活性炭吸附及应用 PPT课件
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环境工程原理第八章吸附ppt课件
第二节 吸附剂
(2)降低压力
压力高，吸附进行得快，
脱附进行得慢。当压力降低时，脱附现象开始显著。所以操作压力
降低后，被吸附的物质就会脱离吸附剂表面返回气相。有时为了脱
附彻底，甚至采用抽真空的办法。
这种改变压力的再生操作，在变压吸附中广为应用。如吸附
分离高纯度氢，先是在 1.37～4.12 MPa压力下吸附，然后在常压
一、吸附分离操作的分类
• 按作用力性质分类：分物理吸附和化学吸附 • 物理吸附：吸附质分子与吸附剂表面分子间存在的范德华力
所引起的，也称为范德华吸附。 • 吸附热较小（放热过程，吸附热在数值上与冷凝热相当），
可在低温下进行； • 过程是可逆的，易解吸； • 相对没有选择性，可吸附多种吸附质； • 分子量越大，分子引力越大，吸附量越大； • 可形成单分子吸附层或多分子吸附层 。
下脱附，从而可得到高纯度氢，吸附剂也得到再生。
变压吸附 ——根据系统操作压力变化不同，变压吸附循环可
以是常压吸附、真空解吸，加压吸附、常压解吸，加压吸附、真空
解吸等几种方法。
第二节 吸附剂
(3) 通气吹扫 通入吸附剂床层，进行吹扫，以降低吸附剂上的吸附质分 压，从而达到脱附。当吹扫气的量一定时，脱附物质的量 取决于该操作温度和总压下的平衡关系。
第二节 吸附剂
四、吸附剂选择的影响因素
如何选择适宜的吸附剂？ ——需要根据被分离对象、分离条件和吸附剂本身的特点 确定 ——需要进行试验研究
第二节 吸附剂
(1)将超细活性炭微粒加入增稠剂后与纤维混纺制成单丝， 或用热熔法将活性炭粘附于有机纤维或玻璃纤维上，也可 以与纸浆混粘制成活性炭纸。
(2)以人造丝或合成纤维为原料，与制备活性炭一样经过炭 化和活化两个阶段，加工成具有一定比表面积和一定孔分 布结构的活性炭纤维。
《吸附功能材料》课件
密度是材料质量与体积的比值，硬度 表示材料抵抗外力压入的能力，热导 率表示材料导热性能的好坏，热膨胀 系数表示材料受热后膨胀的程度。
化学性质
化学性质包括稳定性、耐腐蚀性、抗 氧化性等，这些性质决定了吸附功能 材料在不同环境下的应用范围。
稳定性是指材料在化学反应中保持稳 定的能力，耐腐蚀性是指材料抵抗化 学腐蚀的能力，抗氧化性是指材料在 空气中抵抗氧化的能力。
通过吸附技术的回收利用，实现资源的循环利用，降低能源消耗 和废弃物排放。
推动产业绿色发展
加强吸附功能材料在环保和可持续发展领域的应用研究，推动相 关产业的绿色发展。
05
吸附功能材料在环境治理中的应用
水处理
总结词
吸附功能材料在水处理中发挥重要作用，能够有效去除水中的有害物质。
详细描述
吸附功能材料可以用于处理工业废水、生活污水和饮用水等，通过吸附、过滤 和离子交换等手段，去除水中的重金属离子、有机物、细菌和病毒等有害物质 ，达到净化水质的效果。
VS
详细描述
通过使用吸附功能材料，如活性炭、沸石 等，对土壤中的重金属离子、农药残留和 石油烃等有害物质进行吸附和转化，降低 土壤污染程度，恢复土壤生态功能。
06
吸附功能材料的前沿研究
新型吸附材料的探索
新型吸附材料的种类
目前新型的吸附材料主要包括活性炭、沸石、硅胶、金属氧化物等，这些材料具有高比表面积、多孔结构等特点 ，能够提供更大的吸附容量。
活性炭的吸附性能与其制造方法和表面化学性质密切相关，可以通过物理或化学活 化法进行制备。
活性炭广泛应用于空气净化、水处理、脱硫脱硝等领域，具有高效、安全、环保等 优点。
沸石分子筛
沸石分子筛是一种结晶态的铝硅酸盐材料，具有规则的孔 道结构和可调的酸性中心，能够根据分子大小和形状选择 性地吸附和分离气体、液体和离子。
化学性质
化学性质包括稳定性、耐腐蚀性、抗 氧化性等，这些性质决定了吸附功能 材料在不同环境下的应用范围。
稳定性是指材料在化学反应中保持稳 定的能力，耐腐蚀性是指材料抵抗化 学腐蚀的能力，抗氧化性是指材料在 空气中抵抗氧化的能力。
通过吸附技术的回收利用，实现资源的循环利用，降低能源消耗 和废弃物排放。
推动产业绿色发展
加强吸附功能材料在环保和可持续发展领域的应用研究，推动相 关产业的绿色发展。
05
吸附功能材料在环境治理中的应用
水处理
总结词
吸附功能材料在水处理中发挥重要作用，能够有效去除水中的有害物质。
详细描述
吸附功能材料可以用于处理工业废水、生活污水和饮用水等，通过吸附、过滤 和离子交换等手段，去除水中的重金属离子、有机物、细菌和病毒等有害物质 ，达到净化水质的效果。
VS
详细描述
通过使用吸附功能材料，如活性炭、沸石 等，对土壤中的重金属离子、农药残留和 石油烃等有害物质进行吸附和转化，降低 土壤污染程度，恢复土壤生态功能。
06
吸附功能材料的前沿研究
新型吸附材料的探索
新型吸附材料的种类
