由于飲用水處理系統(tǒng)中機(jī)械和再生的要求以活性炭的物化性質(zhì)不同,在選用活性炭時(shí)必須考慮一些其它特性,包括堆密度,硬度和磨損值,化學(xué)反應(yīng)性,灰份和灰份組成。這些特性因活性炭原料煤、木和椰殼、果殼的不同而不同。
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生物活性碳工藝兼有吸附、觸媒和化學(xué)反應(yīng)活性的多功能載體,微生物附著其上形成生物活性炭以后,活性炭的吸附催化作用提高了微生物的活性,增進(jìn)了微生物的代謝活動(dòng);而活性炭、微生物和基質(zhì)之間互相作用也可以發(fā)揮生化和物化處理的協(xié)同作用,優(yōu)化和強(qiáng)化處理效果。
生物活性碳工藝對(duì)有機(jī)物的去除所獨(dú)有的優(yōu)越性主要有以下幾個(gè)方面:
1)活性炭表面對(duì)有機(jī)物的富集。常規(guī)工藝出水中所含有有機(jī)物濃度很低且種類較多,在溶液中一般都低于其對(duì)應(yīng)的臨界較小濃度,而不能被微生物降解利用,活性炭吸附使有機(jī)物在炭粒表面富集,形成了有利于微生物降解的條件,使生物活性碳處理微污染水體具有很強(qiáng)的適用范圍。
2)活性碳的有機(jī)物負(fù)荷調(diào)節(jié)器功能?;钚蕴季薮蟮挠袡C(jī)物吸附容量,可在水中污染物負(fù)荷過(guò)高和過(guò)低時(shí)通過(guò)吸附和解析過(guò)程,調(diào)節(jié)微生物營(yíng)養(yǎng)狀況,為微生物創(chuàng)造了穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境,使生物活性碳具有更大的適應(yīng)性。
3)活性炭表面的催化作用。水中很多化合物可在活性碳表面上具有催化活性的官能團(tuán)和金屬氧化物的作用下生成新的化合物,從而有可能把一些難生物降解的化合物轉(zhuǎn)化成易降解的,促進(jìn)生化處理的進(jìn)行。
4)活性碳對(duì)氧的吸附?;钚蕴紝?duì)水中溶解氧的吸附容量為10~40mg/L,活性炭對(duì)養(yǎng)的富集作用,可在水中溶解氧濃度變化幅度較大時(shí),起有限的調(diào)節(jié)作用,滿足微生物降解有機(jī)物對(duì)氧的正常要求。
5)微生物的代謝活動(dòng)延長(zhǎng)了活性炭的工作周期,改善了活性炭吸附條件。生物炭上的固化有害物質(zhì)主要集中在炭顆粒的外表及鄰近的大孔、過(guò)渡孔中,炭粒深處的微孔由于直徑太小無(wú)法容納有害物質(zhì)個(gè)體;
因此吸附在活性炭表面。大孔和過(guò)渡孔中的有機(jī)物可以直接被附著在這些部位的微生物降解去除,兒吸附在微孔區(qū)的有機(jī)物則主要通過(guò):一方面,大孔和過(guò)渡孔中微生物降解有機(jī)物后,在活性炭空隙中形成的由內(nèi)向外減少的濃度梯度而引起的解析作用,脫附并擴(kuò)散至活性炭表面被微生物降解;另一方面,微生物分泌的胞外酶和有害物質(zhì)死亡后細(xì)胞解體而釋放出來(lái)的酶類由于個(gè)體較小能直接進(jìn)入炭粒內(nèi)部的微孔中,與孔隙內(nèi)媳婦的有機(jī)物作用,使其從吸附位上解脫下來(lái),并被微生物利用?;钚蕴可衔降倪@些有機(jī)物被微生物講解后會(huì)使原有被占據(jù)的吸附位又重新釋放出來(lái),繼續(xù)吸附水中的有機(jī)物,進(jìn)而重復(fù)上述生物降解過(guò)程;這一生物降解過(guò)程使自身的吸附能力不斷得到恢復(fù)的過(guò)程稱為活性炭的生物重復(fù)利用,通過(guò)這種生物重復(fù)利用的方式活性炭的使用壽命可以大大延長(zhǎng)。低化學(xué)活性對(duì)于高溫?zé)嶂貜?fù)利用產(chǎn)率非常重要,可以減少補(bǔ)充產(chǎn)品的數(shù)量,節(jié)省了成本?;曳莺突曳萁M成決定產(chǎn)品的使用安全性。
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