淨水活性炭
| 淨水活性炭 |
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淨水活性炭是一種用作淨化水的活性炭。用活性炭濾料吸附法淨化水就是利用其多孔性固體表面，吸附去除水中的有機物或有毒物質，使水得到淨化。研究表明，活性炭對分子量500-1000範圍內的有機物具有較強的吸附能力。活性炭對有機物的吸附受其孔徑分布和有機物特性的影響，主要是受有機物的極性和分子大小的影響。同樣大小的有機物，溶解度越大、親水性越強，活性炭對它的吸附性越差，反之，對溶解度小，親水性差、極性弱的有機物如苯類化合物、酚類化合物等具有較強的吸附能力。
目錄
基本內容
中文名：淨水活性炭
水溶性：500~1000
廣泛用於：裝填各類大、中、小型淨水器
英文名：Water purification activated carbon 外觀：又黑又小
簡介
淨水活性炭一般為柱狀顆粒，比表面積大，微孔發達，機械強度高，吸附速度快，淨化度高，不易脫粉，使用壽命長。淨水活性炭可廣泛用於化工、電子、醫藥、印染、食品及生活用水、工業用水、溶液過濾、吸附淨化、除雜，也可用於工業廢水深度淨化。可有效除去臭味、氯、氰及多種重金屬離子等有害物質和脫色
淨水系列活性炭多選用椰子殼為原料，採用先進的生產工藝精製加工而成，產品具有孔隙結構發達，強度高，雜質含量低，顆粒度適當，阻力小，易於再生等優點。對水質淨化有極好的效果，它不但能除去異臭異味，提高水的純淨度。對水中各種雜質如氯、酚、砷、鉛、氰化物、農藥等有害物質也有很高的去除率。可廣泛用於裝填各類大、中、小型淨水器。
主要用於城市生活飲用水、純淨水、蒸餾水、超純水等製造設備的填裝、脫氯、降油淨化及各種工業污水深度淨化處理。
表面積
淨水椰殼活性炭活性炭產生吸附性的原因就是因為它有發達的孔隙結構，就象我們所見到的海綿一樣，在同等重量的條件下，海綿比其他物體能吸收更多的水，原因也是因為它具有發達的孔隙結構活性炭孔隙發達的程度是難以想象的，若取1克活性炭，將裡面所有的孔壁都展開成一個平面，這個面積將達到1000平方米（既比表面積為1000 m2/ g）！所以效果越好的活性炭相比同體積下重量越輕就是這個原因。
活性炭成分
活性炭材料是經過加工處理所得的無定形碳，具有很大的比表面積，對氣體、溶液中的無機或有機物質及膠體顆粒等都有良好的吸附能力。活性炭材料主要包括活性炭（Activated Carbon , A C ）和活性炭纖維（Activated Carbon Fibers, ACF ）等。活性炭材料作為一種性能優良的吸附劑，主要是由於其具有獨特的吸附表面結構特性和表面化學性能所決定的。活性炭材料的化學性質穩定，機械強度高，耐酸、耐鹼、耐熱，不溶於水與有機溶劑，可以再生使用，已經廣泛地應用於化工、環保、食品加工、冶金、藥物精製、軍事化學防護等各個領域 。目前，改性活性炭材料被廣泛用於污水處理、大氣污染防治等領域，在治理環境污染方面越來越顯示出其誘人的美好前景。
吸附原理
用活性炭濾料吸附法淨化水就是利用其多孔性固體表面，吸附去除水中的有機物或有毒物質，使水得到淨化。研究表明，活性炭對分子量500-1000範圍內的有機物具有較強的吸附能力。活性炭對有機物的吸附受其孔徑分布和有機物特性的影響，主要是受有機物的極性和分子大小的影響。同樣大小的有機物，溶解度越大、親水性越強，活性炭對它的吸附性越差，反之，對溶解度小，親水性差、極性弱的有機物如苯類化合物、酚類化合物等具有較強的吸附能力。淨水活性炭一般用於水質淨化，去除異臭異味，去除水中重金屬和菌落，提高水質質量，是自來水、純淨水、高純水處理的理想材料。也可用於污水的深度淨化處理。
影響因素
1、活性炭的性質： 由於吸附現象發生在活性炭表面上，所以活性炭的比表面積是影響吸附的重要因素之一，比表面積越大，吸附性能越好。 同時，因為吸附過程分成三個階段，內擴散對吸附速度影響較大，所以活性炭的微孔分布是影響吸附的另一重要因素。此外活性炭的表面化學性質、極性及所帶電荷，也影響吸附的效果。 因此，對用於水處理的活性炭有三項要求：吸附容量大、吸附速度快、機械強度好。活性炭的吸附容量除其他外界條件外，主要與活性炭比表面積有關，比表面積大，微孔數量多，可吸附在細孔壁上的吸附質就多。吸附速度主要與粒度及細孔分布有關，水處理用的活性炭，要求過渡孔(半徑20~1000A)較為發達，有利於吸附質向微細孔中擴散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，一般在8~30目範圍較宜，活性炭的機械耐磨強度，直接影響活性炭的使用壽命。