目前新型的吸附材料主要包括活性炭、沸石、硅胶、金属氧化物等，这些材料具有高比表面积、多孔结构等特点 ，能够提供更大的吸附容量。
活性炭的吸附性能与其制造方法和表面化学性质密切相关，可以通过物理或化学活 化法进行制备。
活性炭广泛应用于空气净化、水处理、脱硫脱硝等领域，具有高效、安全、环保等 优点。
沸石分子筛
沸石分子筛是一种结晶态的铝硅酸盐材料，具有规则的孔 道结构和可调的酸性中心，能够根据分子大小和形状选择 性地吸附和分离气体、液体和离子。
活性炭吸附重金属ppt课件
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
一、研究意义与背景
二、重金属的去除方法 三、活性炭对重金属的吸附 四、吸附剂的改性方法 五、结论
1
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
生活饮用水标准
5
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
二、重金属的去除方法
6
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
9
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
二、重金属的去除方法
物理化学法
1、膜分离技术 包括：微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透。 微滤膜为 0.1 m 级别孔径的膜，用来去除悬浮颗粒物、 藻类、细菌等； 超滤膜为 0.01 m 级别的膜，用来去除小的胶体和病毒； 纳滤和反渗透都可以用来去除金属离子，但反渗透去除 体积更小的离子，孔径为 0.01 m 级别和纳米级别。
二、重金属的去除方法
2、重金属捕集剂
重金属捕集剂能与重金属离子发生强力螯合作用，迅速 生成不溶于水、含水量低、易过滤分离的絮状沉淀，从而 去除重金属离子。 3、离子交换法
最常用的离子交换树脂是带有磺酸基团(-SO3H)的酸性树 脂，和带有羧基基团(－COOH)的弱酸性树脂。
一、研究意义与背景
二、重金属的去除方法 三、活性炭对重金属的吸附 四、吸附剂的改性方法 五、结论
1
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
生活饮用水标准
5
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
二、重金属的去除方法
6
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
9
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
二、重金属的去除方法
物理化学法
1、膜分离技术 包括：微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透。 微滤膜为 0.1 m 级别孔径的膜，用来去除悬浮颗粒物、 藻类、细菌等； 超滤膜为 0.01 m 级别的膜，用来去除小的胶体和病毒； 纳滤和反渗透都可以用来去除金属离子，但反渗透去除 体积更小的离子，孔径为 0.01 m 级别和纳米级别。
二、重金属的去除方法
2、重金属捕集剂
重金属捕集剂能与重金属离子发生强力螯合作用，迅速 生成不溶于水、含水量低、易过滤分离的絮状沉淀，从而 去除重金属离子。 3、离子交换法
最常用的离子交换树脂是带有磺酸基团(-SO3H)的酸性树 脂，和带有羧基基团(－COOH)的弱酸性树脂。
常用吸附剂 活性炭ppt课件
• 这些特点使其在催化剂载体、储氢材料、超级电容、锂离子二次电池 和隐形材料等领域都得到广泛的研究。
• 制备方法：气相氧化法、液相氧化法和固相氧化法。 • 无论那一种方法，都是将碳纳米管经活化处理及后处理得到活性炭纳
米管。
.
4 应用实例
（三）活性炭纤维
• 活性炭纤维（ACF）是继粉末活性炭（PAC）和粒状活性炭（GAC） 之后的第三代活性碳材料。
.
1 简介
活性炭又称活性炭黑。是黑 色粉末状或颗粒状的无定形 碳。活性炭主成分除了碳以 外还有氧、氢等元素。活性 炭在结构上，由于微晶碳是 不规则排列，在交叉连接之 间有细孔，活化时会产生碳 组织缺陷，因此它是一种多 孔性含碳物质，具有很强的 吸附能力。它不仅可以作为 吸附剂，还可以作为脱色剂 和催化剂载体，使它在化学 工业、国防工业、环境保护、 食品工业等方面得到了广泛 的应用。
.
4 应用实例
（一）活性炭微球
• 球形活性炭是20世纪70年代后期由日本、美国、联邦德国和苏联等工业 发达的国家研制开发成功的一种高档活性炭新品种，80年代后后期逐渐 进入工业化阶段。
• 球形活性炭具有均匀的球形外表，表面光滑、力学强度高、比表面积大、 耐磨损、耐腐蚀，长期使用掉屑少，产品杂质含量低等优点。
.
