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如何选用适合自己的活性炭?

发布时间:2018-04-13 点击数:989

    活性炭是用含碳材料的外观黑色、内部空隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳,是一种常用的吸附剂和催化剂。工作原理:活性炭利用多孔的物理特性以及分子之间相互吸引的原理,依靠流动空气作为媒介,吸附水中、空气中的有害气体。
方法/步骤
    1、活性炭的种类
活性炭从制作原料上有杏核、椰子核、核桃壳、煤、煤焦油和木炭等,从应用的形式上则主要分为粉末活性炭、颗粒活性炭和纤维状活性炭。
   (1)粉末活性炭(PAC)
    粉末活性炭的粒度约为10-50um,直接加入水中,一般与混凝剂联合使用。PAC价格便宜,便于投加,投资省见效快,特别对短期和突发性的污染适应性强。但由于再生技术尚未解决,需要大量投加活性炭时存在成本问题,所以只用于投量少或间歇处理的情况。
   (2)颗粒活性炭(GAC)
    又可分为球状活性炭、高分子涂层活性炭、浸透性活性炭等多种类型。应用GAC去除自来水中的卤化物等有机污染物是目前应用最多的减少水中致癌物质的方法,广泛用于各种过滤器和净化器中。
   (3)活性炭纤维(ACF)
    亦称纤维状活性炭,它是由纤维状前驱体,经一定的程序炭化活化而成的一种新型高效的吸附材料,它具有发达的微孔结构以及各种官能团,吸附性能明显优于常规的PAC和GAC。活性炭纤维的微孔结构分布狭窄均匀,微孔直径在1-2nm,吸附质可直接在暴露于纤维表面的微孔上进行吸附和脱附,吸附速度快,同时具有较大的比表面积,因而吸附容量较大,而且由于它可方便地加工为毡、布、纸等不同的形状,并具有耐酸碱耐腐蚀特性,使得其一问世就得到人们广泛的关注和深入的研究。

    2、活性炭的性能指标
    传统的衡量和评价活性炭的一般性能指标包括碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、四氯化碳吸附值、比表面积、球磨强度和灰分等,特别是碘值、亚甲基蓝和四氯化碳值,直接反应出活性炭对有机物的吸附能力。
    但常出现活性炭一般吸附性能指标与现场试验结果不符、相关性不好的问题,主要原因为碘值、亚甲基蓝值和四氯化碳吸附值等是采用小分子物质(如碘分子直径约为1-1.5nm,亚甲蓝分子直径在1.5-1.8nm之间,四氯化碳分子直径为0.71nm)进行吸附试验,所测得的吸附值是代表活性炭对这些小分子有机物的吸附能力,而这些小分子与水处理中活性炭的吸附对象相比,在分子体积上存在较大差异。小分子物质可以到达活性炭内部许多微孔,大分子物质是不能进去的,当然也无法被吸附,所以对小分子吸附能力强的活性炭,对大分子物质的吸附不一定好。用比表面积表征也存在同样的问题,水中大分子有机物的吸附量主要取决于活性炭的孔径分布,而不是活性炭比表面积,然而通过测定活性炭的孔径分布等来选择活性炭较为费时、费力。
    所以评价活性炭对水中污染物净化效能更直接的办法就是用配水或现场水做吸附试验,分析检测高锰酸钾指数、浊度、溶解氧、pH值、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷、三氯甲烷等项目,以评价对浊度、天然有机物和微污染物的去除效果。
    3、活性炭的选择
    活性炭品种多 ,性能不一,用途各异,价格较贵,应用在水处理中水质也各不相同,所以使用时需经过认真选择。首先根据活性炭应用场合,确定活性炭的种类;然后根据一般性能指标、价格及来源等因素进行粗选,吸附性能一般可通过活性炭产品提供的碘值、亚甲蓝值和比表面积进行粗评,然后通过静态吸附试验评价对水中污染物的净化效能,选择合适的活性炭;最后对活性炭进行现场吸附及再生试验,测量活性炭吸附容量和吸附速度,评价活性炭吸附性能,并为工艺和设备设计提供必要的技术参数。