粉狀活性炭的特性與應(yīng)用

• 字號 ^{+ -}

      粉狀活性炭產(chǎn)品的外形主要有粉狀和粒狀兩大類。粉狀活性炭是非常微細(xì)的粉末，絕大部分可通過200目篩網(wǎng)，大部分可通過325目篩網(wǎng)，粉的尺寸在1～150μm之間(平均約40μm);通常，炭粉越幼細(xì)，它對雜質(zhì)的吸附速度越大。故常將活性炭產(chǎn)品進(jìn)行高度的破碎和篩選，得到微細(xì)的粉末。粉狀炭的缺點(diǎn)是再生比較困難，通常不再生使用，故消耗量較大(近年也有研究將它再生)。粒狀活性炭通常都再生使用，消耗量較少。它有不定型顆粒狀和柱狀顆粒兩種，粒度在0.5～4mm之間。前者是通過適當(dāng)?shù)钠扑楹秃Y選得到的，后者則是將原料通過造粒機(jī)壓制成型的。
      活性炭的主要成分是碳，含碳量約90%，通常是用各種植物碎料(木屑、椰殼及蔗渣等)或適當(dāng)?shù)拿夯蚰咎繛樵希?jīng)過特殊的加工處理制成?；钚蕴康膬?nèi)部有很多極微細(xì)的孔隙?？紫兜闹睆胶苄?，故總表面積很大，有很強(qiáng)的吸附能力。因原料和制造方法的不同，活性炭的品種相當(dāng)多，分別適用于不同的用途。粉狀活性炭的微孔可以吸附低分子量的氣體和溶液中的小分子，但分子量較高的分子不能進(jìn)入微孔內(nèi);中孔提供進(jìn)入微孔的通道，本身又能吸附分子量較高的物質(zhì);大孔則兼有提供通道和吸附的作用。如果用活性炭吸附小分子物質(zhì)，例如某些氣體(毒氣)和低分子量的有機(jī)物，可以使用微孔較多的產(chǎn)品;但如果要吸附較大的分子，則要選用有較多中孔的產(chǎn)品?；钚蕴康目紫兜臓顩r，決定于所用的生產(chǎn)原料及其成分、制造方法和條件等。
                                                    
      粉狀活性炭在處理水中突發(fā)嗅味、工業(yè)污染物方面有很好的應(yīng)用。在使用粉末活性炭時(shí)，務(wù)必根據(jù)所要去除污染物的種類和濃度進(jìn)行吸附試驗(yàn)，以確定活性炭種類和所需的粉炭量。投加粉末活性炭之前，應(yīng)注意先將炭粉制成炭漿定量均勻的加入水中，接觸時(shí)間越長，除污染效果越好。在粉末活性炭的使用過程中還應(yīng)注意以下安全問題；當(dāng)粉塵濃度達(dá)到一定比例時(shí)遇明火易發(fā)生爆炸，故操作間禁止吸煙、火花及明火；應(yīng)避免與氧化劑混放；由于粉狀活性炭顆粒小、輕，在使用時(shí)應(yīng)注意粉塵污染，操作員須配備防塵口罩，避免吸入肺中。博達(dá)活性炭生產(chǎn)的粉狀活性炭主要用于醫(yī)藥，化工，糖廠，水廠，酒廠，化肥廠，味精廠等企業(yè)為了污水處理，脫色，提純，除雜質(zhì)工藝，并且可以按照客戶要求生產(chǎn)不同規(guī)格活性炭
      粉狀活性炭的質(zhì)量有多項(xiàng)物理與化學(xué)的指標(biāo)，主要的如：水分、灰分、酸溶物、各種金屬和酸根的含量，以及它的吸附性能等。對于不同用途的活性炭，時(shí)常用不同的物質(zhì)和方法來檢驗(yàn)它的吸附性能，如亞甲基藍(lán)吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值等。其中亞甲基藍(lán)吸附值是較常用的。亞甲基藍(lán)是一種深藍(lán)色染料，對它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物質(zhì)的能力;具有大量微孔的活性炭，此值較高。焦糖吸附值(或稱焦糖脫色率、或糖蜜吸附率)是反映活性炭對具有較高分子量的有色物質(zhì)的吸附性能，性能良好的活性炭，此值達(dá)到100～110。
      國內(nèi)外制造的活性炭，都有一類稱為“糖用活性炭”的產(chǎn)品，它可用于糖廠，也可以用在其他類似的行業(yè)，如葡萄糖溶液及味精溶液的精制脫色等。它的主要特點(diǎn)是具有較多的中孔，因而適于處理含有較多大分子有機(jī)物的溶液。這種活性炭的焦糖吸附值比較高。 我國“糖液脫色用活性炭”的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T13803.3-1999)規(guī)定，活性炭產(chǎn)品分為優(yōu)級品、一級品和二級品三種。其水分都低于10%;焦糖脫色率分別高于100、90和80，灰分分別低于3%、4%和5%(用磷酸法生產(chǎn)的活性炭可在7%～9%，不分等級)，酸溶物分別低于1%、1.5%和2%，還有鐵含量和氯含量的規(guī)定。它們的pH值都在3～5之間。
                                                       