2 制备工艺流程
2.2.1、影响炭活化的主要因素 • (1) 活化温度的影响 • 活化是炭和活化剂在高温下进行的反应。随着温度的升高，
反应速度加快，活化速率加大，但是太高易造成不均匀活 化。在不同的活化温度下，生产的活性炭孔结构不同。活 化温度过高，微孔减少，吸附力下降。一般水蒸气活化法 的活化温度控制在800-950℃，烟道气的活化温度控制在 900-950℃，空气的活化温度控制在600℃左右。
• 制备方法：气相氧化法、液相氧化法和固相氧化法。 • 无论那一种方法，都是将碳纳米管经活化处理及后处理得到活性炭纳
米管。
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4 应用实例
（三）活性炭纤维
• 活性炭纤维（ACF）是继粉末活性炭（PAC）和粒状活性炭（GAC） 之后的第三代活性碳材料。
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1 简介
活性炭又称活性炭黑。是黑 色粉末状或颗粒状的无定形 碳。活性炭主成分除了碳以 外还有氧、氢等元素。活性 炭在结构上，由于微晶碳是 不规则排列，在交叉连接之 间有细孔，活化时会产生碳 组织缺陷，因此它是一种多 孔性含碳物质，具有很强的 吸附能力。它不仅可以作为 吸附剂，还可以作为脱色剂 和催化剂载体，使它在化学 工业、国防工业、环境保护、 食品工业等方面得到了广泛 的应用。
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4 应用实例
（一）活性炭微球
• 球形活性炭是20世纪70年代后期由日本、美国、联邦德国和苏联等工业 发达的国家研制开发成功的一种高档活性炭新品种，80年代后后期逐渐 进入工业化阶段。
• 球形活性炭具有均匀的球形外表，表面光滑、力学强度高、比表面积大、 耐磨损、耐腐蚀，长期使用掉屑少，产品杂质含量低等优点。
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2 制备工艺流程
2.2.1、影响炭活化的主要因素 • (1) 活化温度的影响 • 活化是炭和活化剂在高温下进行的反应。随着温度的升高，
反应速度加快，活化速率加大，但是太高易造成不均匀活 化。在不同的活化温度下，生产的活性炭孔结构不同。活 化温度过高，微孔减少，吸附力下降。一般水蒸气活化法 的活化温度控制在800-950℃，烟道气的活化温度控制在 900-950℃，空气的活化温度控制在600℃左右。
臭氧-活性炭工艺研究现状PPT演示课件
13
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 溴酸盐的产生过程
溴酸盐生成过程主要包 括臭氧和氢氧自由基两 种途径。
臭氧途径：Br-直接与O3反 应生成HOBr-/OBr-，接着只有 OBr-被O3继续氧化成BrO2-， BrO2-继续被氧化最后生成 BrO3-。
氢氧自由基途径：首先 是·OH与Br一反应生成Br-， Br-既可被O3氧化成BrO-，也 可与Br反应生成Br2-，然后反 应生成HOBr-与O3。不同的 是，·OH既可与OBr-反应，也 可与HOBr-反应生成BrO·，且 两个反应速率相近。BrO·发生 歧化反应，生成OBr-和BrO2-， BrO继续被O3氧化生成BrO3-。
16
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
生物稳定性影响因素
影响生物活性炭滤池出水水质的因素很多,目前国内外对于这 方面都还没有系统的研究结果。
何元春等研究指出用不同的水冲强度和冲洗时间对活性炭池进行冲洗后,活 性炭池出水中的颗粒物数目呈现出不同的变化趋势,在低强度、长时间水洗条 件下,初滤水中颗粒较多,而在高强度、短时间水洗条件下,初滤水中的颗粒较少。
10
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 甲醛生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物甲醛生成影响因素主 要包括腐殖酸等前体物质的结构、种 类、浓度、臭氧浓度和 pH 值等因素。
有机物浓度的影响 在臭氧氧化过程中，特定前体 物质的浓度是影响甲醛形成的 首要因素。
这说明丙烯酸浓度与甲醛生成 量是线性相关的。
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3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物 溴酸盐生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物溴酸盐生成受多种因素的 影响，主要包括溴离子浓度、催化剂投加 量、臭氧投加量及投加方式、反应温度和 反应时间、pH 值、腐殖酸浓度、硬度、碱 度等。
