22粉末活性炭作用，粉末活性炭價格，粉狀活性炭廠家粉末活性炭在凈水處理上的發(fā)展和應(yīng)用
國外利用粉末活性炭去除水中有機物、除色、除嗅味物質(zhì)己取得成功的經(jīng)驗與較好的去除效果。如上世紀20年代美國芝加哥，已成功利用粉末活性炭與慢砂過濾工藝相結(jié)合，防預(yù)了飲用水的氯酚污染；在東普魯士早已利用粉末活性炭消除季節(jié)性的原水藻類異味等。認為雖然顆?；钚蕴磕鼙ＷC良好的工藝性，但吸附迴圈的較短時間仍是粉末活性炭的優(yōu)點。國內(nèi)利用粉末活性炭去除污染物正處於研究之中，目前實際的應(yīng)用仍然不多。粉末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)的特點試驗確定。研究的關(guān)鍵是如何根據(jù)自身企業(yè)的實際情況，致突變污染物的組成，不同水源水廠不同工藝配置的特點，進行大量的室內(nèi)外試驗，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、簡單易行的投加粉末活性炭工藝。
一、粉末活性炭的凈水效能研究
粉末活性炭吸附水中溶質(zhì)分子是一個復(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)吸附的雙速率擴散理論認為，吸附是一個由迅速擴散和緩慢擴散兩階段構(gòu)成的雙速過程，迅速擴散在數(shù)小時內(nèi)即完成，發(fā)揮了60%-80%活性炭的吸附容量、迅速擴散是溶質(zhì)分子在碳粒內(nèi)沿徑向均勻分佈的阻力小的大孔隙中擴散的過程。這些大孔隙產(chǎn)生徑向的擴散阻力，當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(chǎn)生的很大阻力，從而極為緩慢。微孔也是在碳粒內(nèi)均勻分佈，但不構(gòu)成徑向的擴散阻力。影響粉末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)，這一點取決於水源水質(zhì)的特徵?；钚蕴繉Σ煌奈镔|(zhì)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(yīng)用情況進行分析研究，認為粉末活性炭對人工合成化學(xué)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(jù)國內(nèi)某水廠近年應(yīng)用粉末活性炭的經(jīng)驗認為，對於有生活污水，工業(yè)污水的排放，造成水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水體藻類等微生物急劇繁殖等，屬於污染較嚴重，較為復(fù)雜的水源；枯水期時常散發(fā)成分復(fù)雜的異臭，異味，再加上取水河段為潮感河流，污水回蕩時間長，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(fā)達的木質(zhì)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(xué)藥品干擾，如氯，高錳酸鉀，混凝劑等；(5)要根據(jù)投加量的多少，場地條件選取干式或濕式投加；(6)根據(jù)水質(zhì)污染狀態(tài)確定投加量。投加量從5-30mg/L不等。
(二)投加粉末活性炭明顯改善出水水質(zhì)
(1)投加粉末活性炭對去除色度有明顯效果。色度的去除有報導(dǎo)可達70%，色度低表明去除有機物的效率高，除鐵，錳的效果好。但去除色度的效果并沒有和投加活性炭量成正比，其復(fù)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。目前臭味的檢測一般是用人的感官去鑒定，人為的誤差較大。除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(yè)目前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(nèi)外化工行業(yè)早已有利用粉末活性炭，來凈化去除工業(yè)廢水中的洗滌劑的工藝。也是粉末活性炭去除較大分子合成有機物的一個評價指標。
(4)投加活性炭有助於對藻類的去除。投加了粉末活性炭阻隔了藻類的光吸收，同時在濁度較低的水源中有明顯的助凝作用，有助於在混凝沉淀中去除藻類。如應(yīng)用投加粉末活性炭，聚丙烯醯胺助凝，高錳酸鉀氧化的聯(lián)合協(xié)同作用，嚴格控制沉淀池出水濁度為1NTU以下，則藻類的去除率可高達95%-98%。
