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        粉狀活性炭的綜合應用
        文章作者: 來源:中國活性炭網 發布時間:2017-07-23

        現代水處理中,超濾膜(UF)和反滲透膜(RO)已成為深度處理的主要工藝.但當原水中有機物、無機物、微生物和膠體物質含量過高時,會造成膜表面和膜孔的累積.將造成膜表面的堵塞.影響膜的運行壽命。利用活性炭作為UF的前處理可去除污水中大部分有機物.降低COD,從而緩解UF膜和RO膜阻塞和膜的污染問題,可延長膜的使用時間?;钚蕴繉ο鄬Ψ肿淤|量在500~3000的有機物去除率一般為70%~86.7%.而對相對分子質量>3000的有機物則達不到有效去除的效果.但UF對于大分子的有機物有良好的去除率。因此活性炭與UF組合去除有機物效果好 .


        1、活性炭在水處理工藝中應用已有70多年歷史。 20世紀60年代,活性炭吸附法在城市用水、城市污水和工業廢水深度處理中得到廣泛應用,它是一項傳統成熟的水處理技術。

        2、根據原水水質及處理工藝,選擇炭種及投加點,投加過程中采用合理的工藝,對提高有機物去除率具有意義重大。

        3、活性炭吸附技術具有設備投資省、價格便宜、吸附速度快、對短期及突發性水質污染適應性強等。

        4、粉狀活性炭與超濾膜配合處理有機污染污水?可優勢互補,對去除污水中有機物的效果更佳。

        【粉狀活性炭的特點】

        活性炭的主要成分是碳,含碳量約90%,通常是用各種植物碎料(木屑、椰殼及蔗渣等)或適當的煤或木炭為原料,經過特殊的加工處理制成?;钚蕴康膬炔坑泻芏鄻O微細的孔隙??紫兜闹睆胶苄?,故總表面積很大,有很強的吸附能力。因原料和制造方法的不同,活性炭的品種相當多,分別適用于不同的用途。粉狀活性炭的微孔可以吸附低分子量的氣體和溶液中的小分子,但分子量較高的分子不能進入微孔內;中孔提供進入微孔的通道,本身又能吸附分子量較高的物質;大孔則兼有提供通道和吸附的作用。如果用活性炭吸附小分子物質,例如某些氣體(毒氣)和低分子量的有機物,可以使用微孔較多的產品;但如果要吸附較大的分子,則要選用有較多中孔的產品?;钚蕴康目紫兜臓顩r,決定于所用的生產原料及其成分、制造方法和條件等。

        粉狀活性炭產品的外形主要有粉狀和粒狀兩大類。粉狀活性炭是非常微細的粉末,絕大部分可通過200目篩網,大部分可通過325目篩網,粉的尺寸在1~150μm之間(平均約40μm);通常,炭粉越幼細,它對雜質的吸附速度越大。故常將活性炭產品進行高度的破碎和篩選,得到微細的粉末。粉狀炭的缺點是再生比較困難,通常不再生使用,故消耗量較大(近年也有研究將它再生)。粒狀活性炭通常都再生使用,消耗量較少。它有不定型顆粒狀和柱狀顆粒兩種,粒度在0.5~4mm之間。前者是通過適當的破碎和篩選得到的,后者則是將原料通過造粒機壓制成型的。

        用木屑為原料和用化學活化法通常制造粉狀活性炭。顆?;钚蕴慷鄶凳怯妹夯蚰咎繛樵?,粉碎后加粘合劑(如煤焦油、木素磺酸等)壓制成型,經過干餾炭化,然后活化處理制成(或在活化前再打碎成適當的粒度)。

        【粉狀活性炭的質量與性能】

        粉狀活性炭的質量有多項物理與化學的指標,主要的如:水分、灰分、酸溶物、各種金屬和酸根的含量,以及它的吸附性能等。對于不同用途的活性炭,時常用不同的物質和方法來檢驗它的吸附性能,如亞甲基藍吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值等。其中亞甲基藍吸附值是最常用的。亞甲基藍是一種深藍色染料,對它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物質的能力;具有大量微孔的活性炭,此值較高。焦糖吸附值(或稱焦糖脫色率、或糖蜜吸附率)是反映活性炭對具有較高分子量的有色物質的吸附性能,性能良好的活性炭,此值達到100~110。