碳材料科学ppt课件
碳纳米管和石墨烯有可能将碳元素的独特性 发挥到极工业：轴承、密封元件、制动元件等； ➢ 电子工业：电极、电波屏蔽、电子元件等； ➢ 电器工业：电刷，集电体、触点等； ➢ 航空航天：结构材料，绝热、耐烧蚀材料等； ➢ 核能工业：反射材料，屏蔽材料等； ➢ 冶金工业：电极，发热元件，坩锅、模具等； ➢ 化学工业：化工设备，过滤器等； ➢ 体育器材：球杆，球拍，自行车等； ➢ …………
第四部分 炭的表面化学（4学时）
第五部分 石墨层间化合物（2学时）
第六部分 炭科学研究的新进展（4-6学时）
一、金刚石薄膜
二、富勒烯与纳米洋葱
三、纳米碳管 四、碳包覆纳米金属晶
考试：2学时
10
考核：
1、出勤计入成绩（权重10%）； 2、平时作业/报告成绩（权重20 %）； 2、期末试卷考试（权重70% ）。
32
第二代 炭材料
★ 烧结炭材料 利用炭的物理性质（导电、耐热、耐腐 蚀、耐摩擦等），用于炭砖、炼钢、炼 铝等（电极、电刷、各种机械、化工用 炭、原子反应堆用炭等）
33
第三代 炭材料
以炭纤维（CF）为代表的新型炭材料(结构 和功能材料)纷纷出现，是炭材料的大发展 时期，也是炭科学形成的时期
34
材料
6
Ordered Mesoporous Carbons from the Carbonization of as-synthesized Silica/Sucrose/Triblock copolymer Nanocomposites
碳的六方有序孔道
7
锂离子二次电池电极材料
电流
正极
隔膜
电子 负极
炭 纤 维
针
状
高导热材料,发泡炭、高级粘
第四部分 炭的表面化学（4学时）
第五部分 石墨层间化合物（2学时）
第六部分 炭科学研究的新进展（4-6学时）
一、金刚石薄膜
二、富勒烯与纳米洋葱
三、纳米碳管 四、碳包覆纳米金属晶
考试：2学时
10
考核：
1、出勤计入成绩（权重10%）； 2、平时作业/报告成绩（权重20 %）； 2、期末试卷考试（权重70% ）。
32
第二代 炭材料
★ 烧结炭材料 利用炭的物理性质（导电、耐热、耐腐 蚀、耐摩擦等），用于炭砖、炼钢、炼 铝等（电极、电刷、各种机械、化工用 炭、原子反应堆用炭等）
33
第三代 炭材料
以炭纤维（CF）为代表的新型炭材料(结构 和功能材料)纷纷出现，是炭材料的大发展 时期，也是炭科学形成的时期
34
材料
6
Ordered Mesoporous Carbons from the Carbonization of as-synthesized Silica/Sucrose/Triblock copolymer Nanocomposites
碳的六方有序孔道
7
锂离子二次电池电极材料
电流
正极
隔膜
电子 负极
炭 纤 维
针
状
高导热材料,发泡炭、高级粘
活性炭过滤器课件
选型依据主要包括需要吸 附的物质、浓度、流量、 使用环境等因素。根据这 些因素，选择合适的活性 炭过滤器型号和规格。
根据实际需要，确定合适 的过滤面积。过滤面积越 大，过滤效果越好，但同 时需要考虑到过滤器的整 体尺寸和安装空间。
根据需要吸附的物质和浓 度，选择合适的活性炭类 型。不同类型的活性炭具 有不同的吸附性能和效率。
择合适的活性炭类型。 金属等，以满足使用环 设计合适的过滤器结构，
不同类型的活性炭具有 境和压力的要求。
如多层过滤、不同材质
不同的吸附性能和效率。
的组合等，以提高过滤
效果和稳定性。
活性炭过滤器选型依据及步骤
01
02
03
04
05
根据实际需要确 定选型依据
确定过滤面积
选择活性炭类型 选择过滤器材质 确定结构设计
受水温影响 水温过高或过低都会影响活性炭的吸附效果，一 般在20-30℃的水温下使用效果最佳。
活性炭过滤器的发展趋势与展望
新型材料的应用
01
随着新材料技术的发展，新型的活性炭材料和改性活性炭逐渐
应用于水处理领域，提高了过滤效果和寿命。
组合过滤技术
02
将活性炭与其他过滤材料相结合，形成组合过滤技术，可发挥
活性炭过滤器技术不断发展，新型的活性炭材料和改性技术不断涌 现，提高了过滤效率和精度。
应用领域扩展
随着环保意识的增强和工业领域对环保要求的提高，活性炭过滤器 的应用领域不断扩展，包括水处理、空气净化、食品加工等领域。
能耗和环保性
活性炭过滤器的能耗较低，同时处理过程中产生的污染物也较少，符 合当前环保要求。
水处理领域
总结词
深度过滤，去除水中的有害物质。
污水处理中的活性炭吸附法
影响因素
活性炭的吸附效率受到多种因素的影响，如温度、pH值、污染物浓度等，因此在实际应用中需要综合 考虑这些因素，以确保最佳的吸附效果。
活性炭吸附法的前景展望
技术改进
随着科学技术的不断进步，活性炭的制备技术也在不断改进，有望 降低其制造成本和提高吸附性能。
联合工艺
活性炭吸附法可以与其他污水处理工艺相结合，形成联合工艺，以 提高整个污水处理系统的处理效果和稳定性。
