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活性炭是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體,在水處理過程中當有著廣泛的應用,那么如何選擇活性炭?跟著小編一起來看一下吧!
1、什么是活性炭?
活性炭是一種含碳材料制成的外觀呈黑色,內部孔隙結構發達,比表面積大、吸附能力強的一類微晶質碳素材料,是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體。活性炭按原料來源可分為:木質活性炭、果殼活性炭、獸骨/血活性炭、礦物原料活性炭、合成樹脂活性炭、橡膠/塑料活性炭、再生活性炭等;活性炭按外觀形態可分為:粉狀、顆粒狀、不規則顆粒狀、圓柱形、球形和纖維狀等。活性炭的應用極其廣泛,其用途幾乎涉及所有的國民經濟部門和人們日常生活,如水質凈化、黃金提取、糖液脫色、藥品針劑提煉、血液凈化、空氣凈化、人體安全防護等。
2、活性炭的成分及制作
活性炭材料是經過加工處理所得的無定形碳,具有很大的比表面積,對氣體、溶液中的無機或有機物質及膠體顆粒等都有良好的吸附能力。活性炭材料主要包括活性炭(AcTIvated Carbon , A C )和活性炭纖維(AcTIvated Carbon Fibers, ACF )等。活性炭材料作為一種性能優良的吸附劑,主要是由于其具有獨特的吸附表面結構特性和表面化學性能所決定的。活性炭材料的化學性質穩定,機械強度高,耐酸、耐堿、耐熱,不溶于水與有機溶劑,可以再生使用,已經廣泛地應用于化工、環保、食品加工、冶金、藥物精制、軍事化學防護等各個領域 。目前,改性活性炭材料被廣泛用于污水處理、大氣污染防治等領域,在治理環境污染方面越來越顯示出其誘人的美好前景。
活性炭80%-90%以上由碳元素組成,這也是活性炭為疏水性吸附劑的原因。除了碳元素外,還包含有兩類摻和物:一類是化學結合的元素,主要是氧和氫,這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中,或者在活化過程中,外來的非碳元素與活性炭表面化學結合,如用水蒸氣活化時,活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化;另一類摻和物是灰分,它是活性炭的無機部分。
活性炭的主要原料幾乎可以是所有富含碳的有機材料,如煤、木材、果殼、椰殼、核桃殼、杏殼、棗殼等。這些含碳材料在活化爐中,在高溫和一定壓力下通過熱解作用被轉換成活性炭。在此活化過程中,巨大的表面積和復雜的孔隙結構逐漸形成, 而所謂的吸附過程正是在這些孔隙中和表面上進行的,活性炭中孔隙的大小對吸附質有選擇吸附的作用,這是由于大分子不能進入比它孔隙小的活性炭孔徑內的緣故。活性炭是由含炭為主的物質作原料,經高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。活性炭含有大量微孔,具有巨大無比的表面積,能有效地去除色度、臭味,可去除二級出水中大多數有機污染物和某些無機物,包含某些有毒的重金屬。
3、影響活性炭吸附的因素
活性炭的特性;被吸附物的特性和濃度;廢水的PH值;懸浮固體含量等特性;接觸系統及運行方式等。活性炭能有效吸附氯代烴、有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑,還能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏劑、烷基苯磺酸及許多酯類 和芳烴化合物。二級出水中也含有不被活性炭吸附的有機物,如蛋白質的中間降解物質,比原有的有機物更難被活性炭吸附,活性炭對THMS的去除能力較低,僅達到23-60%。活性炭吸附法與其他處理方法聯用,出現了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工藝、活性炭-硅藻土法等,使活性炭的吸附周期明顯延長,用量減少,處理效果和范圍大幅度提高。
4、水處理活性炭的選型
好的活性炭必須具有吸附容量大、使用壽命長、機械強度高、灰份低、易沖洗、出水水質好等特點,它不但能除去異臭、異味、提高色度,而且對水中的各種有毒有害物質如:氯、酚、汞、鉛、砷、氯化物、洗滌劑、農藥、化肥等污染物具有很高的去除率。
粒度(10—24目2.0—0.8mm ):≥95%,通常來說,顆粒越小的活性炭,比表面積越大,也就是吸附效果越好,但是顆粒越小,損耗也會越大,粉塵也會越多。
碘吸附值:≥1000mg/g,一般來說碘吸附值越高,活性炭的吸附能力越強。
比表面積:1000---1200m2/g,若取1克活性炭,將里面所有的孔壁都展開成一個平面,這個面積將達到1000平方米(既比表面積為1000g/m2)!影響活性炭吸附性的主要因素就取決于內部孔隙結構的發達程度。(既比表面積越大,活性炭的吸附效果越好)。
亞甲蘭脫色力:≥10mL/g,除色能力。
耐磨強度:≥95%,即耐磨損或抗磨擦的性能;強度越高,活性炭性能越好。
干燥減量:≤10%,干燥減量及指水分,此值越低,活性炭質量越好。
灼燒殘渣:≤3%,灼燒殘渣及指灰分,此值越低,活性炭質量越好。
充填比重:0.48---0.55g/mL,充填比重及指密度,一般密度越小,活性炭的吸附力越好。
PH值:6—8
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