活性炭在水处理行业中的作用简析概要

活性炭在水处理行业中的作用简析

影响活性炭吸附的因素:吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。吸附能力的大小是用吸附量来衡量的,而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。在水处理中,吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说,颗粒越小,孔隙扩散速度越快,活性炭的吸附能力就越强。污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量。吸附反应通常是放热反应,因此温度低对吸附反应有利。当然,活性炭的吸附能力与污水浓度有关。在一定的温度下,活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。

活性炭是一种经特殊处理的炭,具有无数细小孔隙,表面积巨大,每克活性炭的表面积为500-1500m2。活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能,而且还具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面积,将毒物吸附在活性炭的微孔中,从而阻止毒物的吸收。同时,活性炭能与多种化学物质结合,从而阻止这些物质的吸收。活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用,以达到净化水质的目的。

活性炭滤料的净水作用

活性炭滤料是净水中最主要、使用最多的吸附材料(其他吸附材料还有:中性大孔树脂、大孔阴树脂、分子筛、硅藻土等。活性炭是由椰壳、果壳等为原料,经过炭化(焖烧炉、活化(在斯列普活化炉中800℃高温水蒸汽活化、破碎、筛选、风选、水洗、烘干等工序制得。早在二十世纪三十年代,人们就用活性炭从焦化厂的废水中吸附苯酚,因此,活性炭在水处理中的应用已有近八十年的历史。有记载1862年英国采用活性炭净化饮用水。我国现代最早的净水也是以活性炭为净水材料的。可以说,从净水器诞生以来,活性炭一直与净水“形影不离”,难分难解。

活性炭滤料可去除水中嗅和味、色度、余氯、胶体、有机物(合成洗涤剂、农药、除草剂、杀虫剂、合成染料、三卤甲烷、卤乙酸、内分泌干扰物如邻苯二甲酸酯PAES等、重金属(如汞、银、镉、铬、铅、镍等等、放射性物质等,是净水中使用最早、最广泛实用的净水材料。不仅一般活性炭净水器,在家用反渗透纯水,以及多数超滤、陶瓷、KDF、UV等净水器中,都会用到活性炭。活性炭和KDF都能去除水中余氯,但KDF和氯反应生成锌离子(Zn2+,可能会导致水中锌超标,而用活性炭除氯则没有这

类担心。活性炭在活化过程中形成大量的各种形状的细微孔,构成了巨大的具有吸附作用的表面积,表面积越大,吸附效果越好。

常用活性炭分类

根据活性炭形态的不同,家用净水器中常用的活性炭可分为:粉末活性炭和颗粒活性炭。粉末活性炭实际上是粒度更细小的颗粒活性炭。由于颗粒细小,比表面积大,它的吸附效果优于常用的颗粒活性炭。颗粒活性炭,这是在净水器中最常用的活性炭。颗粒越小,吸附效果越好,但水的阻力(进出口压差越大,也容易漏炭,因此净水

器制造厂应选择粒度合适的颗粒。在大型水处理设备中,常选用10~24目,小型家用净水器由于炭柱高度短、流速快、水与活性炭接触时间短,建议选用16~32目。活性炭纤维毡,按原材料不同,它又有二种:一种是以粘胶基纤维长丝为原料,加工成布,经炭化、活化、高温处理而成;另一种是以聚丙烯腈基纤维为原料,加工成毡,经预氧化、炭化、活化、高温处理而成。平均孔径前者为17~26A,后者为10~20A。

活性炭纤维常制成厚1~5mm厚的毡,它的微孔比颗粒活性炭更多,比表面积更大,吸附容量更大(高2~6倍,吸附速度更快,而且具有良好的再生性能,脱附速度快,可重复使用。缺点是价格较贵,也易繁殖细菌。烧结活性炭滤芯,又称炭棒滤芯、

压缩活性炭滤芯。是由颗粒活性炭加入粘结剂(如PE树脂加温烧结挤压成型,碳芯外层往往还包有白色聚丙烯(PP无纺布。烧结活性炭滤芯兼有吸附和过滤二种功能,但其过滤功能低于PP 熔喷滤芯,吸附功能低于颗粒活性炭滤芯。

活性炭技术发展

软化水处理器行业在发展,活性炭的技术也在发展,作为与软化水处理器结缘已久的“伴侣”,活性炭一直发挥着它应有的作用,当然,随着技术的发展,我们也期待有更好的活性炭品种的出现,给我们的软化水处理器事业锦上添花。活性炭的分类在生产中应用的活性炭种类有很多,一般制成粉末状或颗粒状。粉末状的活性炭吸附能力强,制备容易,价格较低,但再生困难,一般不能重复使用。颗粒状的活性炭价格较贵,但可再生后重复使用,并且使用时的劳动条件较好,操作管理方便。因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭。

活性炭发挥净水作用,不论物理吸附还是化学吸附,都需要一定的时间。因此,软化水处理器生产厂要改进活性炭过滤器或活性炭滤芯的设计,尽可能增加水和活性

炭的接触时间,接触时间=炭柱长度/水在炭柱中的流速,增加炭柱长度和活性炭用量,降低水的流速,都能延长水和活性炭接触时间,提高活性炭的净

水效果和出水水质。对大型活性炭水质处理器来说,在机械行业标准JB/T2932-1999《水处理设备技术条件》中规定,以去除游离氯为目的,水在活性炭过滤器中的流速应≤20m/h,出水水质为残余氯<0.1mg/L;以去除有机物为目的,水在活性炭过滤器中的流速应≤10m/h,出水水质为CODMn<2mgO2/L。在大型反渗透装置的预处理中,余氯和有机物都应去除,则取流速为10m/h,如以活性炭滤层高1m计算,那么水和活性炭的接触时间为0.1h,即6分钟。