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純水設(shè)備中為什么要用到活性炭？
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作者:chunjiekeji
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發(fā)布時(shí)間: 2019-11-06
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據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)年工業(yè)廢水排放量約為8×108m3，不僅含有氰化物等高毒性成分，還含有鉻、鋅、鎳等金屬離子。廢水處理方法很多，主要有化學(xué)沉淀法、電解法和膜法介紹了活性炭吸附法活性炭比表面積大，具有很高的理化吸附性能因此，活性炭吸附法在廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用具有效率高、效果好的特點(diǎn)。
2活性炭
活性炭是一種特殊處理的炭，具有許多微孔和巨大的比表面積每克活性炭的表面積為500-1500平方米活性炭具有較強(qiáng)的理化吸附功能，并具有解毒作用。解毒是利用其巨大的面積吸收毒物在微孔中的活性炭，從而防止對(duì)毒物的吸收。同時(shí)，活性炭可以與多種化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，從而阻止這些物質(zhì)的吸收。
2.1活性炭分類
生產(chǎn)中使用的活性炭種類很多通常制成粉末或顆粒。
粉狀活性炭具有吸附能力強(qiáng)、制備容易、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但再生困難，不能重復(fù)利用。
顆粒活性炭成本較高，但再生后可重復(fù)使用，使用時(shí)工作條件較好，操作管理方便因此，顆粒活性炭在水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。
2.2活性炭吸附
活性炭吸附是指活性炭固體表面對(duì)水中一種或多種物質(zhì)的吸附，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。
2.3影響活性炭吸附的因素
吸附容量和吸附速度是吸附過(guò)程的主要指標(biāo)吸附容量用吸附容量來(lái)衡量吸附速度是指單位時(shí)間內(nèi)吸附劑單位重量吸附物質(zhì)的質(zhì)量在水處理中，吸附速度決定了廢水與吸附劑的接觸時(shí)間。
活性炭的吸附容量與其孔徑和結(jié)構(gòu)有關(guān)一般來(lái)說(shuō)，顆粒越小，孔擴(kuò)散速度越快，活性炭的吸附能力越強(qiáng)。
污水的pH值和溫度對(duì)活性炭的吸附也有影響一般來(lái)說(shuō)，活性炭在酸性條件下比在堿性條件下具有更高的吸附容量吸附反應(yīng)通常是放熱的，低溫有利于吸附反應(yīng)的進(jìn)行。
當(dāng)然，活性炭的吸附能力與污水濃度有關(guān)在一定溫度下，活性炭的吸附容量隨吸附物質(zhì)平衡濃度的增加而增大。
三?；钚蕴吭谖鬯幚碇械膽?yīng)用
由于水預(yù)處理對(duì)活性炭的要求較高，且活性炭?jī)r(jià)格昂貴，因此活性炭主要用于去除廢水處理中的微量污染物，達(dá)到深度凈化的目的。
3.1活性炭處理含鉻廢水
鉻是電鍍中大量的金屬原料廢水中六價(jià)鉻的形態(tài)不同，pH值不同。
活性炭具有非常發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和高比表面積具有很強(qiáng)的物理吸附能力，能有效吸附廢水中的Cr（Ⅵ）活性炭表面含有大量的含氧基團(tuán)，如羥基（-OH）、羧基（-COOH）等，具有靜電吸附作用，對(duì)Cr（Ⅵ）產(chǎn)生化學(xué)吸附可用于電鍍廢水中Cr（Ⅵ）的處理。吸附廢水可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)果表明，當(dāng)溶液中Cr（Ⅵ）的質(zhì)量濃度為50mg/L，pH=3，吸附時(shí)間為1.5h時(shí)，活性炭的吸附性能和Cr（Ⅵ）的去除率最好。
因此，用活性炭處理含鉻廢水是活性炭對(duì)溶液中Cr（Ⅵ）進(jìn)行物理吸附、化學(xué)吸附和化學(xué)還原的結(jié)果活性炭在含鉻廢水處理中具有吸附性能穩(wěn)定、處理效率高、運(yùn)行成本低和一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