       粉狀活性炭的投加量與水的濁度。臭味物質(zhì)的濃度有關(guān)，投加量應(yīng)根據(jù)水質(zhì)的特點(diǎn)試驗(yàn)確定。研究的關(guān)鍵是如何根據(jù)自身企業(yè)的實(shí)際情況，致突變污染物的組成，不同水源水廠不同工藝配置的特點(diǎn)，進(jìn)行大量的室內(nèi)外試驗(yàn)，尋找相適應(yīng)的投加工藝和投加碳的品種，以期建立相對經(jīng)濟(jì)？簡單易行的投加粉狀活性炭工藝。
       粉狀活性炭吸附水中溶質(zhì)分子是一個(gè)復(fù)雜的過程，是幾種力綜合作用的結(jié)果，包括離子吸引力、范德華力、化學(xué)雜和力。根據(jù)吸附的雙速率擴(kuò)散理論認(rèn)為，吸附是一個(gè)由迅速擴(kuò)散和緩慢擴(kuò)散兩階段構(gòu)成的雙速過程，迅速擴(kuò)散在數(shù)小時(shí)內(nèi)即完成，發(fā)揮了60%-80%活性炭的吸附容量。迅速擴(kuò)散是溶質(zhì)分子在碳粒內(nèi)沿徑向均勻分布的阻力小的大孔隙中擴(kuò)散的過程。這些大孔隙產(chǎn)生徑向的擴(kuò)散阻力。當(dāng)分子從大孔進(jìn)一步進(jìn)入與大孔相通的微孔中擴(kuò)散時(shí)，由于受到狹窄孔徑所產(chǎn)生的很大阻力，從而較為緩慢。微孔也是在碳粒內(nèi)均勻分布，但不構(gòu)成徑向的擴(kuò)散阻力。影響粉狀活性炭吸附的因素涉及溶質(zhì)分子極性。分子量大小，空間結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)取決于水源水質(zhì)的特征，活性炭對不同的物質(zhì)分子具有選擇吸附性。
       另一方面，對于吸附劑粉狀活性炭，其內(nèi)表面化學(xué)結(jié)構(gòu)，比表面積可以影響吸附能力。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中還有吸附速率的問題，活性炭顆粒的孔隙大小。粒徑分布決定了溶質(zhì)分子向碳粒內(nèi)部擴(kuò)散的速度，所以活性炭的吸附能力和吸附速率兩方面決定了活性炭的質(zhì)量。因此如何評價(jià)選擇活性炭的種類和質(zhì)量，如何根據(jù)水源水質(zhì)選擇合適的碳種和投加量，成為生產(chǎn)中亟待研究解決的重要課題。
      有一個(gè)注意事項(xiàng)希望大家能知道。粉狀活性炭對于降低污水COD含量，提升污水質(zhì)量具有很好的效果。但是粉狀活性炭一般情況下都是一次性使用，投加之后吸附完成就和污泥一起變成了廢物。但是，想要提升粉狀活性炭污水處理的使用效果，就需要延長粉狀活性炭的使用周期。
      針對于合成藥品脫色或者淀粉糖脫色等廢水先進(jìn)行沉淀，之后通過曝氣再進(jìn)行二次沉淀，將達(dá)標(biāo)的污水進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放，將產(chǎn)生的污泥進(jìn)行脫水并干燥，在1000℃的高溫下進(jìn)行再生，也就是在原來的污水處理裝置基礎(chǔ)上進(jìn)行添加污泥干燥機(jī)和熱再生器，便可以使得活性污泥的無害化。
      當(dāng)熱再生的溫度為1000℃的時(shí)候，活性污泥會進(jìn)行熱分解，有機(jī)物基本實(shí)現(xiàn)；了無害化炭化，同時(shí)使得飽和的粉狀活性炭在高溫下得到了再生。如果在 1000℃高溫過熱水蒸汽和嚴(yán)格控制含氧的條件下，可使部分有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為活性炭，這部分新生的粉狀活性炭可起到補(bǔ)充粉狀活性炭的積極作用。因此傳統(tǒng)的污水處理降COD粉狀活性炭的使用周期便可以得到延長，同時(shí)對于企業(yè)來說也會有很大一部分的節(jié)省。
       介紹了這么多，希望能幫到大家，看過文章之后在選擇活性炭尤其是粉狀活性炭的時(shí)候，能夠有更清晰的了解，做到事半功倍。