2、溶質或污染物的性質 同一種活性炭對於不同污染物的吸附能力有很大差別。 (1)溶解度 對同一族有機污染物質的溶解度隨鏈的加長而降低，而吸附容量隨同系有機污染物質的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附。 如活性炭從水中吸附有機酸的次序是按甲酸--乙酸--丙酸--丁酸而增加。 (2) 有機污染物質分子構造和吸附質分子的大小和化學結構對吸附也有較大的影響。因為吸附速度受內擴散速度的影響，有機污染物質分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例，最利於吸附。在同系有機污染物質中，分子大的較分子小的易吸附。不飽和鍵的有機物較飽和的易吸附。芳香族的有機物較脂肪族的有機物易於吸附。 (3)極性活性炭基本可以看成是一種非極性的吸附劑，對水中非極性有機污染物質的吸附能力大於極性有機污染物質物質。 (4) 有機污染物質的濃度在一定範圍時，隨着濃度增高，吸附容量增大。因此有機污染物質的濃度變化，活性炭對該種有機污染物質的吸附容量也變化。
效能研究
粉末活性炭吸附水中溶質分子是一個複雜的過程,是幾種力綜合作用的結果,包括離子吸引力??范德華力??化學雜和力,根據吸附的雙速率擴散理論認為,吸附是一個由迅速擴散和緩慢擴散兩階段構成的雙速過程,迅速擴散在數小時內即完成,發揮了60%-80%活性炭的吸附容量迅速擴散是溶質分子在碳粒內沿徑向均勻分布的阻力小的大孔隙中擴散的過程這些大孔隙產生徑向的擴散阻力叿分子從大孔進一步進入與大孔相通的微孔中擴散時,由於受到狹窄孔徑所產生的很大阻力,從而極為緩慢微孔也是在碳粒內均勻分布,但不構成徑向的擴散阻力燿響粉末活性炭吸附的因素涉及溶質分子極性分子量大小竿間結構,這一點取決於水源水質的特徵活性炭對不同的物質分子具有選擇吸附性。
(一)投加工藝的選擇
國外專家曾對粉末活性炭的應用情況進行分析研究,認為粉末活性炭對人工合成化學物的吸附去除主要取決於該化合物的類型在選擇投加點時,必須考慮混合程度和處理接觸時間,儘量減少水處理藥劑對吸附的干擾根據國內某水廠實踐應用粉末活性炭的經驗認為,對於有生活污水工業污水的排放,造成水體富營養化,導致水體藻類等微生物急劇繁殖等,屬於污染較嚴重菿為複雜的水源;枯水期時常散發成分複雜的異臭異味,再加上取水河段為潮感河流,污水迴蕩時間長,污染造成的危害較大選取投加粉末活性炭工藝時,主要考慮:
(1)投加點要有充足的攪拌條件,使粉末活性炭能快速與處理水有良好的混合接觸
(2)儘量延長粉末活性炭與水體接觸吸附時間,充分利用粉末活性炭的吸附能力,提高吸附率
(3)儘量選取粒徑小的粉末活性炭,使同等重量的活性炭吸附面積相對大;選取中孔較發達的木質活性炭,力求提高活性炭對有機物的吸附效能
(4)儘量減小水處理過程中的化學藥品干擾,如氯高錳酸鉀混凝劑等
(5)要根據投加量的多少場地條件選取乾式或濕式投加
(6)根據水質污染狀態確定投加量闓加量從5-30mg/L不等某水廠投加粉末活性炭工藝如下:
(二)投加粉末活性炭明顯改善出水水質
(1)投加粉末活性炭對去除色度有明顯效果狿度的去除有報道可達70%,色度低表明去除有機物的效率高,除鐵錳的效果好但去除色度的效果並沒有和投加活性炭量成正比,其複雜的機理,還有待下一步研究
(2)投加粉末活性炭對去除嗅味有明顯效果埿方某水體的富營養化水體不僅是藻類繁殖和殺滅過程產生的異臭,還面對複雜的工業排污污染,水體長期酚類物質的異常濃度所引起的異臭由於致臭物質的動態性和不確定性,故臭味的定量分析成為十分艱難的課題,設想要經過多年對特定水體的調查研究,設立相關的數學模型,設立相應的分析方法,才能逐步解決臭味的檢測一般是用人的感官去鑑定,人為的誤差較大擿臭是粉末活性炭去除污染物的一個重要的綜合評價指標,也是供水行業面臨的確保飲用水安全的極其重要難度相當大的感官指標
(3)投加活性炭有助於去除陰離子洗滌劑國內外化工行業早已有利用粉末活性炭,來淨化去除工業廢水中的洗滌劑的工藝忿是粉末活性炭去除較大分子合成有機物的一個評價指標。[1]