活性炭原料分類以及活性炭制作過程
活性炭及其在凈水技術(shù)中的廣泛應(yīng)用
內(nèi)容： 活性炭廣泛用于工業(yè)三廢治理、溶劑回收、食品飲料提純、載體、醫(yī)藥、黃金提取、半導(dǎo)體應(yīng)用、電池和電能貯存等。調(diào)整活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)，對表面基團進行改性，對提高其特殊性能和特定吸附催化作用具有十分重要的作用。
絕大部分含碳物質(zhì)都可制備活性炭，如木材、鋸末、煤類、泥炭類、果殼、果核、蔗渣及稻殼、石油廢料、廢舊塑料、廢舊皮革、廢輪胎、造紙廢料、城市垃圾等廢棄物。目前普遍認為果殼是制備活性炭的最佳原料，但我國果殼資源十分有限，且不易集中、貯存，價格昂貴。近年來，國內(nèi)外對各種價格較低、來源廣泛的廢棄物相繼進行了制備活性炭的試驗[1]。目前由廢棄物制得的活性炭性能并不高，實際應(yīng)用還較少，但因其價格低廉、含碳率高、材料易得、原料充足且綠色無毒而日益受到青睞。有效地利用廢棄物生產(chǎn)活性炭，不僅可節(jié)約資源且有利于保護生態(tài)環(huán)境。
在環(huán)保產(chǎn)業(yè)當中，活性炭用量最大的是城市水源凈化工程和污水處理工程，約占環(huán)保產(chǎn)業(yè)活性炭總用量的70％以上；其次是空氣凈化，活性炭用量也在逐年上升。然而，活性炭生產(chǎn)過程卻存在著一定程度的環(huán)境污染。在國家環(huán)保政策越來越嚴的情況下，解決好活性炭生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)保問題，是活性炭行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大課題。有專家指出：未來10-20年，我國的活性炭需求將進一步加大，中國活性炭產(chǎn)業(yè)將向著低消耗、低污染和高品質(zhì)、高科技的方向發(fā)展。
活性炭具有較強的吸附性和催化性能，原料充足且安全性高，耐酸堿、耐熱、不溶于水和有機溶劑、易再生等優(yōu)點，是一種環(huán)境友好型吸附劑?；钚蕴孔鳛橐环N優(yōu)良的吸附劑在給水處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，是去除水中有機物、嗅、特別是合成有機物的有效手段。活性炭具有很大的吸附性能主要是由其特殊的表面結(jié)構(gòu)特性和表面化學(xué)特性所決定，同時活性炭的電化學(xué)性質(zhì)對吸附性能也有很大影響。
隨著城市生活飲用水水源受污染程度日益加劇，為提升飲用水水質(zhì)，需要改造水廠常規(guī)水處理工藝，臭氧-活性炭深度水處理技術(shù)的應(yīng)用將日益普及，活性炭的選型將直接影響深度水處理的效果和投資建設(shè)資金。
活性炭作為優(yōu)良的吸附劑在飲水的凈化、廢水的深度處理、凈化或儲存氣體等方面有著廣泛的應(yīng)用。研究表明，活性炭主要對相對分子質(zhì)量小于3000，尤其是500-1000的有機物吸附作用較強。影響活性炭性能的主要因素有比表面積大小、孔容和孔徑分布。一般比表面積、孔容越大，其吸附能力越強。
活性炭在凈水技術(shù)中的應(yīng)用
目前,城市飲用水處理工藝以去除懸浮物、濁度和病原微生物的混凝→沉淀→過濾→消毒常規(guī)處理工藝為主，并根據(jù)水源水的特性選擇適當?shù)奶幚順?gòu)筑物類型,組合成飲用水處理工藝流程。消毒方式主要以氯消毒為主，也有少數(shù)水廠采用二氧化氯、臭氧或紫外線消毒。出水水質(zhì)一般要求達到國家頒布的生活飲用水質(zhì)標準。
