活性炭不仅被当做空气净化的主力军,同时也是水处理工艺的重要产物,对于我国水源污染治理和水质的改善有着重要的影响,由于活性炭具有较强的吸附性和催化性能,原料充足且安全性高,耐酸碱、耐热、不溶于水和有机溶剂、易再生等优点,是一种环境友好型吸附剂。活性炭作为一种优良的吸附剂在给水处理领域得到广泛的应用,是去除水中有机物、嗅、特别是合成有机物的有效手段。活性炭具有很大的吸附性能主要是由其特殊的表面结构特性和表面化学特性所决定,同时活性炭的电化学性质对吸附性能也有很大影响。
随着城市生活饮用水水源受污染程度日益加剧,为提升饮用水水质,需要改造水厂常规水处理工艺,臭氧-活性炭深度水处理技术的应用将日益普及,活性炭的选型将直接影响深度水处理的效果和投资建设资金。
目前我国大部分城市水源受到不同程度污染,常规处理工艺不能有效工作的情况下,活性炭可作为饮用水处理深度处理、预处理的有效手段,从而针对活性炭去除饮用水中有机物质的研究很有意义。在预处理方面,因新型吸附材料的发展,使吸附预处理具有较好的应用前景;在深度处理方面,臭氧-生物活性炭技术已成为微污染水处理的主流工艺。今后的水处理技术将越来越强调将物理、化学、生物等方法有机结合起来,充分发挥各自的技术特点和优势进行综合治理,以达到最低成本下的最佳去除效果。当然,要真正解决饮用水水质问题,除加强水处理工艺技术发展外,还应加强源头控制,加强环境保护的宣传,提高全民的环境意识等。
活性炭作为优良的吸附剂在饮水的净化、废水的深度处理、净化或储存气体等方面有着广泛的应用。研究表明,活性炭主要对相对分子质量小于3000,尤其是500-1000的有机物吸附作用较强。影响活性炭性能的主要因素有比表面积大小、孔容和孔径分布。一般比表面积、孔容越大,其吸附能力越强。
活性炭广泛用于工业三废治理、溶剂回收、食品饮料提纯、载体、医药、黄金提取、半导体应用、电池和电能贮存等。调整活性炭的孔隙结构,对表面基团进行改性,对提高其特殊性能和特定吸附催化作用具有十分重要的作用。
绝大部分含碳物质都可制备活性炭,如木材、锯末、煤类、泥炭类、果壳、果核、蔗渣及稻壳、石油废料、废旧塑料、废旧皮革、废轮胎、造纸废料、城市垃圾等废弃物。在环保产业当中,活性炭用量最大的是城市水源净化工程和污水处理工程,约占环保产业活性炭总用量的70%以上;其次是空气净化,活性炭用量也在逐年上升。
目前,城市饮用水处理工艺以去除悬浮物、浊度和病原微生物的混凝→沉淀→过滤→消毒常规处理工艺为主,并根据水源水的特性选择适当的处理构筑物类型,组合成饮用水处理工艺流程。消毒方式主要以氯消毒为主,也有少数水厂采用二氧化氯、臭氧或紫外线消毒。出水水质一般要求达到国家颁布的生活饮用水质标准。
活性炭在净化给水方面不仅对色、嗅去除效果良好,而且对合成洗涤剂ABS、三卤甲烷(THMs)、卤代烃、游离氯也有较高的吸附能力,也能有效地去除几乎无法分解的氨基甲酸酯类杀虫剂等。活性炭能有效地去除水中的游离氯和某些重金属(如Hg,Sb,Sn,Cr)且不易产生二次污染,常用于家庭用水及饮用水的净化处理工艺中。活性炭在废水处理方面的主要优点是处理程度高、出水水质稳定。与其他方法配合使用可获得质量很高的出水水质,甚至达到饮用水标准技术。
大成牌活性炭是一种黑色多孔的固体炭质。上海熙碳环保科技有限公司由煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳,并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面积在500~1700m²/g间。具有很强的吸附性能,为用途极广的一种工业吸附剂。
活性炭的分类
按原料来源分1、木质活性炭2、兽骨、血炭3、矿物质原料活性炭4、其它原料的活性炭5、再生活性炭
按制造方法分1、化学法活性炭(化学炭)2、物理法活性炭3、化学-物理法或物理-化学法活性炭
按外观形状分1、 粉状活性炭2、颗粒活性炭3、不定型颗料活性炭4、圆柱形活性炭5、球形活性炭6、其它形状的活性炭
活性炭的主要成分
活性炭主要成分按化学成分划分:碳(C)和少量氧(O)、氢(H)、硫(S)、氮(N)、氯(Cl)。
活性炭主要成分按功能划分:
气体净化 例如:用活性炭从含有溶剂蒸气的空气中回收溶剂;用活性炭过滤法使空气脱臭;用于防毒面具和工业用呼吸器中,以防御毒物等。
气体分离 例如:从城市煤气中回收苯;从天然气中回收汽油、丙烷和丁烷;用于处理费托合成中的废气,以回收其中的烃类等。
