六盘水煤质柱状活性炭标准
活性炭是一种非极性吸附剂。外观为暗黑色,有粒状和粉状两种。近几年又发展了球状活性炭,浸透型活性炭和高分子涂层活性炭等新的品种。活性炭主要成分除炭以外还含少量的氧、氢、硫等元素,以及水分、灰分。其具有巨大的比表面积(通常比表面积高达500~1700 m2/g)和特别发达的微孔,吸附性能和化学稳定性良好,可以耐强酸、强碱,能经受水浸、高温、高压作用,不易破碎。
活性炭吸附水中溶质分子是一个复杂的过程,是几种力综合作用的结果,包括离子吸引力、范德华力、化学杂和力。根据吸附的双速率扩散理论认为,吸附是一个由迅速扩散和缓慢扩散两阶段构成的双速过程,迅速扩散在数小时内即完成,发挥了60%-80%活性炭的吸附容量。迅速扩散是溶质分子在碳粒内沿径向均匀分布的阻力小的大孔隙中扩散的过程。这些大孔隙产生径向的扩散阻力。当分子从大孔进一步进入与大孔相通的微孔中扩散时,由于受到狭窄孔径所产生的很大阻力,从而极为缓慢。微孔也是在碳粒内均匀分布,但不构成径向的扩散阻力。影响粉末活性炭吸附的因素涉及溶质分子极性、分子量大小、空间结构,这一点取决于水源水质的特征。活性炭对不同的物质分子具有选择吸附性。
投加粉末活性炭后,水体相当部分有机物得到去除,水体中胶状物质含量减少,表面粘度下降。粉末活性碳吸附在絮凝物上,有利于絮体的架桥,能改善絮体的结构。除有良好的去除有机污染能力,同时还具有良好的助凝作用,使出水CODcr、色度、浊度大幅度下降。同时活性炭对水中的致癌物与致突变物及其含酚化合物均有良好的去除效果。
粉末活性炭对人工合成化学物的吸附去除主要取决于该化合物的类型。在选择投加点时,要有充足的搅拌条件,使粉末活性炭能快速与处理水有良好的混合接触;尽量延长粉末活性炭与水体接触吸附时间,充分利用粉末活性炭的吸附能力,提高吸附率;选取粒径小和中孔较发达的木质粉末活性炭,使同等重量的活性炭吸附面积相对大,提高活性炭对有机物的吸附效能;尽量减少水处理药剂对吸附的干扰(如氯、高锰酸钾、混凝剂等);根据投加量的多少、场地条件选取干式或湿式投加。
国外利用粉末活性炭去除水中有机物、除色、除嗅味物质己取得成功的经验与较好的去除效果。如上世纪20年代美国芝加哥,已成功利用粉末活性炭与慢砂过滤工艺相结合,防预了饮用水的氯酚污染;在东普鲁士早已利用粉末活性炭消除季节性的原水藻类异味等。认为虽然颗粒活性炭能保证良好的工艺性,但吸附循环的较短时间仍是粉末活性炭的优点。国内利用粉末活性炭去除污染物正处于研究之中,目前实际的应用仍然不多。粉末活性炭的投加量与水的浊度、臭味物质的浓度有关,投加量应根据水质的特点试验确定。研究的关键是如何根据自身企业的实际情况,致突变污染物的组成,不同水源水厂不同工艺配置的特点,进行大量的室内外试验,寻找相适应的投加工艺和投加碳的品种,以期建立相对经济、简单易行的投加粉末活性炭工艺。
煤质颗粒活性炭
是一种黑色多孔的固体炭质。早期由木材、硬果壳或兽骨等经炭化、活化制得,后改用煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要有机成分为碳,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。
结构 活性炭具有微晶结构。基本微晶的排列是完全不规则的。微晶高度为9~12A(o);宽度(如果是圆形横截面则为直径)约20~23A(o)。其大小往往因高温处理而显著增大。通常,活性炭由活化过程中产生微孔、过渡孔或大孔。微孔的有效半径低于 20A(o);过渡孔的有效半径在20~1000A(o)范围内;大孔的有效半径一般在1000~100000A(o)间。
性能 活性炭主要的性能是吸附性,它与活性炭的孔隙结构有关。微孔的比表面积和比容积均很大。因此,微孔在很大程度上决定着活性炭的吸附能力。在固体活性炭的表面,主要发生两种方式的吸附,即物理吸附和化学吸附。化学吸附是单分子层吸附,可以除去废水和废气中的极性污染物以及一些金属离子。物理吸附能够形成多分子层吸附,能有效地吸附废水和废气中的有机污染物。当某一吸附质与吸附剂的表面接触时,究竟是发生物理吸附还是发生化学吸附,取决于吸附剂的表面活性、吸附质的性质、温度和其他因素。工业用活性炭,除吸附能力外还要求:①机械强度大和耐磨性能好;②脱附所需能量小,再生容易;③有稳定的结构,再生时炭损失小等。.