活性炭是常用的一种非极性吸附剂,性能稳定,抗腐蚀,故应用广泛。它是一种具有吸附性能的炭基物质的总称。把含碳的有机物质加热炭化,去除全部挥发物,在经药品(如ZnCl2等)或水蒸汽活化,制成多孔性炭素结构吸附剂。吸附木基活性炭(不是木炭),孔径匹配,吸附后不易解吸,如果混合活性炭的效果好。活性炭有粉状和粒状两种,工业上多采用粒状活性炭。除甲醛的活性炭的比表面积达800~2000m2/g,具有很高的吸附能力。活性炭的吸附能力与孔隙的构造和分布情况有关。它的孔隙分为三类:小孔——孔径在2nm以下;过渡孔——孔径为2~100nm。大孔——孔径为100nm以上。活性炭的小孔比表面积占总比表面积的95%以上,对吸附量影响更大;过渡孔不仅为吸附质提供扩散通道,而且当吸附质的分子直径较大时(如有机物质),主要靠它们来完成吸附;大孔的比表面积所占比例很小,主要为吸附质扩散提供通道。
活性炭表面具有吸附作用。吸附可以看成是一种表面现象,所以吸附与活性炭的表面特性有密切关系。活性炭有巨大的内部表面和孔隙分布。由于活性炭可以吸收大量的有机物,因此被广泛用于废水的深度处理。它的外表面积和表面氧化状态的作用是较小的,外表面是提供与内孔穴相通的许多通道。表面氧化物的主要作用是使疏水性的炭骨架具有亲水性,使活性炭对许多极性和非极性化合物具有亲和力。活性炭具有表面能,其吸附作用是构成孔洞壁表面的碳原子受力不平衡所致,从而引起表面吸附作用。除甲醛的活性炭的吸附中心点有两类:一种是物理吸附活性点,数量很多,没有极性,是构成活性炭吸附能力的主体部分;另一种是化学吸附活性点,除甲醛的活性炭是一种具有立体结构的多孔海绵状物,可在150℃下使用,不溶于酸、碱及一般溶剂,比表面积可达800m2/g。根据其结构特性,树脂吸附剂可分为非极性、弱极性、极性、强极性四类。它的吸附能力接近活性炭,但比活性炭容易再生,一般为溶剂再生。此外,还有稳定性高、选择性强、应用范围广等优点,这是废水处理中有发展前途的一种新型吸附剂。
活性炭制造商使用不同的原料和工艺参数来制备各种孔径的滤料。合适的孔隙结构选择是影响活性炭性能的关键。除甲醛的活性炭由木材、椰子壳和烟煤等不同材料制成的。
粉末活性炭
微米级的粉末状活性炭粒子由毫米级的颗粒活性炭研磨而成,和大颗粒相比,它具有更快的动力学性和更大的污染物去除能力。
粉状活性炭可用于扩散面积较大的污染事件,例如藻华现象和工业废液或石油外溢等会污染市政水源的问题。另外也可以在澄清工艺单元投加这些粉末活性炭去除污染物。再之,它还可以保护那些固定式的活性颗粒碳床免受突然的进水污染。
颗粒活性炭
毫米级的颗粒活性炭可以将污染物水平降至分析检测阈值浓度以下,而且与粉末活性炭相比,它仅需要的碳量只要后者的约四分之一。
然而,处理厂需要适当的施设来补充新的滤料去,并且将用过的废旧活性炭进行热再生。活性炭在活化过程中形成大量的各种形状的细微孔,构成了巨大的具有吸附作用的表面积,其比表面积为500~1200m2/g,比表面积越大,吸附效果越好。再生后的活性炭成本是新鲜或未使用的颗粒状活性炭的一半左右。颗粒活性炭的使用是一个连续过程,它是一种基于热再生的多用途产品。这种循环回用使这种活性炭被视作“绿色化工”。
对于可能性和频率较高的工业污染,需要准备更多的活性炭来应对可能的紧急情况。产品广泛应用于工业废气吸附、工业废水吸附、电厂、水厂、食品、家室、汽车、化工及环保等领域。粒状或超大碳颗粒活性炭用于控制城市污水中的挥发性污染气体,例如硫化物和其他气体。颗粒活性炭也减少了过滤床的变量,让废气流通过碳床就能实现净化,这也减少了让废气通过致密滤床的风机等潜在能耗。使用常规活性炭,流动性的硫化物还可以氧化成不能移动的单质硫,这些硫单质会在碳表面积聚。
活性炭滤床深度一般为3至10英尺,设有几层活性炭,其中尺寸较小的颗粒位于滤床上方,大的颗粒位于底部。当吸附装置开始过滤时,吸附带处于活性炭层上部;当表层吸附饱和后,吸附带逐渐下移;当吸附带移至活性炭层下沿时,出水浓度急剧增大,出水浓度增大到预定值时,炭层穿透。由于吸附带中炭不能被全部利用,所以吸附带的长度将影响整个活性炭层的使用率。吸附速度越快、吸附带的长度越短、活性炭层的利用率越高。水平推流床吸附带的迁移曲线,垂直床利用重力流动对滤床进行采样时,应该在上、中、下三个区间设计采样点。在微波炉中加热1至2分钟证明使用微波炉加热由吸水“失活”的活性炭使活性炭再次“复活”。这样才能准确地估算吸附带的实时位置和整个滤床的剩余使用时间。
废旧活性炭处理
活性炭总会饱和,不可能一直用下去。无论是新的原始活性炭或再生回用的活性炭,它需要定期的更换。另外碳孔的分布是不均匀的,吸附能量有强弱之分,像上图几种不同材料做成的活性炭的碳石墨片那样,间距越小的碳片可以提供更高的吸附势能。5m3,煤质活性碳一吨不到2m3,煤质炭内部孔不丰富、比表面积小、密度大、重金属灰份杂质高。再生活性炭的性能经过几次循环回用之后,吸附功效会逐渐减弱,还是需要使用新的未用过的活性炭来代替。
活性炭过滤器的重要作用
椰壳活性炭是选用椰子壳为原料,经系列生产工艺精制而成。产品具有发达的孔隙结构,比表面积大,吸附能力强等功能!主要适用于高纯度的生活饮用水、工业用水和废水处理等领域。特别优势在于深度净化脱氯、脱色、除臭等特点! 活性炭过滤器是由玻璃钢过滤罐、全自动控制阀、活性炭等构成。主要用于水质处理的预处理中,活性炭滤料可吸附除去水中的余氯及小分子有机物等污染物,保障后续涉水设备的正常运行。活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备,可有效的保证后级设备使用寿命,提高出水水质,防止污染。这表明先前在活性炭的孔结构中“堵塞”的水已被除去,并且活性炭已恢复其活性。
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