液相吸附 例如:在制糖工业中用活性炭吸附法使糖液脱色;在化学工业中用活性炭使有机物质脱色;用活性炭净化电镀浴中的有机杂质,以保证电镀表面的质量及用于废水脱酚等。
活性炭的挑选技巧
一、碘值:碘值是活性炭的一个性能差数,果壳,竹炭,煤制的碘值都在几百,活性炭原料碘值从800,850,900,950,1000,1100mg/g等多种,吸附能力也不同!成本价格也不同!同碘值的活性炭也只有椰壳的效果最好。
二、用手掂重量:上面已经介绍过了,要想提高活性炭的吸附性能,只有尽可能多地在活性炭上制造孔隙结构,孔隙越多,活性炭越酥松,相对密度也就会越轻,因此好的活性炭手感上会比较轻,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体积大许多。
三、看气泡:将一小把活性炭投入水中,由于水的渗透作用,水会逐渐浸入活性炭的孔隙结构中,迫使孔隙中的空气排出,从而产生一连串的极为细小的气泡,在水中拉出一条细小的气泡线,同时会发出丝丝的气泡声,十分有趣。这种现象发生得越剧烈,持续时间越长,活性炭的吸附性就越好。
四、看脱色能力:看脱色能力: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,这其实就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。正因为活性炭的这种特性,被广泛应用于制糖工业领域中红糖变白糖的生产过程中。取两只透明杯子,在一只杯子里放入纯净水,然后滴入一滴红墨水(这里可以用任何一种便于观察但不改变水的性质的色素都可以,例如蓝墨水、打印机彩色墨水,但不能使用墨汁和碳素墨水),搅拌均匀后将一半有色水倒入另一个杯子中留作对比样。将活性炭放入有色水中,数量应达到水的一半或更多,这样效果会比较明显,静置10―20分钟后与对比水样进行对照,在同等条件下,脱色效果越强说明活性炭吸附性越好。
五、重要提示:目前消费者对活性炭认识还不够,往往把没有活化过的竹炭、木炭、椰壳炭等炭化料误认为是活性炭;其次把低吸附值的炭雕、普通活性炭看成是优质活性炭。所以选购时请加以区分,不要上当受骗。
活性炭吸附剂的性质 其表面积越大,吸附能力就越强; 活性炭是非极性分子,易于吸附非极性或极性很低的吸附质;活性炭吸附剂颗粒的大小,细孔的构造和分布情况以及表面化学性质等对吸附也有很大的影响。
吸附质的性质取决于 其溶解度、表面自由能、极性、吸附质分子的大小和不饱和度、附质的浓度等。
废水PH值 活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中有较高的吸附率。 PH值会对吸附质在水中存在的状态及溶解度等产生影响,从而影响吸附效果。
共存物质 共存多种吸附质时,活性炭对某种吸附质的吸附能力比只含该种吸附质时的吸附能力差。
温度 温度对活性炭的吸附影响较小。
接触时间 应保证活性炭与吸附质有一定的接触时间,使吸附接近平衡,充分利用吸附能力。
活性炭的使用注意事项
1、使用前要清洗去除粉尘,否则这些黑色的粉尘可能暂时会影响水质的清洁度。但建议不要直接用新鲜的自来水冲洗,因为活性炭的多孔隙一旦吸附大量自来水中的氯以及漂白粉,在随后放置到过滤器中使用时对水质造成的破坏。
2、靠平时简单的清洗,是无法将活性炭的多孔隙中堵塞的杂物清洁干净的。所以,务必定期更换活性炭,以免活性炭因“吸附饱和”而失去功效。且更换的时机最好不要等它失效以后再更换,如此方可确保活性炭能不断地把水族箱水质中的有害物质去除,建议每月更换1-2次活性碳。
3、活性炭的处理水质的效率与其处理用量相关,通常为“用量多处理水质的效果也相对好”。
4、定量的活性炭被使用后,在使用初期应该经常观测水质的变化,并留意观测结果,以作为多长时间活性炭失效而更换的时间判断依据。
5、在使用治疗鱼病的药剂时,应该暂时将活性炭取出,暂停使用。以免药物被活性炭吸附而降低治疗效果。
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大成活性炭主要生产:椰壳活性炭、果壳活性炭、煤质活性炭、木质活性炭、粉状活性炭等产品,广泛应用于:工业、农业、医药、科研、化工、航空、家居等各种领域及场合;活性炭作为目前应用最广泛的净化产品,对于人类的生存和社会的发展产生了积极的推动作用,对人类文明的发展具有重要的影响意义!