        國內外制造的活性炭,都有一類稱為“糖用活性炭”的產品,它可用于糖廠,也可以用在其他類似的行業,如葡萄糖溶液及味精溶液的精制脫色等。它的主要特點是具有較多的中孔,因而適于處理含有較多大分子有機物的溶液。這種活性炭的焦糖吸附值比較高。 我國“糖液脫色用活性炭”的國家標準(GB/T13803.3-1999)規定,活性炭產品分為優級品、一級品和二級品三種。其水分都低于10%;焦糖脫色率分別高于100、90和80,灰分分別低于3%、4%和5%(用磷酸法生產的活性炭可在7%~9%,不分等級),酸溶物分別低于1%、1.5%和2%,還有鐵含量和氯含量的規定。它們的pH值都在3~5之間。

        【活性炭的技術指標及主要特性】

        活性炭是一種很細小的炭粒 有很大的表面積,而且炭粒中還有更細小的孔——毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力,由于炭粒的表面積很大,所以能與氣體(雜質)充分接觸。當這些氣體(雜質)碰到毛細管被吸附,起凈化作用?;钚蕴康谋砻娣e研究是非常重要的,活性炭的比表面積檢測數據只有采用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測,現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一采用多點BET法,國內外制定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的,請參看我國國家標準(GB/T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作,由于樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,并且要高度集中,觀察儀表盤,操控旋鈕,稍不留神就會導致測試過程的失敗,這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb 2400比表面積測試儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法),更重要的F-Sorb 2400比表面積測試儀是迄今為止國內唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備,其測試結果與國際一致性很高,穩定性也很好,同時減少人為誤差,提高測試結果精確性。

        活性炭對各氣體的吸附能力(單位:ml/cm3):

        H2、 O2、N2、Cl2、CO2

        4.5 、35、11、494、97

        【機械特性】

        (1)粒度:采用一套標準篩篩分法,求出留在和通過每只篩子的活性炭重量,表示粒度分布。

        (2)靜觀密度或堆密度:飲食孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。

        (3)體積密度和顆粒密度:飲食孔隙容積而不飲食顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。

        (4)強度:即活性炭的耐破碎性。

        (5)耐磨性:即耐磨損或抗磨擦的性能。

        這些機械性質直接影響活性炭應用,例如:密度影響容器大小;粉炭粗細影響過濾;粒炭粒度分布影響流體阻力和壓降;破碎性影響活性炭使用壽命和廢炭再生。

        【化學特性】

        活性炭的吸附除了物理吸附,還有化學吸附?;钚蕴康奈叫约热Q于孔隙結構,又取決于化學組成。

        活性炭不僅含碳,而且含少量的化學結合、功能團開工的氧和氫,例如羰基、羧基、酚類、內酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡合物,有些來自原料的衍生物,有些是在活化時、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時還會生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質集中到活性炭里成為灰分,灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類,如碳酸鹽和磷酸鹽等。

        【活性炭應用的安全問題】

        通常都認為應用活性炭沒有安全問題,但實際沒有絕對的安全,對活性炭應用中的安全不能掉以輕心,對活性炭的性質和不安全的可能性要有所認識。

        A. 關于著火

        1) 活性炭不列入危險品類,但是可燃的。著火后不會發生有焰燃燒,只是陰燃。

        2)活性炭不會自燃,在空氣中可能會著火,與汽油、柴油等混合,可引起燃燒。

        3)活性炭燃燒時如果通風不足,會生成有毒的一氧化碳。

        B、關于貯存

        1) 活性炭必須存放在盡可能防火的建筑內。

        2)活性炭不可與氧化劑混放

        3)貯放處禁止明火,火花和吸煙


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