對于水質(zhì)良好的水源，傳統(tǒng)的水處理工藝可獲得安全合格的飲用水。但隨著水源水的污染，在對有機物去除、降低三氮含量這些目前飲用水急需解決的問題上，傳統(tǒng)的水處理工藝滿足不了要求，大部分地區(qū)的飲用水雖然經(jīng)過了常規(guī)處理，但仍然含有多種多樣的微量有機物，特別是有毒有害、致畸、致癌和致突變物質(zhì)逐漸增多，人們長期飲用，會出現(xiàn)眩暈、疲勞、脫發(fā)、癌癥發(fā)病率增高等現(xiàn)象。隨著城市化和工業(yè)化的迅猛發(fā)展，飲用水中不斷出現(xiàn)新的病原微生物因子，加氯消毒也不能有效殺滅水中的病原菌、病毒和抗氯型的病原寄生蟲如賈第蟲胞囊和隱孢子蟲卵囊等?？孤刃筒≡⑸锶珉[孢子蟲的出現(xiàn)也使人們對傳統(tǒng)的加氯消毒工藝產(chǎn)生了質(zhì)疑。
為了改善和提高飲用水水質(zhì)，有效地去除飲用水中微量有機物以及鐵、錳、重金屬離子等有害物質(zhì)，防止THMs等致畸、致癌物質(zhì)的產(chǎn)生，世界上眾多的國家都開展了這方面的研究，并采取了相應(yīng)的措施。從現(xiàn)有的資料來看,飲用水深度凈化主要采取預(yù)氧化、活性炭吸附和臭氧氧化等措施。
活性炭在凈化給水方面不僅對色、嗅去除效果良好，而且對合成洗滌劑ABS、三鹵甲烷（THMs）、鹵代烴、游離氯也有較高的吸附能力，也能有效地去除幾乎無法分解的氨基甲酸酯類殺蟲劑等?；钚蕴磕苡行У厝コ械挠坞x氯和某些重金屬（如Hg,Sb,Sn,Cr）且不易產(chǎn)生二次污染，常用于家庭用水及飲用水的凈化處理工藝中。活性炭在廢水處理方面的主要優(yōu)點是處理程度高、出水水質(zhì)穩(wěn)定。與其他方法配合使用可獲得質(zhì)量很高的出水水質(zhì)，甚至達到飲用水標準。在凈水技術(shù)中，一般分為預(yù)處理和深度處理技術(shù)。
吸附預(yù)處理技術(shù)
吸附預(yù)處理技術(shù)是指利用物質(zhì)的吸附性能或交換作用來去除水中污染物的方法。目前用于水處理的吸附劑有活性炭、硅藻土、二氧化硅、活性氧化鋁、沸石及離子交換樹脂等[8]。近年來又研制開發(fā)了一些新型吸附材料，如多孔合成樹脂、活性炭纖維等。其中用的最多的是對水中有機污染物和臭味有較強吸附作用的疏水性物質(zhì)-活性炭。但是粉末活性炭參與混凝沉淀過程后，殘留于污泥中，目前尚無很好的回收再生方法，致使處理費用較高,難以推廣應(yīng)用。粘土礦物類吸附劑雖然貨源充足、價格便宜，具有很好的吸附性能，但大量粘土投入混凝劑中增加了沉淀池的排泥量，給生產(chǎn)運行帶來了一定困難。
由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔徑。由椰殼活性炭制的活性炭具有最小的孔隙半徑。木質(zhì)活性炭一般具有最大的孔隙半徑，它們用於吸附較大的分子，且?guī)缀鯇Ｓ糜谝合嘀?。在都市水處理領(lǐng)域中使用的第一種類型之粒狀活性炭即是用木材制成的，稱為木炭。煤質(zhì)活性炭的孔隙大小介於兩者之間。 在煤質(zhì)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。
活性炭的制造基本上分為兩過程，第一過程包括脫水及炭化，將原料加熱，在170至600℃ 的溫度下干燥，使原有的有機物大?80％炭化。第二過程是使炭化物活化，這是經(jīng)由用活化劑如水蒸汽與炭反應(yīng)來完成的，在吸熱反應(yīng)中主要產(chǎn)生由CO及H2組成的混合氣體,用以燃燒加熱炭化物至適當?shù)亩龋?00至1000℃），以燒除其中所有可分解的物質(zhì)，由此產(chǎn)生發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu)及巨大的比表面積，因而具有很強的吸附能力。 活性炭的孔隙按孔徑的大小可分三類。鞏義市億洋凈水材料廠電話：0371-69599709
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