03 活性炭吸附法在污水处理中的应用
生活污水的处理
生活污水中的有机物和悬浮物是活性 炭吸附的主要对象，通过吸附作用， 可以有效降低污水中的BOD和COD ，改善水质。
活性炭吸附法在生活污水处理中具有 处理效果好、操作简便、占地面积小 等优点，因此在小型污水处理设施中 应用广泛。
工业污水的处理
工业污水中含有大量的有毒有害物质，如重金属、油类、酚 类等，活性炭吸附法可以有效去除这些物质，降低污水对环 境的危害。
生物再生法
利用微生物对活性炭吸附的有机 物质进行分解和转化，使活性炭 得到再生。
活性炭的再生效率
影响因素
活性炭的再生效率受到多种因素的影 响，如吸附物质的性质、活性炭的孔 径分布、活性炭的装填量、再生条件 等。
提高再生效率的方法
可以通过优化再生条件、改善活性炭 的孔径分布、选择合适的再生剂等方 法提高活性炭的再生效率。
化学稳定性好
活性炭在酸、碱、氧化剂等环境中表现出良好的 化学稳定性，不易发生腐蚀。
ABCD
孔结构发达
活性炭具有丰富的孔结构，包括微孔、中孔和大 孔，有利于不同尺寸污染物的吸附。
可再生利用
活性炭经过再生处理后可重复使用，降低处理成 本。
活性炭吸附法的原理
活性炭的吸附效率受到多种因素的影响，如温度、pH值、污染物浓度等，因此在实际应用中需要综合 考虑这些因素，以确保最佳的吸附效果。
活性炭吸附法的前景展望
技术改进
随着科学技术的不断进步，活性炭的制备技术也在不断改进，有望 降低其制造成本和提高吸附性能。
联合工艺
活性炭吸附法可以与其他污水处理工艺相结合，形成联合工艺，以 提高整个污水处理系统的处理效果和稳定性。
03 活性炭吸附法在污水处理中的应用
生活污水的处理
生活污水中的有机物和悬浮物是活性 炭吸附的主要对象，通过吸附作用， 可以有效降低污水中的BOD和COD ，改善水质。
活性炭吸附法在生活污水处理中具有 处理效果好、操作简便、占地面积小 等优点，因此在小型污水处理设施中 应用广泛。
工业污水的处理
工业污水中含有大量的有毒有害物质，如重金属、油类、酚 类等，活性炭吸附法可以有效去除这些物质，降低污水对环 境的危害。
生物再生法
利用微生物对活性炭吸附的有机 物质进行分解和转化，使活性炭 得到再生。
活性炭的再生效率
影响因素
活性炭的再生效率受到多种因素的影 响，如吸附物质的性质、活性炭的孔 径分布、活性炭的装填量、再生条件 等。
提高再生效率的方法
可以通过优化再生条件、改善活性炭 的孔径分布、选择合适的再生剂等方 法提高活性炭的再生效率。
化学稳定性好
活性炭在酸、碱、氧化剂等环境中表现出良好的 化学稳定性，不易发生腐蚀。
ABCD
孔结构发达
活性炭具有丰富的孔结构，包括微孔、中孔和大 孔，有利于不同尺寸污染物的吸附。
可再生利用
活性炭经过再生处理后可重复使用，降低处理成 本。
活性炭吸附法的原理
污水处理中的活性炭吸附技术
通过改进活性炭制备工艺和原材料选择，降低生产成本，使活性炭吸附技术在 污水处理中更具经济竞争力。
提高处理效率
通过优化工艺参数和操作条件，提高活性炭吸附技术的处理效率，缩短处理时 间，降低能耗。
政策支持与推广应用
政策扶持
政府出台相关政策，鼓励活性炭吸附 技术的研发和应用，为产业发展提供 政策支持。
推广应用
在工业废水处理中，活性炭吸附技术可以用于预处理、深度处理和应急处理等阶段。对于特定污染物， 活性炭吸附技术可以作为主要的处理手段，也可与其他处理工艺结合使用。
工业废水处理中使用的活性炭吸附技术主要包括间歇式和连续式工艺。根据废水水质和处理要求，选择 合适的工艺和设备，以确保处理效果和经济效益。
饮用水的处理应用
活性炭可以吸附污水中的重金属离子，降低 重金属离子浓度，使其达到排放标准。
去色除味
活性炭可以吸附污水中的色素和异味物质， 改善水质感官指标。
脱氮除磷
活性炭可以作为生物脱氮除磷工艺中的载体 ，提高脱氮除磷效果。
02
活性炭吸附技术的处 理过程
预处理阶段
去除大颗粒杂质
通过过滤等方法去除污水中的大颗粒杂质，确保活性炭的吸附效 果不受影响。
易于再生和重复使用
活性炭可以通过热再生、化学再生或生物再生等方法进行再生，从 而实现重复利用，降低处理成本。
操作简便
活性炭吸附技术工艺成熟，操作简便，易于实现自动化控制。
局限性
吸附容量有限
活性炭的吸附容量受其孔结构和比表面积的限制，对于某些高分 子量或大分子有机物，吸附效果可能不佳。
再生过程中产生二次污染
活性炭再生过程中可能产生一些有害气体或废水，需要进一步处理 以防止二次污染。
成本较高
提高处理效率
通过优化工艺参数和操作条件，提高活性炭吸附技术的处理效率，缩短处理时 间，降低能耗。
政策支持与推广应用
政策扶持
政府出台相关政策，鼓励活性炭吸附 技术的研发和应用，为产业发展提供 政策支持。
推广应用
在工业废水处理中，活性炭吸附技术可以用于预处理、深度处理和应急处理等阶段。对于特定污染物， 活性炭吸附技术可以作为主要的处理手段，也可与其他处理工艺结合使用。