3.2活性炭處理含氰廢水
在工業(yè)生產(chǎn)中，氰化物或副產(chǎn)品氰化物用于濕法提取金銀、生產(chǎn)化纖、焦化、合成氨、電鍍、煤氣生產(chǎn)等行業(yè)，生產(chǎn)過(guò)程中必須排放一定量的含氰廢水。
活性炭在廢水處理中的應(yīng)用由來(lái)已久，其在含氰廢水處理中的應(yīng)用越來(lái)越多但是，由于cnú和HCN在活性炭上的吸附容量較小，一般為3mgcn/GAC~8mgcn/GAC（不同品種），成本效益不高。
3.3活性炭處理含汞廢水
活性炭具有吸附汞和含汞化合物的能力，但其吸附能力有限，僅適用于低汞廢水的處理如果汞濃度高，可以先用化學(xué)沉淀法處理經(jīng)處理后，汞的濃度約為1mg/L，濃度高時(shí)可達(dá)到2-3mg/L然后用活性炭作進(jìn)一步處理。
3.4活性炭處理含酚廢水
含酚廢水廣泛來(lái)源于石化廠、樹(shù)脂廠、焦化廠和煉油化工廠結(jié)果表明，活性炭對(duì)苯酚的吸附性能良好，溫度升高不利于吸附，使吸附容量降低，但達(dá)到吸附平衡的時(shí)間縮短?；钚蕴坑昧亢臀綍r(shí)間具有最佳值在酸性和中性條件下，去除率變化不大在強(qiáng)堿性條件下，苯酚去除率急劇下降堿性條件越強(qiáng)，吸附效果越差。
3.5活性炭處理甲醇廢水
活性炭能吸附甲醇，但吸附能力不強(qiáng)，僅適用于低甲醇含量廢水的處理運(yùn)行結(jié)果表明，該混合物的COD可由40mg/L降至12mg/L以下，甲醇的去除率可達(dá)93.16%-100%出水水質(zhì)能滿足鍋爐除鹽水系統(tǒng)回用的水質(zhì)要求。
3.6煉油廠深度處理
煉油廠含油廢水經(jīng)隔油、氣浮、生物處理后，分別采用砂濾和活性炭過(guò)濾進(jìn)行深度處理廢水中苯酚含量由生物處理后的0.1mg/L降至0.005mg/L，氰由0.19mg/L降至0.048mg/L，cod由85mg/L降至18mg/L。
4、前景
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和污水處理的特殊要求，活性炭的研究逐漸從其孔結(jié)構(gòu)和比表面積發(fā)展到表面官能團(tuán)對(duì)活性炭吸附性能影響的研究。
例如，近年來(lái)，活性炭纖維（ACF）在廢水處理領(lǐng)域引起了科研人員的關(guān)注其直徑一般為5-20μm，其制備原理與傳統(tǒng)活性炭制備方法相同，即用水蒸氣或二氧化碳在800℃以上活化處理纖維碳。
纖維活性炭的孔結(jié)構(gòu)以微孔為主，中孔較少，幾乎沒(méi)有大孔，比表面積可達(dá)2500m2/g，具有吸附解吸速率高、吸附容量大、導(dǎo)電率高等特點(diǎn)。
結(jié)果表明，活性炭纖維對(duì)苯酚的吸附量為248mg/g，飽和吸附后再生后的吸附量基本相同，吸附性能優(yōu)于活性炭室溫下，在酸性或中性條件下，將0.5g活性炭纖維加入100ml 282mg/l含酚模擬廢水中，恒溫振蕩30min，苯酚去除率可達(dá)91%。
近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)活性炭不僅具有吸附特性，而且具有催化特性由此發(fā)展起來(lái)的催化氧化方法越來(lái)越受到重視，其研究也在不斷深化。為了提高處理效率，從研究催化氧化機(jī)理入手，改變活性炭的表面結(jié)構(gòu)，提高活性炭的性能，找到一種理想的吸附劑。
5、結(jié)論
目前，活性炭吸附法處理廢水在我國(guó)尚處于發(fā)展初期一些相關(guān)的理論和技術(shù)還不夠成熟而且，我國(guó)活性炭供應(yīng)相對(duì)緊張，再生設(shè)備少，再生成本高，限制了活性炭的廣泛應(yīng)用不同的應(yīng)用需要不同功能的活性炭原有的活性炭產(chǎn)品已不能滿足新的要求，開(kāi)發(fā)新的活性炭產(chǎn)品顯得尤為重要因此，需要專業(yè)工作者的積極參與和政府的全力支持，采取跨學(xué)科、綜合性的研究方法，使活性炭廢水處理技術(shù)朝著更加科學(xué)、更好的方向發(fā)展。
四川純潔科技有限公司純水設(shè)備采用椰殼活性炭
顆?；钚蕴砍３?yīng)用于吸附分子，顆?；钚蕴课叫詻Q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?；钚蕴靠晒┒喾N應(yīng)用；褐煤基炭具中孔較多，顆?；钚蕴慷疫€有較大的中孔，提供優(yōu)良的可入性；椰殼基顆?；钚蕴恐兄饕俏⒖?，僅適用于低分子的去除。
