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竹炭填料的工作原理
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一、物理吸附:核心凈化機制 竹炭經(jīng)高溫炭化后形成豐富的微孔(孔徑<2nm)、介孔(2-50nm)結(jié)構(gòu),比表面積可達 100-500㎡/g。 利用范德華力、靜電引力等作用,吸附水中有機物(如 COD、酚類)、色度、異味物質(zhì)(如硫化氫)及重金屬離子(鉛、鎘、銅)。 多孔結(jié)構(gòu)提供巨大吸附空間,吸附容量遠高于普通無機填料,能快速捕獲水中污染物,降低水體污染負荷。
二、生物降解:強化凈化持續(xù)性 竹炭表面粗糙且富含羥基、羧基等官能團,為微生物(細菌、真菌、藻類)提供理想附著載體。 微生物在表面形成生物膜,以吸附的污染物為營養(yǎng)源,將有機物降解為二氧化碳和水,將氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣。 竹炭孔隙可保護微生物免受水流沖擊和有毒物質(zhì)影響,維持生物群落穩(wěn)定,實現(xiàn) “吸附 - 降解 - 再吸附” 的循環(huán),延長填料使用壽命。
三、化學作用:輔助針對性去除 表面官能團與氮、磷等污染物發(fā)生離子交換或化學反應(yīng),如與磷酸根離子結(jié)合形成沉淀,強化磷的去除效果。 部分改性竹炭(負載鐵、鋁等金屬離子)可通過化學絡(luò)合作用,提升對特定重金屬或難降解有機物的吸附選擇性。
四、過濾截留:基礎(chǔ)預(yù)處理作用 作為填料層的組成部分,竹炭顆粒通過篩濾作用截留水中懸浮物、膠體等大顆粒雜質(zhì)。 合理級配的竹炭填料層可改善水流狀態(tài),延長水力停留時間,讓污染物有更充足時間與填料接觸,提升后續(xù)吸附和生物降解效率。 竹炭填料是兼具吸附凈化、生物載體、生態(tài)友好的水處理功能填料,核心優(yōu)勢是比表面積大、吸附能力強、來源廣泛且可降解,適配污水凈化、水體修復(fù)等多場景,尤其適合生態(tài)型水處理系統(tǒng)。
吸附性能突出:比表面積達 100-500㎡/g,孔隙結(jié)構(gòu)豐富(微孔 + 介孔),對有機物、色度、重金屬、氨氮等污染物吸附容量高(COD 吸附容量 50-150mg/g)。
生物兼容性好:表面粗糙且富含官能團,易供微生物附著形成生物膜,強化生化降解效率,實現(xiàn) “吸附 + 生物降解” 協(xié)同作用。 生態(tài)環(huán)保:以竹材為原料,高溫炭化制成,無二次污染,報廢后可自然降解或資源化利用(如改良土壤),符合綠色水處理理念。 物理化學穩(wěn)定:耐酸堿腐蝕(pH 2-12),機械強度適中(磨損率≤3%),在水中長期浸泡不溶脹、無有害物質(zhì)析出,使用壽命 1-3 年。
級配靈活:粒徑可定制(1-5mm、5-10mm、10-20mm 等),適配不同水處理工藝的填充需求。
竹炭填料與活性炭填料雖同屬炭質(zhì)吸附材料,但因原料、制備工藝及結(jié)構(gòu)性能的差異,在應(yīng)用場景、效果及適用需求上存在顯著區(qū)別。
竹炭填料:以 3-5 年生竹材為原料,經(jīng)800-1000℃高溫燒制,工藝更側(cè)重保留竹材的天然孔隙結(jié)構(gòu),無需額外化學活化。
活性炭填料:以木質(zhì)、煤質(zhì)、果殼為原料,經(jīng)1000℃以上高溫 + 化學 / 物理活化,工藝核心是 “造孔”—— 通過活化產(chǎn)生大量微孔(孔徑<2nm),大幅提升比表面積和吸附容量。
竹炭的中孔和大孔結(jié)構(gòu),能為微生物提供充足的 “棲息空間”,且通氣順暢、營養(yǎng)物質(zhì)易傳遞,微生物可在表面形成穩(wěn)定的 “生物膜”,持續(xù)降解被吸附的異味分子; 活性炭的微孔結(jié)構(gòu)狹窄,微生物難以進入孔內(nèi)生長,且高吸附性可能 “包裹” 微生物,抑制其活性,因此幾乎無法用于生物除臭系統(tǒng),僅適合純物理吸附。