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1.活性炭篩選方案確定
在水處理中,評價活性炭各種性能的方法有很多,常用評價方法的主要特征,見下表。
表1 常用活性炭評價方法的主要特征
評價方法 表征對象 主要特點
性能指標 活性炭各種特定性能 活性炭性能指標種類較多,各單項指標檢測可實現規范化、標準化,但各單項指標由于針對性不同,因此依靠其選擇時經常與實際使用效果有很大出入
表面性狀分析 化學分析 表面化學特征 根據活性炭表面各種官能團的組成和含量,推測活性炭對有機物的吸附特征,分析方法復雜,對官能團的分析十分困難
物理分析(電鏡) 表面物理特征 簡單易行,可直觀、定性或定量的分析活性炭表面特征,確定活性炭性能的優劣,實現快速、準確選用活性炭的目的
靜態吸附試驗 活性炭吸附能力 簡單、速度快、試驗費用低廉、應用范圍廣,但是其針對性也較差,與實際運行效果常有較大差別
吸附能力評價 活性炭吸附能力 該方法較為簡單,時間消耗短,針對性強,可實現動態試驗的指標化,且具有一定準確性
動態吸附試驗 評價活性炭凈水性能 真實反映活性炭在實際應用的效果和使用壽命,實現了選擇即有效又經濟活性炭種類的目的,但是試驗所需時間長,工作量大,因此不能廣泛應用,只在較大型工程時應用該方法
綜合評價指標 評價活性炭各種性能 能夠包含影響活性炭實際使用效果的多種因素,實現對活性炭而定量的評價,但影響因素和條件多種多樣,實現十分困難
活性炭的各種性能評價方法只是從不同的方面對活性炭的性能進行了表征,都各具有局限性,因此可以綜合以上幾種方法,建立完善的活性炭篩選方法,其主要過程為:首先要根據活性炭生產的煤質、地域和生產工藝等的不同,從國內外的大型活性炭生產企業中選擇出備選炭種,然后從幾個方面著手,即活性炭性能指標分析、電鏡觀觀察、靜態吸附試驗、吸附能力評價試驗,以及活性炭動態運行試驗等,從不同的角度評價活性炭炭種的優劣,從而篩選出一至兩種活性炭種進行工程應用。
在水處理中,評價活性炭各種性能的方法有很多,常用評價方法的主要特征,見下表。
表1 常用活性炭評價方法的主要特征
評價方法 表征對象 主要特點
性能指標 活性炭各種特定性能 活性炭性能指標種類較多,各單項指標檢測可實現規范化、標準化,但各單項指標由于針對性不同,因此依靠其選擇時經常與實際使用效果有很大出入
表面性狀分析 化學分析 表面化學特征 根據活性炭表面各種官能團的組成和含量,推測活性炭對有機物的吸附特征,分析方法復雜,對官能團的分析十分困難
物理分析(電鏡) 表面物理特征 簡單易行,可直觀、定性或定量的分析活性炭表面特征,確定活性炭性能的優劣,實現快速、準確選用活性炭的目的
靜態吸附試驗 活性炭吸附能力 簡單、速度快、試驗費用低廉、應用范圍廣,但是其針對性也較差,與實際運行效果常有較大差別
吸附能力評價 活性炭吸附能力 該方法較為簡單,時間消耗短,針對性強,可實現動態試驗的指標化,且具有一定準確性
動態吸附試驗 評價活性炭凈水性能 真實反映活性炭在實際應用的效果和使用壽命,實現了選擇即有效又經濟活性炭種類的目的,但是試驗所需時間長,工作量大,因此不能廣泛應用,只在較大型工程時應用該方法
綜合評價指標 評價活性炭各種性能 能夠包含影響活性炭實際使用效果的多種因素,實現對活性炭而定量的評價,但影響因素和條件多種多樣,實現十分困難
活性炭的各種性能評價方法只是從不同的方面對活性炭的性能進行了表征,都各具有局限性,因此可以綜合以上幾種方法,建立完善的活性炭篩選方法,其主要過程為:首先要根據活性炭生產的煤質、地域和生產工藝等的不同,從國內外的大型活性炭生產企業中選擇出備選炭種,然后從幾個方面著手,即活性炭性能指標分析、電鏡觀觀察、靜態吸附試驗、吸附能力評價試驗,以及活性炭動態運行試驗等,從不同的角度評價活性炭炭種的優劣,從而篩選出一至兩種活性炭種進行工程應用。
水分
水分是測量碳所含水的多少。用Dean-Stark trap和冷凝器,在二甲苯溶液中煮沸活性炭來測量水分。為了測試水分,水被冷凝和截留在待測定臂狀容器內。活性炭的水含量也可以通過在150攝氏度下烘干3小時后活性炭重量上改變來測定。水分是活性炭中被吸附的水的重量的百分比。
對于不同用途的活性炭,時常用不同的物質和方法來檢驗它的吸附性能,如亞甲基藍吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值等。其中亞甲基藍吸附值是常用的。亞甲基藍是一種深藍色染料,對它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物質的能力;具有大量孔的活性炭,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的吸附性能,性能良好的活性炭,此值達到100~110。