工业废水处理中使用的活性炭吸附技术主要包括间歇式和连续式工艺。根据废水水质和处理要求，选择 合适的工艺和设备，以确保处理效果和经济效益。
饮用水的处理应用
活性炭可以吸附污水中的重金属离子，降低 重金属离子浓度，使其达到排放标准。
去色除味
活性炭可以吸附污水中的色素和异味物质， 改善水质感官指标。
脱氮除磷
活性炭可以作为生物脱氮除磷工艺中的载体 ，提高脱氮除磷效果。
02
活性炭吸附技术的处 理过程
预处理阶段
去除大颗粒杂质
通过过滤等方法去除污水中的大颗粒杂质，确保活性炭的吸附效 果不受影响。
易于再生和重复使用
活性炭可以通过热再生、化学再生或生物再生等方法进行再生，从 而实现重复利用，降低处理成本。
操作简便
活性炭吸附技术工艺成熟，操作简便，易于实现自动化控制。
局限性
吸附容量有限
活性炭的吸附容量受其孔结构和比表面积的限制，对于某些高分 子量或大分子有机物，吸附效果可能不佳。
再生过程中产生二次污染
活性炭再生过程中可能产生一些有害气体或废水，需要进一步处理 以防止二次污染。
成本较高
生物炭吸附的ppt
生物炭的特性
污染物类型 有机物
微生物 重金属 环境纳米材料 （ENPs）
污染物 多环芳烃 菲 泰乐菌素 抗生素 磺胺甲嘧啶 磺胺甲恶唑 大肠杆菌 Cd、Pb、As、Cu、Zn、Ni、 Cr等
银纳米颗粒、碳纳米管、二 氧化钛
作用机理
吸附和生物降解 微孔和间隙孔捕捉 吸附 π-π键 π-π键、离子交换 π-π键、离子交换 吸附
定义 以 自然界广泛存在的生物质资源为
基础， 利用特定的炭化技术，由生物 质在缺氧或低氧条件下经高温裂解 （通常<700℃）产生的高度炭化多孔 物质
不同材质烧成的生物炭
名称 内涵
Байду номын сангаас
生物炭 强调生物质原料来源和农业科学、环境科学中
Biochar 的应用，主要用于土壤肥力改良、大气碳库增 汇减排以及受污染环境修复
活性炭 强调制作过程中为增强表面特性的应用而人为 Activated 采用极高温（通常>700℃）、物理化学手段活 carbon 化的、高比表面积、高吸附特性的疏松多孔性
物质，常用于受污染环境的修复、环境工程处 理方面
木炭 Charcoa
制作过程和性质特点与生物炭相似，多使用木 头、煤炭作为原料，强调应用于燃料、工业冶 炼、除臭脱色的生物质热解残渣，具有高热值 和高内表面积
生物炭
——在水中的处理应用
地球表面的70％被水覆盖， 但淡水资源仅占所 有水资源的2.5％，而且很多天然水体已经受到严重 污染，可供人类饮用的淡水资源少之又少，并且全 球已有超过80％的废水未得到处理，由此可见，水 处理工艺与技术是极其重要的。现阶段，生物炭对 水中含有的各种污染物有很好的去除效果，且生物 炭的来源广泛，成本低。另外由于炭化程度低，生 物炭残余的氢氧基团可以促进部分金属离子以及有 机物质的吸收。目前许多国家已采用生物炭技术进 行给水处理、生活污水和工业废水的处理。
活性炭吸附技术在水处理中的应用及过程分析
（2）H20吸附曲线
• H20 的吸附曲线不同温度下水蒸气在活性炭上的等温线呈典型的第 V 类曲线, 如 图 所示. 这种 S 型的等温曲线的特点是高压下对水蒸气有很高的吸附量, 而低 压下却对水的吸附量很低. 这种曲线的优点就是应用在真空变压吸附中, 可以很 容易地实现对水的分离,也就是说即使吸附在活性炭的孔径内, 水蒸气也会很容 易从真空泵解吸出来。 另外, 该曲线也说明了普通的工业活性炭并不是完全的 疏水性材料, 在一定条件下它仍然具有很高的吸水性. 水在活性炭表面的吸附主 要通过形成独特的三维水分子簇和网状结构,而这些结构的形成依靠着水分子与 活性炭上可取代的活化位置协同作用来完成. 图中还显示, 实验测得的等温曲线 可以很好地通过 QHR 模型来模拟. 在较高温度下(60℃), 活性炭对水蒸气的吸附 量仍然较高.
– 平衡时吸附速度＝脱附速度
• 平衡吸附量qe与液相平衡浓度ce的关系为：
qe
abce 1 bce
1
qe
ce qe
1 1 ab a
• 1 1 a ab
(a)L
1 1 1 1 qe ab ce a
三、活性炭的吸附和解析过程分析
1.吸附时间的影响 • 吸附时间是反映吸附剂性能的重
要指标，吸附时间是反映吸附剂 性能的重要指标，图为水浴温度 为２９８Ｋ、正丁烷流量为２５ ０ｍＬ／ｍｉｎ、氮气流量为３ ００ｍＬ／ｍｉｎ时，ＡＣ－１ 和ＡＣ－２(两种活性炭样品)对 正丁烷的吸附性能随时间变化的 关系。
Bace ce )[(1 (B
1)ce
/ cs ]
– CS—吸附质的饱和浓度；B-常数，与吸附剂和吸附质之间的相互作
用能有关。 – 线性形式
臭氧生物活性炭技术PPT幻灯片
原因：可能由于O3分解起到的充氧作用使各流程DO大大提高，
促使砂粒表面的生物生长。也可能与传统工艺水中较高的氯浓度
的抑制作用有关
16
饮用水深度处理应用效果
氨氮去除率比较
传统工艺：沉淀池对NH+4-N的去除率较大,均值为58.9%.滤池 对NH+4-N的去除率为2.6%.