(5)投加粉末活性炭使化學(xué)耗氧量(CODmn和CODcr)，五日生化需氧(BOD5)量大大降低，這些與水體有機污染程度正相關(guān)的表徵指標的下降，表明了水體有毒有害物質(zhì)的去除程度。
(6)投加粉末活性炭對酚類的去除有良好的效果。上世紀30年代，國外已有採用粉末活性炭吸附焦化廠廢水中苯酚的工藝。根據(jù)水廠的應(yīng)用經(jīng)驗，認為在原水揮發(fā)性酚在0.005mg/L以下，投加粉末活性炭20mg/L以下，可以有效地去除；若原水揮發(fā)性酚在0.005mg/L以上，0.01mg/L以下，可明顯減低出廠水揮發(fā)性酚含量；但原水揮發(fā)性酚大於0.01mg/L時，單靠投加粉末活性炭，難以得到良好的去除效果。粉末活性炭對酚類的去除效果，是綜合評價吸附能力的重要指標，對於酚類污染嚴重的水體尤為重要。
(7)投加活性炭粉時出水濁度的影響。投加活性炭后由於活性炭比重大，并具有良好吸附性能，吸附在絮狀物上，增加絮狀物的比重，使水中相當部分有機物得到去除，具有良好的助凝性能。對於某濁度低，絮狀物由於有機膠體過多而輕浮的水體，助凝效果較顯著。投加粉末活性炭后，沉淀池，濾池出水濁度大幅度下降，自來水水質(zhì)大幅度提高。沉淀池出水濁度下降近60%，出廠水出水濁度下降近70%。但粉末活性炭投量大時，會發(fā)生微小碳粒穿透濾池的現(xiàn)象，影響出水濁度，所以當投加量大時，要嚴格控制好濾速和濾池出水濁度。
(8)投加粉末活性炭對水體致突變性的影響。水體致突變性用Ames試驗檢驗，試驗菌種為TA98，TA100，用XAD樹脂吸附水樣中致突變有機物，洗脫物用平皿滲入法作三個濃度檢驗，用突變菌落數(shù)和對應(yīng)的受試物濃度作回歸曲線，以突變菌落數(shù)為自發(fā)回變菌落數(shù)兩倍時的對應(yīng)水樣體積作為該水樣的最低致突變劑量。比較各水樣的最低致突變劑量可知其所含致突變有機物的多少。
某水廠水源常年致突變試驗呈陽性，常規(guī)處理加氯消毒后致突變性一般會增加；投加粉末活性炭后，首次出現(xiàn)出廠水致突變?yōu)殛幮浴＿@不得不歸功於粉末活性炭對有機污染物的有效去除，從而證明投加粉末活性炭，是常規(guī)工藝改善飲用水水質(zhì)的簡捷途徑。投加粉末活性碳后，水體相當部分有機物得到去除，水體中膠狀物質(zhì)含量減少，表面粘度下降。粉末活性碳吸附在絮凝物上，有利於絮體的架橋，能改善絮體的結(jié)構(gòu)。所以對濁度較低，污染嚴重的水體，投加粉末活性炭除有良好的去除有機污染能力，同時還具有良好的助凝作用，使出水水質(zhì)得到大幅度提高，是一種投資相對小，收效快，尤其是對於規(guī)模較大的舊水廠，是處理污染水源的一種可靠的凈化工藝。
二、粉末活性炭的吸附性能評價研究
另一方面，對於吸附劑粉末活性炭，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，粒徑分佈決定了溶質(zhì)分子向碳粒內(nèi)部擴散的速度。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品質(zhì)。因此如何評價選擇活性炭的種類和品質(zhì)，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。國內(nèi)一般主要採用碘值，亞甲藍值來評價活性炭的吸附性能。但是生產(chǎn)實踐和經(jīng)驗都證明僅採用這兩個指標不能全面評價活性炭，與實際的吸附效果有所差距。因此採用這些指標判斷活性炭的效能只有部分理論意義，不能全面，準確地反應(yīng)實際吸附狀況。
(一) 目前評價水處理粉末活性炭的指標存在的問題
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn):碘值，亞甲藍值只能夠表明活性炭顆粒中細小孔徑的比表面積大小，但是在實際生產(chǎn)中有吸附速率的問題，即凈水工藝中吸附時間是有限的，水處理中應(yīng)用的粉末活性炭遠未達到完全吸附平衡?；钚蕴款w粒內(nèi)部中等孔隙是有機物分子的進入通道，一般認為活性炭的中等孔隙越發(fā)達越有利於吸附動力學(xué)平衡，所以中孔是否發(fā)達決定了吸附速率。為了結(jié)合實際應(yīng)用，我們不僅考慮粉末活性炭的總吸附比表面積(也就是碘值，亞甲藍值等指標)，還要判斷粉末活性炭顆粒內(nèi)部的孔徑分佈是否容易達到快速吸附，即明確轉(zhuǎn)化為如何評價活性炭的孔徑分佈是否合理。進一步研究發(fā)現(xiàn)，採用一些具有特定立體空間結(jié)構(gòu)的有色大分子可以表徵活性炭的孔徑分佈。同時這些物質(zhì)可以採用一定的分析方法精確定量。採用這一系列的分子量階梯排列的吸附質(zhì)來評價粉末活性炭的綜合性能，與水廠生產(chǎn)情況和實際水樣吸附效果相一致。
