迅速擴(kuò)散和緩慢擴(kuò)散兩階段的雙速過程原因

   煤質(zhì)顆粒強(qiáng)度高、孔隙發(fā)達(dá)、比表面積大，尤其微孔容積大而獨(dú)具優(yōu)點(diǎn)。煤質(zhì)對各種水中的有機(jī)質(zhì)、游離氯以及空氣中有害氣體有極強(qiáng)的吸附能力，是城市飲用水深度凈化的優(yōu)良吸附劑，并應(yīng)用于脫除空氣中細(xì)菌及毒害氣體。煤質(zhì)具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，是一種優(yōu)良的廣譜碳質(zhì)吸附材料。根據(jù)外表形態(tài)的不同，煤質(zhì)主要可分為煤質(zhì)顆粒和煤質(zhì)粉狀，顆粒又分為煤質(zhì)成型炭 [包括柱狀炭、壓塊炭 (或壓片炭)和球形炭和原煤破碎兩大類。根據(jù)用途不同，可分為凈化水用、凈化空氣用、脫色用、回收溶劑用、針劑用、防護(hù)用等多種用途。由于其耐酸、耐堿、耐熱，且顆粒在吸附飽和后，可方便地再生，所以，是現(xiàn)代社會工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)中必不可少的碳質(zhì)吸附材料。
　　煤質(zhì)顆粒吸附水中溶質(zhì)分子是一個(gè)復(fù)雜的過程,是幾種力綜合作用的結(jié)果,包括離子吸引力、范德華力、化學(xué)雜和力。根據(jù)吸附的雙速率擴(kuò)散理論認(rèn)為,吸附是一個(gè)由迅速擴(kuò)散和緩慢擴(kuò)散兩階段構(gòu)成的雙速過程,迅速擴(kuò)散在數(shù)小時(shí)內(nèi)即完成,發(fā)揮了60%~80%煤質(zhì)顆粒的吸附容量。迅速擴(kuò)散是溶質(zhì)分子在碳粒內(nèi)沿徑向均勻分布的阻力小的大孔隙中擴(kuò)散的過程。這些大孔隙產(chǎn)生徑向的擴(kuò)散阻力。當(dāng)分子從大孔進(jìn)一步進(jìn)入與大孔相通的微孔中擴(kuò)散時(shí),由于受到狹窄孔徑所產(chǎn)生的很大阻力,從而極為緩慢。微孔也是在碳粒內(nèi)均勻分布,但不構(gòu)成徑向的擴(kuò)散阻力。影響煤質(zhì)顆粒吸附的因素涉及溶質(zhì)分子極性、分子量大小、空間結(jié)構(gòu),這一點(diǎn)取決于水源水質(zhì)的特征。煤質(zhì)顆粒對不同的物質(zhì)分子具有選擇吸附性。
　　優(yōu)點(diǎn)
　　1)煤質(zhì)顆粒應(yīng)用的主要特點(diǎn)是設(shè)備省,價(jià)格廉,吸附速度快,對短期及突發(fā)性水質(zhì)污染適應(yīng)能力強(qiáng)。
　　2)投加煤質(zhì)顆粒對去除色度有明顯效果。色度的去除有報(bào)道可達(dá)70%,色度低表明去除有機(jī)物的效率高,除鐵、錳的效果好。
　　3)投加煤質(zhì)顆粒對去除嗅味有明顯效果。
　　4)投加煤質(zhì)顆粒有助于去除陰離子洗滌劑。
　　5)投加煤質(zhì)顆粒有助于對藻類的去除。投加了煤質(zhì)顆粒阻隔了藻類的光吸收,同時(shí)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。
　　6)投加煤質(zhì)顆粒使化學(xué)耗氧量、五日生化需氧量大大降低,這些與水體有機(jī)污染程度正相關(guān)的表征指標(biāo)的下降,表明了水體有毒有害物質(zhì)的去除程度。
　　7)投加煤質(zhì)顆粒對酚類的去除有良好的效果。
　　8)投加煤質(zhì)顆粒粉使出水濁度大幅度降低,自來水水質(zhì)大幅度提高。
　　9)投加煤質(zhì)顆粒對水體致突變性的影響,能夠有效地去除有機(jī)物污染物。是常規(guī)工藝改善飲用水水質(zhì)的簡捷途徑。
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