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粉状活性炭的吸附性能的探讨 活性炭|果壳活性炭|粉状活性炭

作者 yxsy 来源 豫新水业 浏览 发布时间 12/11/10 | 打印页面 | 关闭窗口

    对于吸附剂粉末活性炭,其内表面化学结构、比表面积可以影响吸附能力。在实际生产应用中还有吸附速率的问题,活性炭颗粒的孔隙大小、粒径分布决定了溶质分子向碳粒内部扩散的速度。所以活性炭的吸附能力和吸附速率两方面决定了活性炭的质量。因此如何评价选择活性炭的种类和质量,如何根据水源水质选择合适的碳种和投加量。目前一般主要采用碘值、亚甲蓝值来评价活性炭的吸附性能。但是生产实践和经验都证明仅采用这两个指标不能全面评价活性炭,与实际的吸附效果有所差距。因此采用这些指标判断活性炭的效能只有部分理论意义,不能全面、准确地反应实际吸附状况。
水处理粉状活性炭的指标存在的问题
    一般认为活性炭的中等孔隙越发达越有利于吸附动力学平衡,所以中孔是否发达决定了吸附速率。碘值、亚甲蓝值只能够表明活性炭颗粒中细小孔径的比表面积大小,但是在实际生产中有吸附速率的问题,即净水工艺中吸附时间是有限的,水处理中应用的粉末活性炭远未达到完全吸附平衡。活性炭颗粒内部中等孔隙是有机物分子的进入通道,实际应用中,不仅要考虑粉状活性炭的总吸附比表面积(也就是碘值、亚甲蓝值等指标),还要判断粉状活性炭颗粒内部的孔径分布是否容易达到快速吸附,即明确转化为如何评价活性炭的孔径分布是否合理。
    采用一些具有特定立体空间结构的有色大分子可以表明活性炭的孔径分布。同时这些物质可以采用一定的分析方法精确定量。采用这一系列的分子量阶梯排列的吸附质来评价粉状活性炭的综合性能。
    采用综合评价方法来衡量活性炭的性能:采用碘值、亚甲蓝吸附值评价粉状活性炭的微孔比表面积;采用一些具有特定结构的大分子表征活性炭的中孔发达情况;采用一种酚类标样作为复杂有机物质的代表来确定活性炭的吸附能力,通过三方面综合评判可以更加准确和客观。
    吸附特定大分子有机物,对于木质碳而言,250目的吸附效果比200目提高10%,325目的比200目提高26%;对于煤质而言,250目的吸附效果比200目提高65%,325目的比200目提高98%。对于木质和煤质活性炭吸附特定大分子有机物效果比较,木质远远优于煤质。
    吸附特定天然有机物,对于木质碳而言,250目的吸附效果比200目提高50%,325目的比200目提高62%;对于煤质而言,250目的吸附效果比200目提高50%,325目的比200目提高55%。以这两种木质和煤质活性炭吸附特定天然有机物比较,木质远远优于煤质,吸附数量超过1-2倍。
    木材、果核为原料生产的活性炭与无烟煤为原料生产的活性炭相比,中孔数量较多,从吸附性能角度看,一般木质、果核类活性炭较适合于某重污染水源,去除以酚类为主的致臭污染物水处理应用。煤质碳由于比重较大,相对用于助凝去除有机物和价格上有优势,尤其是对于不是以酚类为主的污染源的吸附流程较短的水厂。粉状活性炭的吸附能力与粒径相关,粒径越小,比表面积越大,吸附越强;但粒径过小,易于穿透滤层。
    根据生产应用经验认为,如在吸水口投加的水厂,为了充分利用粉状活性炭的吸附能力,宜采用目数大于250目的粉末活性炭;但同时必须严格控制沉淀池出水浊度为1NTU左右,严格控制好滤池滤速。投加量较大的和在混凝沉淀后投加的水厂,宜采用小于200目的粉末活性炭,以确保自来水水质。
    随着净水深度处理工艺的推广和活性炭生物滤池的应用,虽然颗粒活性炭表现出良好的工艺性,但粉末活性炭吸附循环时间较短,投加方式较为简捷,费用较低,可根据水体污染情况随时更换碳种,仍是其突出的优点。对于固有工艺的水厂改善出水水质,对于突发污染事故的迅速处理,是颗粒活性炭无法取代的功能。所以,随着国内水体环境的不断恶化,水质要求的不断提升,在水处理行业应用粉状活性炭的范围将会不断扩大。逐渐从迫不得已的应急事故处理应用,转向为提高和改善水质的应用。粉状活性炭在水处理的应用会越来越广,将为防治污染,改善饮用水水质,做出重要的贡献。

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