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水处理滤料之活性炭
发布时间:2021-04-08 01:57 点击数:
活性炭是由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经热解、活化加工制备而成,具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团,特异性吸附能力较强的炭材料的统称。
 
将有机原料(果壳、煤、木材等)在隔绝空气的条件下加热,以减少非碳成分(此过程称为炭化);然后与气体反应,表面被侵蚀,产生微孔发达的结构(此过程称为活化)。由于活化的过程是一个微观过程,即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀,所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。由于活化的过程是一个微观过程,即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀,所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。活性炭表面的微孔直径大多在2~50nm之间,即使是少量的活性炭,也有巨大的表面积,其高度发达的孔隙构造,为其提供了巨大的表面积,每克活性炭的表面积为500~1500m²,而活性炭的一切应用,几乎都基于活性炭的这一特点。
 
作为优良的吸附剂、催化剂或催化剂载体,现在活性炭广泛应用于饮用水、污水处理、化工、电力、空气净化、食品、制药等众多领域。今天为大家简单介绍一下活性炭的相关知识。
 
活性炭的分类方式
国内通常将活性炭按照两部分进行分类:
活性炭按常见产品形状分为:粉状颗粒活性炭、球形颗粒活性炭、破碎颗粒活性炭、柱状颗粒活性炭等。
活性炭按制造使用的主要原材料分为:煤质活性炭、木质活性炭,以及一种被广泛用于水处理领域的木质活性炭—椰壳活性炭,下面为大家重点介绍这一部分。
 
01
煤质活性炭
原材料和制造工艺:煤质活性炭是优质无烟煤经过炭化→冷却→活化→洗涤等一系列工序研制而成。
主要特性:外观普遍为黑色圆柱状活性炭,不定形煤质颗粒活性炭,又称破碎炭。圆柱形活性炭又称柱状炭,一般由粉状原料和粘结剂经混捏、挤压成型再经炭化、活化等工序制成;也可以用粉状活性炭加粘结剂挤压成型。
优点:煤质颗粒活性炭强度高、孔隙发达、比表面积大,具有发达的孔隙结构,良好的吸附性能,机械强度高,易反复再生,造价低等特点。
应用:用于有毒气体的净化,废气处理,工业和生活用水的净化处理,溶剂回收等方面。
              
 
02
木质活性炭
 

原材料和制造工艺:木质活性炭是以优质的薪材、木屑、木块、椰壳、果壳等为原材料,经过高温碳化,活化等工序进行加工生产而成。
主要特性:使用寿命长,高吸附性和脱附性,孔隙结构和比表面积更发达,吸附容量大,过滤速度快。高强度低灰分,孔径分布合理。
优点:具有比表面积大,活性高,微孔发达,脱色力强,孔隙结构较大等特点。孔隙结构大,能有效去除水体中的浊度等和吸附较大的各种杂质。
应用:饮用水,工业用水和废水的深度净化和各种气体的分离、提纯、净化;有机溶剂回收;制糖、味精、医药、酒类、饮料的脱色除臭等。
 
 
03
椰壳活性炭

原材料和制造工艺:椰壳活性炭,也属于木质活性炭的一种,以优质椰子壳为原料,经炭化、活化等一系列生产工艺精加工而成。
主要特性:椰壳活性炭外观为黑色,颗粒状,具有孔隙发达、吸附性能好、强度高、易再生、经济耐用等优点,但是因为椰壳产地等问题,价格高于常规木质活性炭。
优点:孔隙结构发达,比表面积大,吸附能力强,机械强度高,滤层阻力小过滤速度快,化学性能稳定,使用寿命长。
应用:主要用于饮用水、纯净水、制酒、饮料、工业污水的净化、脱色、脱氯、除臭;也可用于炼油行业的脱硫醇等。
 
 
活性炭的选用
 
01
吸附能力指标:碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、四氯化碳吸附值
以上三项指标越高,活性炭的吸附能力越强。其中碘吸附值用来表示活性炭对液体物质的吸附能力,四氯化碳吸附值用来表示活性炭对气体物质的吸附能力,亚甲蓝吸附值是用来表示活性炭脱色能力的。这三种指标越高,表明活性炭的吸附能力越强。
通常来说,活性炭的碘值(碘吸附值)范围在400-1300mg/g。而椰壳活性炭的综合使用效果较好,被广泛应用于对水质要求严格的水处理的原水处理中。
 
02
体积大小:
活性炭的吸附性能,起决定因素的是活性炭的孔隙结构,孔隙越多,活性炭越酥松,相对密度也就会越轻,因此优质活性炭手感上会比较轻。所以在同等重量包装的情况下,性能好的活性炭会比劣质活性炭具有更大的体积。
 
03
看气泡:
将一小把活性炭投入水中,产生一连串的极为细小的气泡,拉出一条气泡线,同时会发出丝丝的气泡声,这种现象发生得越猛烈,持续时间越长,证明活性炭的吸附性能越好。
 
04
脱色能力:
活性炭吸附能力的另一个表现就是脱色能力,活性炭具有能将有色液体变成浅色或无色的神奇能力,这是因为活性炭吸附了有色液体里的色素分子的原因造成的。在同等条件下,脱色效果越强说明活性炭吸附性越好。
 
活性炭的种类很多,不同种类的活性炭有其不同的特点和优势,选择时应综合考虑成本及使用环境。