現(xiàn)代水處理中,超濾膜(UF)和反滲透膜(RO)已成為深度處理的主要工藝.但當(dāng)原水中有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、微生物和膠體物質(zhì)含量過高時(shí),會(huì)造成膜表面和膜孔的累積.將造成膜表面的堵塞.影響膜的運(yùn)行壽命。利用活性炭作為UF的前處理可去除污水中大部分有機(jī)物.降低COD,從而緩解UF膜和RO膜阻塞和膜的污染問題,可延長(zhǎng)膜的使用時(shí)間。活性炭對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量在500~3000的有機(jī)物去除率一般為70%~86.7%.而對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量>3000的有機(jī)物則達(dá)不到有效去除的效果.但UF對(duì)于大分子的有機(jī)物有良好的去除率。因此活性炭與UF組合去除有機(jī)物效果好 .
1、活性炭在水處理工藝中應(yīng)用已有70多年歷史。 20世紀(jì)60年代,活性炭吸附法在城市用水、城市污水和工業(yè)廢水深度處理中得到廣泛應(yīng)用,它是一項(xiàng)傳統(tǒng)成熟的水處理技術(shù)。
2、根據(jù)原水水質(zhì)及處理工藝,選擇炭種及投加點(diǎn),投加過程中采用合理的工藝,對(duì)提高有機(jī)物去除率具有意義重大。
3、活性炭吸附技術(shù)具有設(shè)備投資省、價(jià)格便宜、吸附速度快、對(duì)短期及突發(fā)性水質(zhì)污染適應(yīng)性強(qiáng)等。
4、粉狀活性炭與超濾膜配合處理有機(jī)污染污水?可優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),對(duì)去除污水中有機(jī)物的效果更佳。
【粉狀活性炭的特點(diǎn)】
活性炭的主要成分是碳，含碳量約90%，通常是用各種植物碎料(木屑、椰殼及蔗渣等)或適當(dāng)?shù)拿夯蚰咎繛樵希?jīng)過特殊的加工處理制成。活性炭的內(nèi)部有很多極微細(xì)的孔隙。孔隙的直徑很小，故總表面積很大，有很強(qiáng)的吸附能力。因原料和制造方法的不同，活性炭的品種相當(dāng)多，分別適用于不同的用途。粉狀活性炭的微孔可以吸附低分子量的氣體和溶液中的小分子，但分子量較高的分子不能進(jìn)入微孔內(nèi);中孔提供進(jìn)入微孔的通道，本身又能吸附分子量較高的物質(zhì);大孔則兼有提供通道和吸附的作用。如果用活性炭吸附小分子物質(zhì)，例如某些氣體(毒氣)和低分子量的有機(jī)物，可以使用微孔較多的產(chǎn)品;但如果要吸附較大的分子，則要選用有較多中孔的產(chǎn)品。活性炭的孔隙的狀況，決定于所用的生產(chǎn)原料及其成分、制造方法和條件等。
粉狀活性炭產(chǎn)品的外形主要有粉狀和粒狀兩大類。粉狀活性炭是非常微細(xì)的粉末，絕大部分可通過200目篩網(wǎng)，大部分可通過325目篩網(wǎng)，粉的尺寸在1～150μm之間(平均約40μm);通常，炭粉越幼細(xì)，它對(duì)雜質(zhì)的吸附速度越大。故常將活性炭產(chǎn)品進(jìn)行高度的破碎和篩選，得到微細(xì)的粉末。粉狀炭的缺點(diǎn)是再生比較困難，通常不再生使用，故消耗量較大(近年也有研究將它再生)。粒狀活性炭通常都再生使用，消耗量較少。它有不定型顆粒狀和柱狀顆粒兩種，粒度在0.5～4mm之間。前者是通過適當(dāng)?shù)钠扑楹秃Y選得到的，后者則是將原料通過造粒機(jī)壓制成型的。
用木屑為原料和用化學(xué)活化法通常制造粉狀活性炭。顆粒活性炭多數(shù)是用煤或木炭為原料，粉碎后加粘合劑(如煤焦油、木素磺酸等)壓制成型，經(jīng)過干餾炭化，然后活化處理制成(或在活化前再打碎成適當(dāng)?shù)牧６?。
【粉狀活性炭的質(zhì)量與性能】
粉狀活性炭的質(zhì)量有多項(xiàng)物理與化學(xué)的指標(biāo)，主要的如：水分、灰分、酸溶物、各種金屬和酸根的含量，以及它的吸附性能等。對(duì)于不同用途的活性炭，時(shí)常用不同的物質(zhì)和方法來檢驗(yàn)它的吸附性能，如亞甲基藍(lán)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(lán)吸附值是最常用的。亞甲基藍(lán)是一種深藍(lán)色染料，對(duì)它的吸附量反映了活性炭吸附小分子物質(zhì)的能力;具有大量微孔的活性炭，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(duì)具有較高分子量的有色物質(zhì)的吸附性能，性能良好的活性炭，此值達(dá)到100～110。
國(guó)內(nèi)外制造的活性炭，都有一類稱為“糖用活性炭”的產(chǎn)品，它可用于糖廠，也可以用在其他類似的行業(yè)，如葡萄糖溶液及味精溶液的精制脫色等。它的主要特點(diǎn)是具有較多的中孔，因而適于處理含有較多大分子有機(jī)物的溶液。這種活性炭的焦糖吸附值比較高。 我國(guó)“糖液脫色用活性炭”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T13803.3-1999)規(guī)定，活性炭產(chǎn)品分為優(yōu)級(jí)品、一級(jí)品和二級(jí)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(chǎn)的活性炭可在7%～9%，不分等級(jí))，酸溶物分別低于1%、1.5%和2%，還有鐵含量和氯含量的規(guī)定。它們的pH值都在3～5之間。
