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粉状活性炭的特性与应用

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      粉状活性炭产品的外形主要有粉状和粒状两大类。粉状活性炭是非常微细的粉末,绝大部分可通过200目筛网,大部分可通过325目筛网,粉的尺寸在1~150μm之间(平均约40μm);通常,炭粉越幼细,它对杂质的吸附速度越大。故常将活性炭产品进行高度的破碎和筛选,得到微细的粉末。粉状炭的缺点是再生比较困难,通常不再生使用,故消耗量较大(近年也有研究将它再生)。粒状活性炭通常都再生使用,消耗量较少。它有不定型颗粒状和柱状颗粒两种,粒度在0.5~4mm之间。前者是通过适当的破碎和筛选得到的,后者则是将原料通过造粒机压制成型的。
      活性炭的主要成分是碳,含碳量约90%,通常是用各种植物碎料(木屑、椰壳及蔗渣等)或适当的煤或木炭为原料,经过特殊的加工处理制成。活性炭的内部有很多极微细的孔隙。孔隙的直径很小,故总表面积很大,有很强的吸附能力。因原料和制造方法的不同,活性炭的品种相当多,分别适用于不同的用途。粉状活性炭的微孔可以吸附低分子量的气体和溶液中的小分子,但分子量较高的分子不能进入微孔内;中孔提供进入微孔的通道,本身又能吸附分子量较高的物质;大孔则兼有提供通道和吸附的作用。如果用活性炭吸附小分子物质,例如某些气体(毒气)和低分子量的有机物,可以使用微孔较多的产品;但如果要吸附较大的分子,则要选用有较多中孔的产品。活性炭的孔隙的状况,决定于所用的生产原料及其成分、制造方法和条件等。
                                                    
      粉状活性炭在处理水中突发嗅味、工业污染物方面有很好的应用。在使用粉末活性炭时,务必根据所要去除污染物的种类和浓度进行吸附试验,以确定活性炭种类和所需的粉炭量。投加粉末活性炭之前,应注意先将炭粉制成炭浆定量均匀的加入水中,接触时间越长,除污染效果越好。在粉末活性炭的使用过程中还应注意以下安全问题;当粉尘浓度达到一定比例时遇明火易发生爆炸,故操作间禁止吸烟、火花及明火;应避免与氧化剂混放;由于粉状活性炭颗粒小、轻,在使用时应注意粉尘污染,操作员须配备防尘口罩,避免吸入肺中。博达活性炭生产的粉状活性炭主要用于医药,化工,糖厂,水厂,酒厂,化肥厂,味精厂等企业为了污水处理,脱色,提纯,除杂质工艺,并且可以按照客户要求生产不同规格活性炭
      粉状活性炭的质量有多项物理与化学的指标,主要的如:水分、灰分、酸溶物、各种金属和酸根的含量,以及它的吸附性能等。对于不同用途的活性炭,时常用不同的物质和方法来检验它的吸附性能,如亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎宁吸附值等。其中亚甲基蓝吸附值是较常用的。亚甲基蓝是一种深蓝色染料,对它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物质的能力;具有大量微孔的活性炭,此值较高。焦糖吸附值(或称焦糖脱色率、或糖蜜吸附率)是反映活性炭对具有较高分子量的有色物质的吸附性能,性能良好的活性炭,此值达到100~110。
      国内外制造的活性炭,都有一类称为“糖用活性炭”的产品,它可用于糖厂,也可以用在其他类似的行业,如葡萄糖溶液及味精溶液的精制脱色等。它的主要特点是具有较多的中孔,因而适于处理含有较多大分子有机物的溶液。这种活性炭的焦糖吸附值比较高。 我国“糖液脱色用活性炭”的国家标准(GB/T13803.3-1999)规定,活性炭产品分为优级品、一级品和二级品三种。其水分都低于10%;焦糖脱色率分别高于100、90和80,灰分分别低于3%、4%和5%(用磷酸法生产的活性炭可在7%~9%,不分等级),酸溶物分别低于1%、1.5%和2%,还有铁含量和氯含量的规定。它们的pH值都在3~5之间。
                                                       
       粉状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?简单易行的投加粉状活性炭工艺。
       粉状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,从而较为缓慢。微孔也是在碳粒内均匀分布,但不构成径向的扩散阻力。影响粉状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。
       另一方面,对于吸附剂粉状活性炭,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,成为生产中亟待研究解决的重要课题。
      有一个注意事项希望大家能知道。粉状活性炭对于降低污水COD含量,提升污水质量具有很好的效果。但是粉状活性炭一般情况下都是一次性使用,投加之后吸附完成就和污泥一起变成了废物。但是,想要提升粉状活性炭污水处理的使用效果,就需要延长粉状活性炭的使用周期。
      针对于合成药品脱色或者淀粉糖脱色等废水先进行沉淀,之后通过曝气再进行二次沉淀,将达标的污水进行达标排放,将产生的污泥进行脱水并干燥,在1000℃的高温下进行再生,也就是在原来的污水处理装置基础上进行添加污泥干燥机和热再生器,便可以使得活性污泥的无害化。
      当热再生的温度为1000℃的时候,活性污泥会进行热分解,有机物基本实现;了无害化炭化,同时使得饱和的粉状活性炭在高温下得到了再生。如果在 1000℃高温过热水蒸汽和严格控制含氧的条件下,可使部分有机污染物转化为活性炭,这部分新生的粉状活性炭可起到补充粉状活性炭的积极作用。因此传统的污水处理降COD粉状活性炭的使用周期便可以得到延长,同时对于企业来说也会有很大一部分的节省。
       介绍了这么多,希望能帮到大家,看过文章之后在选择活性炭尤其是粉状活性炭的时候,能够有更清晰的了解,做到事半功倍。