组合工艺：澄清后氨氮质量浓度仍比原水高1.2倍，砂滤池出水 的NH+4-N相对原水去除率为80%左右，后续的深度处理后,氨氮 的质量浓度低于检测限
7
作用原理——生物活性炭技术
活性炭吸附与微生物降解的协同作用
——生物活性炭胞外酶再生假说：一部分水解酶扩散进入活性炭 微孔，与吸附质反应，活性炭的吸附能力得以再生。
——微生物的降解作用改变了活性炭的物理吸附平衡,使生物活性 炭得以再生。
8
作用原理——生物活性炭技术
炭表面生长的微生物是否会影响炭的正常吸附过程？ 活性炭的吸附速率主要取决于中孔或微孔的吸附速率，炭表面
17 饮用水深度处理应用效果
常规处理水厂氨氮处理效果
常规水处理工艺中混凝 沉淀对氨氮有一定的去 除作用，但主要靠砂滤 池微生物作用去除
18
饮用水深度处理应用效果
三卤甲烷生成潜能比较
适 反冲洗强度：10~15L/(s.㎡)，10~20min 工作周期：生物活性炭的使用周期按1年设计
11
工艺应用条件与设计参数
构筑物形式：
饮用水深度处理：
目前,国内活性炭滤池已建成水厂多采用普通快滤池、虹吸滤池、 V型滤池、翻板滤池等池型,其中以V型滤池和翻板滤池更具代表 性。
工业废水处理：
活性炭塔
12
饮用水深度处理应用效果
促使砂粒表面的生物生长。也可能与传统工艺水中较高的氯浓度
的抑制作用有关
16
饮用水深度处理应用效果
氨氮去除率比较
传统工艺：沉淀池对NH+4-N的去除率较大,均值为58.9%.滤池 对NH+4-N的去除率为2.6%.
组合工艺：澄清后氨氮质量浓度仍比原水高1.2倍，砂滤池出水 的NH+4-N相对原水去除率为80%左右，后续的深度处理后,氨氮 的质量浓度低于检测限
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作用原理——生物活性炭技术
活性炭吸附与微生物降解的协同作用
——生物活性炭胞外酶再生假说：一部分水解酶扩散进入活性炭 微孔，与吸附质反应，活性炭的吸附能力得以再生。
——微生物的降解作用改变了活性炭的物理吸附平衡,使生物活性 炭得以再生。
8
作用原理——生物活性炭技术
炭表面生长的微生物是否会影响炭的正常吸附过程？ 活性炭的吸附速率主要取决于中孔或微孔的吸附速率，炭表面
17 饮用水深度处理应用效果
常规处理水厂氨氮处理效果
常规水处理工艺中混凝 沉淀对氨氮有一定的去 除作用，但主要靠砂滤 池微生物作用去除
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饮用水深度处理应用效果
三卤甲烷生成潜能比较
适 反冲洗强度：10~15L/(s.㎡)，10~20min 工作周期：生物活性炭的使用周期按1年设计
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工艺应用条件与设计参数
构筑物形式：
饮用水深度处理：
目前,国内活性炭滤池已建成水厂多采用普通快滤池、虹吸滤池、 V型滤池、翻板滤池等池型,其中以V型滤池和翻板滤池更具代表 性。
工业废水处理：
活性炭塔
12
饮用水深度处理应用效果
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放热，低温利于吸附 快，不需活化能
化学吸附
化学键合力
较高 单层
83.7-418.7kJ/mol
温度升高，吸附速度加快 较慢，需要一定活化能
吸附原理
物理吸附：主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过
程中。活性炭的多力一样，所有 的分子之间都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上 的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将介质中的 杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是，这些被吸附的 杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径，这样才可可 能保证杂质被吸收到孔径中。
在氯碱工业、电子仪表工业常用到汞。汞对人 体有重毒 。试验表明，用活性炭滤塔能有效地处 理汞含量较低的废液。
（2） 活性炭处理农药废水
农药生产过程中会排出有毒废水。活性炭可 有效地对农药废水进行吸附处理。活性炭还可以 吸附除草剂废水中含有的2，4一二氯酚等。
2、溶剂回收
在合成纤维与合成树脂工业、印刷业、纸加工 业等领域中大量地使用溶剂。利用活性炭的吸附机 理，可以回收丙酮、甲苯、醇类、酯类等溶剂。
以纤维状的物质为原料 制成的活性炭。有丝状、布 状及毡状几种。
三、活性炭制备方法
化学法活性炭
以ZnCl2，H3PO4，KOH等 为活化剂，化学活化法制 备的活性炭。
物理法活性炭
以水蒸气，CO2 等为活化剂制备的 活性炭。
四、活性炭的应用
1、水处理 2、溶剂回收 3、空气净化 4、催化剂载体
1、水处理 （1） 活性炭处理含汞废水
谢谢观赏！！
化学吸附：化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭
不仅含碳，而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形 式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚 类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的 物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭 的表面。
