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活性炭在元素組成方面,80%-90%以上由碳組成,這也是活性炭為疏水性吸附劑的原因。活性炭中除了碳元素外,還包含有兩類摻和物:一類 是化學(xué)結(jié)合的元素,主要是氧和氫,這些元素是由于未*炭化而殘留在炭中,外來的非碳元素與活性炭表面化學(xué)結(jié)合,如用水蒸氣活化時,活性炭表面被氧化或水蒸氣氧化;另一類摻和物是灰分幾種活性炭的元素組成 。
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中國活性炭 在應(yīng)用歷*簡單分為三個階段:
1、*階段是20世紀(jì)40年代以前,中國制藥工業(yè)、化學(xué)工業(yè)中使用活性炭量大,都用進(jìn)口貨,例如用Carboraffin牌的活性炭。
2、第二階段自20世紀(jì)50年代初開始,國產(chǎn)活性炭上市。1951年沈陽和撫順的單管爐廠、青島的反射爐悶燒法廠、上海的電熱活化法廠,接 著有氯化鋅活化法廠,1958年福建、杭州、廣州、煙臺、東北等地紛紛建廠,1966年太原開創(chuàng)斯列普活化法廠,隨后中國陸續(xù)開設(shè)數(shù)以百計(jì)的斯列普爐廠。此外,還有不少的轉(zhuǎn)爐、粑式爐等工廠。總生產(chǎn)能力從1951年的三五十噸猛增到20世紀(jì)80年代的近十萬噸。
生產(chǎn)與應(yīng)用相互促進(jìn),活性炭的應(yīng)用范圍被迅速開拓。從原來單一的通用炭向多種的炭發(fā)展,例如凈水炭、糖炭、味 精炭、油脂炭、黃金炭、載體炭、*、針劑炭、試劑炭等等,足見活性炭因國內(nèi)經(jīng)濟(jì)蒸蒸日上而應(yīng)用量速增,又因產(chǎn)量擴(kuò)大、成本降低而使出口量上升。中國活性炭的應(yīng)用,不僅在國內(nèi)市場發(fā)展,而且進(jìn)入了市場。
3、第三階段2003-至今;活性炭應(yīng)用于裝修污染治理,利用*的造孔技術(shù)將活性炭,使其具備與室內(nèi)有害氣體分子大小相匹配的孔隙結(jié)構(gòu),于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有對人體有害的氣體及空氣中的浮游細(xì)菌。具有吸味、去毒、除臭、去濕、防霉、殺菌、凈化等綜合功能,有效清除室內(nèi)環(huán)境污染成功應(yīng)用于裝修污染治理。各大市場和超市的家用活性炭眾多,活性炭已走進(jìn)千家萬戶,成為健康時尚的環(huán)保產(chǎn)品。
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活性炭吸附法在水處理中的應(yīng)用
活性炭吸附廣泛應(yīng)用于在城市污水處理、飲用水及工業(yè)廢水處理。
顆粒活性炭常常應(yīng)用于吸附分子,顆粒活性炭吸附性決定應(yīng)用性,而吸附性和各種炭型的孔大小分布相關(guān)。以水蒸氣活化的泥煤基、 褐煤基和椰殼基粉狀活性炭為例:泥煤基活性炭具有微孔和中孔,顆粒活性炭可供多種應(yīng)用;褐煤基炭具中孔較多,顆粒活性炭而且還有較大的中孔,提供優(yōu)良的可入性;椰殼基顆粒活性炭中主要是微孔,僅適用于低分子的去除。
利用化學(xué)品活化的顆粒活性炭是非常多孔的,多在微孔和中孔范圍,但是,比較水蒸氣活化的活性炭、化學(xué)品活化的活性炭的孔表面是較少疏水性和較多負(fù)電荷。以擠壓型和破碎型粒狀活性炭為例:泥煤基擠壓型活性炭能制成各種不同孔大小分布的品種。顆粒活性炭微孔為主的品種主要用于氣相應(yīng)用的黃金回收。既有微孔又有中孔的品種大都用于液相應(yīng)用,如水純化中吸附小分子和大分子的雜質(zhì)。
破碎型煤 基顆粒活性炭兼有微孔和中孔,可供多種目的的應(yīng)用。褐煤基或椰殼基的粒狀活性炭與粉狀炭一樣具有相同的微孔和中孔結(jié)構(gòu)。活性炭的技術(shù)指標(biāo)非常重要:活性炭產(chǎn)品的性能指標(biāo)可分為物理性能指標(biāo)、活性炭化學(xué)性能指標(biāo)、顆粒活性炭吸附性能指標(biāo)。三種性能指標(biāo)對活性炭的選擇和應(yīng)用都起到非常重要的作用。活性炭主要物理性能指標(biāo)有:形狀、外觀、比表面積、孔容積、比重、目數(shù)、粒度、耐磨強(qiáng)度、漂浮率等。
生產(chǎn)與應(yīng)用相互促進(jìn),活性炭的應(yīng)用范圍被迅速開拓。從原來單一的通用炭向多種的炭發(fā)展,例如凈水炭、糖炭、味 精炭、油脂炭、黃金炭、載體炭、*、針劑炭、試劑炭等等,足見活性炭因國內(nèi)經(jīng)濟(jì)蒸蒸日上而應(yīng)用量速增,又因產(chǎn)量擴(kuò)大、成本降低而使出口量上升。中國活性炭的應(yīng)用,不僅在國內(nèi)市場發(fā)展,而且進(jìn)入了市場。
3、第三階段2003-至今;活性炭應(yīng)用于裝修污染治理,利用*的造孔技術(shù)將活性炭,使其具備與室內(nèi)有害氣體分子大小相匹配的孔隙結(jié)構(gòu),于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有對人體有害的氣體及空氣中的浮游細(xì)菌。具有吸味、去毒、除臭、去濕、防霉、殺菌、凈化等綜合功能,有效清除室內(nèi)環(huán)境污染成功應(yīng)用于裝修污染治理。各大市場和超市的家用活性炭眾多,活性炭已走進(jìn)千家萬戶,成為健康時尚的環(huán)保產(chǎn)品。
活性炭的吸附能力和與水接觸的時間成正比,接觸時間越長,過濾后的水質(zhì)越佳。注意:過濾的水應(yīng)緩慢地流出過濾層。新的活性炭在*次使用前應(yīng)洗滌潔凈,否則有墨黑色水流出。活性炭在裝入過濾器前,應(yīng)在底部和頂部加鋪2~3厘米厚的海綿,作用是阻止藻類等大顆粒雜質(zhì)滲透進(jìn)去,活性炭使用2~3個月后,如果過濾效果下降就應(yīng)調(diào)換新的活性炭,海綿層也要定期更換。
活性炭的吸附能力與水溫的高低、水質(zhì)的好壞等有一定關(guān)系。水溫越高,活性炭的吸附能力就越強(qiáng);若水溫高達(dá)30℃以上時,吸附能力達(dá)到極限,并有逐漸降低的可能。當(dāng)水質(zhì)呈酸性時,活性炭對陰離子物質(zhì)的吸附能力便相對減弱;當(dāng)水質(zhì)呈堿性時,活性炭對陽離子物質(zhì)的吸附能力減弱。所以,水質(zhì)的PH不穩(wěn)定,也會影響到活性炭的吸附能力。
活性炭顆粒的大小對吸附能力也有影響。一般來說,活性炭顆粒越小,過濾面積就越大。所以,粉末狀的活性炭總面積zui大,吸附效果,但粉末狀的活性炭很容易隨水流入水族箱中,難以控制,很少采用。
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