【活性炭的技術(shù)指標(biāo)及主要特性】
活性炭是一種很細(xì)小的炭粒 有很大的表面積，而且炭粒中還有更細(xì)小的孔——毛細(xì)管。這種毛細(xì)管具有很強(qiáng)的吸附能力，由于炭粒的表面積很大，所以能與氣體(雜質(zhì))充分接觸。當(dāng)這些氣體(雜質(zhì))碰到毛細(xì)管被吸附，起凈化作用。活性炭的表面積研究是非常重要的，活性炭的比表面積檢測(cè)數(shù)據(jù)只有采用BET方法檢測(cè)出來的結(jié)果才是真實(shí)可靠的，國(guó)內(nèi)目前有很多儀器只能做直接對(duì)比法的檢測(cè)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也被淘汰了。目前國(guó)內(nèi)外比表面積測(cè)試統(tǒng)一采用多點(diǎn)BET法，國(guó)內(nèi)外制定出來的比表面積測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)都是以BET測(cè)試方法為基礎(chǔ)的，請(qǐng)參看我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。比表面積檢測(cè)其實(shí)是比較耗費(fèi)時(shí)間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測(cè)試可能需要耗費(fèi)一整天的時(shí)間，如果測(cè)試過程沒有實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，那測(cè)試人員就時(shí)刻都不能離開，并且要高度集中，觀察儀表盤，操控旋鈕，稍不留神就會(huì)導(dǎo)致測(cè)試過程的失敗，這會(huì)浪費(fèi)測(cè)試人員很多的寶貴時(shí)間。F-Sorb 2400比表面積測(cè)試儀是真正能夠?qū)崿F(xiàn)BET法檢測(cè)功能的儀器(兼?zhèn)渲苯訉?duì)比法)，更重要的F-Sorb 2400比表面積測(cè)試儀是迄今為止國(guó)內(nèi)唯一完全自動(dòng)化智能化的比表面積檢測(cè)設(shè)備，其測(cè)試結(jié)果與國(guó)際一致性很高，穩(wěn)定性也很好，同時(shí)減少人為誤差，提高測(cè)試結(jié)果精確性。
活性炭對(duì)各氣體的吸附能力(單位：ml/cm3)：
H2、 O2、N2、Cl2、CO2
4.5 、35、11、494、97
【機(jī)械特性】
(1)粒度：采用一套標(biāo)準(zhǔn)篩篩分法，求出留在和通過每只篩子的活性炭重量，表示粒度分布。
(2)靜觀密度或堆密度：飲食孔隙容積和顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。
(3)體積密度和顆粒密度：飲食孔隙容積而不飲食顆粒間空隙容積的單位體積活性炭的重量。
(4)強(qiáng)度：即活性炭的耐破碎性。
(5)耐磨性：即耐磨損或抗磨擦的性能。
這些機(jī)械性質(zhì)直接影響活性炭應(yīng)用，例如：密度影響容器大小;粉炭粗細(xì)影響過濾;粒炭粒度分布影響流體阻力和壓降;破碎性影響活性炭使用壽命和廢炭再生。
【化學(xué)特性】
活性炭的吸附除了物理吸附，還有化學(xué)吸附。活性炭的吸附性既取決于孔隙結(jié)構(gòu)，又取決于化學(xué)組成。
活性炭不僅含碳，而且含少量的化學(xué)結(jié)合、功能團(tuán)開工的氧和氫，例如羰基、羧基、酚類、內(nèi)酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡(luò)合物，有些來自原料的衍生物，有些是在活化時(shí)、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有時(shí)還會(huì)生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質(zhì)集中到活性炭里成為灰分，灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類，如碳酸鹽和磷酸鹽等。
【活性炭應(yīng)用的安全問題】
通常都認(rèn)為應(yīng)用活性炭沒有安全問題，但實(shí)際沒有絕對(duì)的安全，對(duì)活性炭應(yīng)用中的安全不能掉以輕心，對(duì)活性炭的性質(zhì)和不安全的可能性要有所認(rèn)識(shí)。
A. 關(guān)于著火
1) 活性炭不列入危險(xiǎn)品類，但是可燃的。著火后不會(huì)發(fā)生有焰燃燒，只是陰燃。
2)活性炭不會(huì)自燃，在空氣中可能會(huì)著火，與汽油、柴油等混合，可引起燃燒。
3)活性炭燃燒時(shí)如果通風(fēng)不足，會(huì)生成有毒的一氧化碳。
B、關(guān)于貯存
1) 活性炭必須存放在盡可能防火的建筑內(nèi)。
2)活性炭不可與氧化劑混放
3)貯放處禁止明火，火花和吸煙
華禹活性炭張經(jīng)理
華禹活性炭孫經(jīng)理