附的各種溶質,有的能夠相互誘發吸附,有的能相當獨立的被吸附,有的則相互干擾,競爭吸附。下述條件下將發生吸附容量的相互抑制:(1)吸附作用發生在單一或極少的分子層內;(2)溶質的吸附親和性相差不大;(3)溶質之間不會發生特定的相互反應去誘發吸附。競爭性表明被吸附物的相互抑制程度,與被吸附分子的相對尺寸和相對親和性以及溶質的相對濃度等因素有關。
PAC凈水應用國內外現狀
目前對于強化處理微污染原水技術,國內外水廠廣泛使用的一種方法就是活性炭吸附技術。活性炭主要有粉末活性炭(PAC)和顆粒活性炭(GAC)兩種。PAC技術的主要特點是設備投資省、價格便宜、對短期及突發性水質污染適應能力強。經過大量研究表明它對水中溶解的有機污染物,如三氯甲烷及前體物、苯類、酚類化合物、色度、異臭、胺類化合物、氯化有機物等都具有較好的去除效果。活性炭吸附技術是最成熟有效的方法之一,與常規凈水工藝相結合,既完善了常規處理工藝,提高了水中有機污染物的去除效率,是傳統老廠對工藝改善和加強處理效果的一種理想手段,也是作為一種提高出水水質和應對原水突發性污染事故的有效措施。
PAC最早是由歐洲干1909年正式開始利用奧斯特雷杰科專利制造的。美國新米爾福水廠自1929年首次用PAC去除氯酚產生的嗅味以來,PAC在水處理中的應用己有近70年的歷史。美國八十年代初期,每年在水源水處理中所應用的PAC約25000噸,且有逐年遞增的趨勢。并且PAC在荷蘭、日本、法國、比利時、英國、瑞典和意大利等國都有廣泛的應用。他們關于PAC對給水中的有機物的去除進行了大量的研究,取得了寶貴的經驗。例如,Vedat Uyak等研究了PAC強化混凝處理飲用水源水中的消毒副產物,結果表明PAC對水中消毒副產物THM 和DOC均具有較好的去除效果,DOC去除率從45%提高到76% ,PAC能去除大部分低分子量NOM,而且強化處理后THM 可達到150ug/L。H.Jiang等研究了傳統給水處理工藝對水中除草劑ATZ、SIM、PROP、DDA等內分泌干擾物的去除效果,證實了傳統混凝一沉淀一消毒工藝不能有效去除這些物質,只有結合活性炭強化處理的情況下才能達到理想的處理效果。Lionel Ho等研究了PAC強化混凝過程中NOM、濁度等條件對PAC吸附MIB的影響。
結果表明絮體尺寸和濁度增大會減小MIB在PAC上的吸附量,而NOM 的負影響則更大,說明處理水質條件對PAC吸附去除水中有機物有著重要影響。Mafia等對比研究了PAC強化混凝工藝對腐植酸和苯酚的去除效果。結果表明使用PAC吸附強化混凝處理后對腐植酸和苯酚的去除效果有所改進,在pH=7時,苯酚和色度可完全去除,UV254和CODMn分別達到99%和8I~89%。國外對PAC吸附性能做了大量研究,表明PAC對二氯苯酚、農藥中所含物質、消毒副產物等等均有較好的吸附效果,對色、嗅、味的去除效果已得到公認。
國內應用現狀
我國在2O世紀6O年代末開始將PAC技術用于污染水源的除臭、除味。近年來,我國越來越重視對活性炭的研究和應用,活性炭吸附技術在國內水廠得到越來越多的應用,并已經取得較好效果,同時也開展了大量關于PAC強化處理工藝的研究。有人在上海市閔行水廠二分廠用PAC處理黃浦江上游微污染原水取得了較好的效果,PAC對CODMn和UV254凈增加去除率分別為21.3%和29.8%。實驗研究表明最佳PAC炭種為1#PAC,最佳投加點為吸水井處,最佳投加量為10mg/L,在最佳投加量時制水成本增加5.9分/m3,。還有人研究了PAC強化混凝處理黃浦江水源水,對濁度、CODMn、UV 254等均有較好效果,PAC投加點、投加方式等都對處理效果有一定影響,同時投加效果最好。煤質和木質PAC去除飲用水中嗅味物質,如MIB、TCA、IPMP和IBMP等,研究了PAC種類、投加量、嗅味物質初始濃度、余氯等因素的影響,結果表明煤質PAC相對木質PAC具有更高的MIB去除率。另外,也有關于PAC作為水源水突發污染事故的應急處理研究。
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5.在使用治療魚病的藥劑時,應該暫時將活性炭取出,暫停使用。以免藥物被活性炭吸附而降低治療效果。
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