(二) 通過研究分析尋找水體特定的污染表徵物，制定相應(yīng)的評價方法。
隨著試驗深入，採用某水源廣泛存在的一種典型有機污染化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品標樣來作為吸附質(zhì)進行試驗。這種酚類物質(zhì)分子量適中，中等極性，分子空間結(jié)構(gòu)較大，所以可以很好地代表水中的較復(fù)雜有機分子。採用綜合評價方法來衡量活性炭的性能:採用碘值，亞甲藍吸附值評價粉末活性炭的微孔比表面積；採用一些具有特定結(jié)構(gòu)的大分子表徵活性炭的中孔發(fā)達情況；採用一種酚類標樣作為復(fù)雜有機物質(zhì)的代表來確定活性炭的吸附能力，通過三方面綜合評判可以更加準確和客觀。吸附特定大分子有機物，對於木質(zhì)碳而言，250目的吸附效果比200目提高10.1%，325目的比200目提高25.3%；對於煤質(zhì)而言，250目的吸附效果比200目提高66.2%，325目的比200目提高101.5%。對於木質(zhì)和煤質(zhì)活性炭吸附特定大分子有機物效果比較，木質(zhì)遠遠優(yōu)於煤質(zhì)。吸附特定天然有機物，對於木質(zhì)碳而言，250目的吸附效果比200目提高49.2%，325目的比200目提高61.9%；對於煤質(zhì)而言，250目的吸附效果比200目提高48.0%，325目的比200目提高56.0%。以這兩種木質(zhì)和煤質(zhì)活性炭吸附特定天然有機物比較，木質(zhì)遠遠優(yōu)於煤質(zhì)，吸附數(shù)量超過1-2倍。試驗結(jié)果表明:l)木材，果核為原料生產(chǎn)的活性炭與無煙煤為原料生產(chǎn)的活性炭相比，中孔數(shù)量較多，從吸附性能角度看，一般木質(zhì)，果核類活性炭較適合於某重污染水源，去除以酚類為主的致臭污染物水處理應(yīng)用。煤質(zhì)碳由於比重較大，相對用於助凝去除有機物和價格上有優(yōu)勢，尤其是對於不是以酚類為主的污染源的吸附流程較短的水廠。通過研究認為粉末活性炭的吸附能力與粒徑相關(guān)，粒徑越小，比表面積越大，吸附越強；但粒徑過小，易於穿透濾層，引起用戶不滿。根據(jù)生產(chǎn)應(yīng)用經(jīng)驗認為，如在吸水口投加的水廠，為了充分利用粉末活性炭的吸附能力，宜採用目數(shù)大於250目的粉末活性炭；但同時必須嚴格控制沉淀池出水濁度為1NTU左右，嚴格控制好濾池濾速。投加量較大的和在混凝沉淀后投加的水廠，宜採用小於200目的粉末活性炭，以確保自來水水質(zhì)。
產(chǎn)品規(guī)格︰粉狀物理法活性炭---表1（采用美國或歐洲標準）
糖漿系數(shù)2.5，3.0
碘值(mg/g,min)600-1100(選擇）
鐵鹽(%,max)0.05
氯化物(%,max)0.05
灰分(%,max)3-12(選擇）
水分(%,max)5-10(選擇）
PH8-11
粒度(mesh)-200，90%
包裝(kg)20/500
有關(guān)指標可依據(jù)用戶使用需要調(diào)整
化學(xué)法粉狀活性炭（磷酸法，氯化鋅法可選）
型號：G-A、PGA、SC-GA、LA、LA2、TLA
糖漿系數(shù)0.9-1.0 0.6-0.8 0.8-1.0 1.0
焦糖脫色（％，min）95-100（選擇）
亞甲基蘭（ml／g，0.12％）200-270（選擇）
碘值（mg／g，min）1000-1400（選擇）
鐵鹽（％，max）0.05-0.1（選擇）
氯化物（％，max）0.05-0.2（選擇）
灰分（％，max）2－7（選擇）
水分（％，max）5-10（選擇）
PH 3-5
粒度（mesh）-200，90％
包裝（kg）：20400
有關(guān)指標可依據(jù)用戶使用需
產(chǎn)品優(yōu)點︰1.木質(zhì)物理法粉狀活性炭
嚴格篩選高品質(zhì)的木質(zhì)原料，采用水蒸氣法賦活。具有吸附容量大、吸附迅速的顯著特征。主要用于水處理及食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)產(chǎn)品的精制、脫色、脫臭。
2.化學(xué)法粉狀炭
嚴格篩選高品質(zhì)的木質(zhì)原料，采用化學(xué)法賦活。具有吸附容量大、吸附迅速的顯著特征。主要用于食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)產(chǎn)品的精制、脫色、脫臭。
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