國內外制造的活性炭,都有一類稱為“糖用活性炭”的產品,它可用于糖廠,也可以用在其他類似的行業,如葡萄糖溶液及味精溶液的精制脫色等。它的主要特點是具有較多的中孔,因而適于處理含有較多大分子有機物的溶液。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 標準(GB/T13803.3-1999)規定,活性炭產品分為優級品、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定。它們的pH值都在3~5之間。
水分是測量碳所含水的多少。用Dean-Stark trap和冷凝器,在二甲苯溶液中煮沸活性炭來測量水分。為了測試水分,水被冷凝和截留在待測定臂狀容器內。活性炭的水含量也可以通過在150攝氏度下烘干3小時后活性炭重量上改變來測定。水分是活性炭中被吸附的水的重量的百分比。
對于不同用途的活性炭,時常用不同的物質和方法來檢驗它的吸附性能,如亞甲基藍吸附值、碘吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值等。其中亞甲基藍吸附值是常用的。亞甲基藍是一種深藍色染料,對它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物質的能力;具有大量孔的活性炭,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的吸附性能,性能良好的活性炭,此值達到100~110。
國內外制造的活性炭,都有一類稱為“糖用活性炭”的產品,它可用于糖廠,也可以用在其他類似的行業,如葡萄糖溶液及味精溶液的精制脫色等。它的主要特點是具有較多的中孔,因而適于處理含有較多大分子有機物的溶液。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 標準(GB/T13803.3-1999)規定,活性炭產品分為優級品、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定。它們的pH值都在3~5之間。
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采用優質煤為原材料,經過炭化→冷卻→活化→洗滌等一系列工序研制而成。其外觀普遍為黑色圓柱狀活性炭,不定形煤質顆粒活性炭,又稱破碎炭。圓柱形活性炭又稱煤質柱狀活性炭,一般由粉狀原料和粘結劑經混捏、擠壓成型再經炭化、活化等工序制成。也可以用粉狀活性炭加粘結劑擠壓成型。煤質柱狀活性炭具有發達的孔隙結構,良好的吸附性能,機械強度高,易反復再生,造價低等特點;用于有毒氣體的凈化,廢氣處理,工業和生活用水的凈化處理,溶劑回收等方面。
在,柱狀活性炭 中,褐煤活性炭比無煙煤活性炭具有較多的過渡孔隙及較大的平均孔徑,因此能有效地除去水中大分子有機物。活性炭有空氣凈化功能,活性炭可以營造舒適清凈環境,活性炭更呵護人體,活性碳是看不到的空氣過濾網,活性炭是以其物理吸附和化學分解相結合的功能,分解空氣中的甲醛、氨、苯、香煙、油煙等有害氣體及各種異味,尤其是致癌的芳香類物質,煤質柱狀活性炭具有極強的吸附能力,是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體,很容易與空氣中的有害氣體充分接觸,活性碳利用自身孔隙吸附將有害氣體分子吸入孔內,吹出清爽干凈的空氣。所以家庭的合作伙伴離不開活性炭。
在,柱狀活性炭 中,褐煤活性炭比無煙煤活性炭具有較多的過渡孔隙及較大的平均孔徑,因此能有效地除去水中大分子有機物。活性炭有空氣凈化功能,活性炭可以營造舒適清凈環境,活性炭更呵護人體,活性碳是看不到的空氣過濾網,活性炭是以其物理吸附和化學分解相結合的功能,分解空氣中的甲醛、氨、苯、香煙、油煙等有害氣體及各種異味,尤其是致癌的芳香類物質,煤質柱狀活性炭具有極強的吸附能力,是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體,很容易與空氣中的有害氣體充分接觸,活性碳利用自身孔隙吸附將有害氣體分子吸入孔內,吹出清爽干凈的空氣。所以家庭的合作伙伴離不開活性炭。