二、活性炭的概述
活性炭是一种黑色粉状、粒状或丸 状的无定形具有多孔的碳。
空隙结构发达 比表面积大
具有很强的吸附性能
木炭
微观结构 活性炭
活性炭的形状
粉状活性炭
从表观上看粒度在 1-150微米之间的活性 炭称之为粉状活性炭
颗粒活性炭
从形状上可分为破碎 状、圆柱状、球状、中 空微球状等几种，有不 定型颗粒状和挤压成型 柱状颗粒两种，粒度在 0.5-4mm之间。
纤维状活性炭
活性炭吸附及应用
目录
一、吸附概念 二、活性炭的概述 三、活性炭的制备 四、活性炭的应用
一、吸附概念
一种物质从一相转移到另外一相的现 象称为吸附。
吸附剂：具有吸附能力的固体物质 吸附质：被吸附的物质
作用力
选择性 吸附层 吸附热
温度 吸附速度
物理吸附
分子间力即范德华力
较差 单层或多层
≤4.9kJ/mol
3、空气净化
近年来，人们对室内空气的污染问题日益关 切。室内散发出来的污染物种类多，如建材、 燃煤、烹任。废气与活性炭接触，废气中的污 染物被吸附，使其与气体混合物分离，而起净 化作用。
4、催化剂载体
通过将活性炭浸在金属盐的水溶液中等方法 可使催化剂担载其上，为了使之均匀分散要用表 面被氧化的活性炭，其作为担体的性能由细孔结 构及表面化学结构所决定。表面酸性官能团以及 自由基，电子授受能力等都能给予各种影响。将 铂、钯等铂族催化剂担在活性炭上的催化剂对加 氢反应，特别是有关氢的反应等具有优良的催化 性能。
化学吸附
化学键合力
较高 单层
83.7-418.7kJ/mol
温度升高，吸附速度加快 较慢，需要一定活化能
吸附原理
物理吸附：主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过
程中。活性炭的多力一样，所有 的分子之间都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上 的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到将介质中的 杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是，这些被吸附的 杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径，这样才可可 能保证杂质被吸收到孔径中。
在氯碱工业、电子仪表工业常用到汞。汞对人 体有重毒 。试验表明，用活性炭滤塔能有效地处 理汞含量较低的废液。
（2） 活性炭处理农药废水
农药生产过程中会排出有毒废水。活性炭可 有效地对农药废水进行吸附处理。活性炭还可以 吸附除草剂废水中含有的2，4一二氯酚等。
2、溶剂回收
在合成纤维与合成树脂工业、印刷业、纸加工 业等领域中大量地使用溶剂。利用活性炭的吸附机 理，可以回收丙酮、甲苯、醇类、酯类等溶剂。
以纤维状的物质为原料 制成的活性炭。有丝状、布 状及毡状几种。
三、活性炭制备方法
化学法活性炭
以ZnCl2，H3PO4，KOH等 为活化剂，化学活化法制 备的活性炭。
物理法活性炭
以水蒸气，CO2 等为活化剂制备的 活性炭。
四、活性炭的应用
1、水处理 2、溶剂回收 3、空气净化 4、催化剂载体
1、水处理 （1） 活性炭处理含汞废水
谢谢观赏！！
化学吸附：化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭
不仅含碳，而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形 式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚 类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的 物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭 的表面。
二、活性炭的概述
活性炭是一种黑色粉状、粒状或丸 状的无定形具有多孔的碳。
空隙结构发达 比表面积大
具有很强的吸附性能
木炭
微观结构 活性炭
活性炭的形状
粉状活性炭
从表观上看粒度在 1-150微米之间的活性 炭称之为粉状活性炭
颗粒活性炭
从形状上可分为破碎 状、圆柱状、球状、中 空微球状等几种，有不 定型颗粒状和挤压成型 柱状颗粒两种，粒度在 0.5-4mm之间。
纤维状活性炭
活性炭吸附及应用
目录
一、吸附概念 二、活性炭的概述 三、活性炭的制备 四、活性炭的应用
一、吸附概念
一种物质从一相转移到另外一相的现 象称为吸附。
吸附剂：具有吸附能力的固体物质 吸附质：被吸附的物质
作用力
选择性 吸附层 吸附热
温度 吸附速度
物理吸附
分子间力即范德华力
较差 单层或多层
≤4.9kJ/mol
3、空气净化
近年来，人们对室内空气的污染问题日益关 切。室内散发出来的污染物种类多，如建材、 燃煤、烹任。废气与活性炭接触，废气中的污 染物被吸附，使其与气体混合物分离，而起净 化作用。
4、催化剂载体
通过将活性炭浸在金属盐的水溶液中等方法 可使催化剂担载其上，为了使之均匀分散要用表 面被氧化的活性炭，其作为担体的性能由细孔结 构及表面化学结构所决定。表面酸性官能团以及 自由基，电子授受能力等都能给予各种影响。将 铂、钯等铂族催化剂担在活性炭上的催化剂对加 氢反应，特别是有关氢的反应等具有优良的催化 性能。