2活性炭
活性炭是一種特殊處理的炭，具有許多微孔和巨大的比表面積每克活性炭的表面積為500-1500平方米活性炭具有較強(qiáng)的理化吸附功能，并具有解毒作用。解毒是利用其巨大的面積吸收毒物在微孔中的活性炭，從而防止對(duì)毒物的吸收。同時(shí)，活性炭可以與多種化學(xué)物質(zhì)結(jié)合，從而阻止這些物質(zhì)的吸收。
2.1活性炭分類
生產(chǎn)中使用的活性炭種類很多通常制成粉末或顆粒。
粉狀活性炭具有吸附能力強(qiáng)、制備容易、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但再生困難，不能重復(fù)利用。
顆粒活性炭成本較高，但再生后可重復(fù)使用，使用時(shí)工作條件較好，操作管理方便因此，顆粒活性炭在水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。
2.2活性炭吸附
活性炭吸附是指活性炭固體表面對(duì)水中一種或多種物質(zhì)的吸附，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。
2.3影響活性炭吸附的因素
吸附容量和吸附速度是吸附過(guò)程的主要指標(biāo)吸附容量用吸附容量來(lái)衡量吸附速度是指單位時(shí)間內(nèi)吸附劑單位重量吸附物質(zhì)的質(zhì)量在水處理中，吸附速度決定了廢水與吸附劑的接觸時(shí)間。
活性炭的吸附容量與其孔徑和結(jié)構(gòu)有關(guān)一般來(lái)說(shuō)，顆粒越小，孔擴(kuò)散速度越快，活性炭的吸附能力越強(qiáng)。
污水的pH值和溫度對(duì)活性炭的吸附也有影響一般來(lái)說(shuō)，活性炭在酸性條件下比在堿性條件下具有更高的吸附容量吸附反應(yīng)通常是放熱的，低溫有利于吸附反應(yīng)的進(jìn)行。
當(dāng)然，活性炭的吸附能力與污水濃度有關(guān)在一定溫度下，活性炭的吸附容量隨吸附物質(zhì)平衡濃度的增加而增大。
三?；钚蕴吭谖鬯幚碇械膽?yīng)用
由于水預(yù)處理對(duì)活性炭的要求較高，且活性炭?jī)r(jià)格昂貴，因此活性炭主要用于去除廢水處理中的微量污染物，達(dá)到深度凈化的目的。
3.1活性炭處理含鉻廢水
鉻是電鍍中大量的金屬原料廢水中六價(jià)鉻的形態(tài)不同，pH值不同。
活性炭具有非常發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和高比表面積具有很強(qiáng)的物理吸附能力，能有效吸附廢水中的Cr（Ⅵ）活性炭表面含有大量的含氧基團(tuán)，如羥基（-OH）、羧基（-COOH）等，具有靜電吸附作用，對(duì)Cr（Ⅵ）產(chǎn)生化學(xué)吸附可用于電鍍廢水中Cr（Ⅵ）的處理。吸附廢水可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)果表明，當(dāng)溶液中Cr（Ⅵ）的質(zhì)量濃度為50mg/L，pH=3，吸附時(shí)間為1.5h時(shí)，活性炭的吸附性能和Cr（Ⅵ）的去除率最好。
因此，用活性炭處理含鉻廢水是活性炭對(duì)溶液中Cr（Ⅵ）進(jìn)行物理吸附、化學(xué)吸附和化學(xué)還原的結(jié)果活性炭在含鉻廢水處理中具有吸附性能穩(wěn)定、處理效率高、運(yùn)行成本低和一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
3.2活性炭處理含氰廢水
在工業(yè)生產(chǎn)中，氰化物或副產(chǎn)品氰化物用于濕法提取金銀、生產(chǎn)化纖、焦化、合成氨、電鍍、煤氣生產(chǎn)等行業(yè)，生產(chǎn)過(guò)程中必須排放一定量的含氰廢水。
活性炭在廢水處理中的應(yīng)用由來(lái)已久，其在含氰廢水處理中的應(yīng)用越來(lái)越多但是，由于cnú和HCN在活性炭上的吸附容量較小，一般為3mgcn/GAC~8mgcn/GAC（不同品種），成本效益不高。
3.3活性炭處理含汞廢水
活性炭具有吸附汞和含汞化合物的能力，但其吸附能力有限，僅適用于低汞廢水的處理如果汞濃度高，可以先用化學(xué)沉淀法處理經(jīng)處理后，汞的濃度約為1mg/L，濃度高時(shí)可達(dá)到2-3mg/L然后用活性炭作進(jìn)一步處理。
3.4活性炭處理含酚廢水
含酚廢水廣泛來(lái)源于石化廠、樹(shù)脂廠、焦化廠和煉油化工廠結(jié)果表明，活性炭對(duì)苯酚的吸附性能良好，溫度升高不利于吸附，使吸附容量降低，但達(dá)到吸附平衡的時(shí)間縮短?；钚蕴坑昧亢臀綍r(shí)間具有最佳值在酸性和中性條件下，去除率變化不大在強(qiáng)堿性條件下，苯酚去除率急劇下降堿性條件越強(qiáng)，吸附效果越差。
3.5活性炭處理甲醇廢水
活性炭能吸附甲醇，但吸附能力不強(qiáng)，僅適用于低甲醇含量廢水的處理運(yùn)行結(jié)果表明，該混合物的COD可由40mg/L降至12mg/L以下，甲醇的去除率可達(dá)93.16%-100%出水水質(zhì)能滿足鍋爐除鹽水系統(tǒng)回用的水質(zhì)要求。
3.6煉油廠深度處理
煉油廠含油廢水經(jīng)隔油、氣浮、生物處理后，分別采用砂濾和活性炭過(guò)濾進(jìn)行深度處理廢水中苯酚含量由生物處理后的0.1mg/L降至0.005mg/L，氰由0.19mg/L降至0.048mg/L，cod由85mg/L降至18mg/L。
4、前景
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和污水處理的特殊要求，活性炭的研究逐漸從其孔結(jié)構(gòu)和比表面積發(fā)展到表面官能團(tuán)對(duì)活性炭吸附性能影響的研究。
例如，近年來(lái)，活性炭纖維（ACF）在廢水處理領(lǐng)域引起了科研人員的關(guān)注其直徑一般為5-20μm，其制備原理與傳統(tǒng)活性炭制備方法相同，即用水蒸氣或二氧化碳在800℃以上活化處理纖維碳。
纖維活性炭的孔結(jié)構(gòu)以微孔為主，中孔較少，幾乎沒(méi)有大孔，比表面積可達(dá)2500m2/g，具有吸附解吸速率高、吸附容量大、導(dǎo)電率高等特點(diǎn)。
結(jié)果表明，活性炭纖維對(duì)苯酚的吸附量為248mg/g，飽和吸附后再生后的吸附量基本相同，吸附性能優(yōu)于活性炭室溫下，在酸性或中性條件下，將0.5g活性炭纖維加入100ml 282mg/l含酚模擬廢水中，恒溫振蕩30min，苯酚去除率可達(dá)91%。
近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)活性炭不僅具有吸附特性，而且具有催化特性由此發(fā)展起來(lái)的催化氧化方法越來(lái)越受到重視，其研究也在不斷深化。為了提高處理效率，從研究催化氧化機(jī)理入手，改變活性炭的表面結(jié)構(gòu)，提高活性炭的性能，找到一種理想的吸附劑。
5、結(jié)論
目前，活性炭吸附法處理廢水在我國(guó)尚處于發(fā)展初期一些相關(guān)的理論和技術(shù)還不夠成熟而且，我國(guó)活性炭供應(yīng)相對(duì)緊張，再生設(shè)備少，再生成本高，限制了活性炭的廣泛應(yīng)用不同的應(yīng)用需要不同功能的活性炭原有的活性炭產(chǎn)品已不能滿足新的要求，開(kāi)發(fā)新的活性炭產(chǎn)品顯得尤為重要因此，需要專業(yè)工作者的積極參與和政府的全力支持，采取跨學(xué)科、綜合性的研究方法，使活性炭廢水處理技術(shù)朝著更加科學(xué)、更好的方向發(fā)展。
四川純潔科技有限公司純水設(shè)備采用椰殼活性炭
顆?；钚蕴砍３?yīng)用于吸附分子，顆?；钚蕴课叫詻Q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?；钚蕴靠晒┒喾N應(yīng)用；褐煤基炭具中孔較多，顆?；钚蕴慷疫€有較大的中孔，提供優(yōu)良的可入性；椰殼基顆?；钚蕴恐兄饕俏⒖?，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?；钚蕴考嬗形⒖缀椭锌祝晒┒喾N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(duì)活性炭的選擇和應(yīng)用都起到非常重要的作用?；钚蕴恐饕锢硇阅苤笜?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。
顆粒活性炭主要化學(xué)性能指標(biāo)有：PH值、灰分、水分、著火點(diǎn)、未炭化物、硫化物、氯化物、氰化物、硫酸鹽、酸溶物、醇溶物、鐵含量、鋅含量、鉛含量、砷含量、鈣鎂含量、重金屬含量、磷酸鹽等?；钚蕴恐饕叫阅苤笜?biāo)有：亞甲藍(lán)吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值、四氯化碳吸附值、焦糖吸附值、硫酸奎寧吸附值、飽和硫容量、穿透硫容量、水容量、氯乙烷蒸汽防護(hù)時(shí)間、ABS值等。
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