如何选用活性炭?
首先选择的活性炭应具有较好的吸附性能,再生后性能恢复较好,化学稳定性好,机械 强度高,碘吸附值、亚甲基蓝吸附值大,价格适中,来源方便,最后要对活性炭进行吸附容 量测定、吸附等温线测定、柱子试验以及再生试验等。具体选用注意以下方面:
(1)要了解活性炭的性能技术指标。因为活性炭在生产过程中采用工艺流程不一样,活 性炭的性能差别很大,碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、机械强度、比表面积、总孔容积、中孔 容积、堆积密度等都是必须收集的活性炭性能技术指标。下表为我国用于水处理的木质及煤 质活性炭国家标准。
净化水用木质活性炭技术指标(GB/T 13803. 2- 1999)
项 目 指 标
一级品 一级品
捵吸附值/(mg/g) > 1000 900
亚甲基蓝吸附值/(mL/0. lg) > 9. 0 7.0
亚甲基蓝吸附值/(mg/g) > 135 105
强度/% > 94.0 85.0
水分/% < 10. 0 10. 0
pH值 > 5. 5〜6. 5 5. 5〜6. 5
表观密度/(g/cm3) > 0. 45〜0. 55 0. 32〜0. 47
粒度 1. 00~0. 63mm/% > 90 85
粒度0. 63mm以下/% < 5 5
灰分/% < 5. 0 5.0
净化水用煤质颗粒活性炭技术指标(GB 7701. 4 — 1997)
项 目 指标 项 目 指 标
孔容积/(cm3/g) 比表面积/(m2/g) 飘浮率/% >0. 65 >900 <2 优级品 一级品 合格品
捵吸附值/(mg/g) >1050 900〜 1049 800〜 899
pH值 6〜10 亚甲基蓝吸附值 >180 150〜 120〜
苯酚吸附值/(mg/g) >140 /(mg/g) 179 149
水分/% 强度/% <5.0
^85 灰分/% <10 380〜 11~15 480〜
粒度/% >2. 50mm 1. 25〜2. 50mm 1. 00〜1. 25mm <1. 00mm <2
^83
<14
<1 装填密度/(g/L) 500 520 560
要注意活性炭的细孔构造情况。活性炭在制造过程中,由于材质和工艺上的差异, 经过活化,往往使活性炭内部所形成的大孔、中孔、微孔的比表面积比率都不一样,造成孔 容积、比表面积也不一样,3种孔径在水处理中所起的作用不一样,大孔主要起通道作用, 即水中有机污染物经过大孔能顺利而通畅地进人中孔或微孔,中孔除了起通道作用使被吸附 物质到达微孔之外,还能对分子直径较大的有机物质起到直接吸附的作用。微孔能吸附液相 中lrnn以下小分子有机物,它的容积和比表面积标志着活性炭吸附能力的优劣。对于水处 理用活性炭来说,微孔担负着除去水中有机物的极其重要的角色。给水用活性炭最好选择微 孔和过渡孔(中孔)都较为发达和比表面积较大的活性炭品种。
活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值。选用活性炭,一般是依据活性炭的碘吸附值 和亚甲基蓝吸附值来进行选择的。选用能去除水中CODCr、TOC以及其他有机污染物的活 性炭碘吸附值要大于900mg/g,亚甲基蓝吸附值应大于120mg/g。
碘分子直径约为0. 534mn,亚甲基蓝分子直径在1. 5〜2. 8nm之间,而木质炭(椰壳 炭)大部分孔隙的直径在1.8〜4nm,非常适合水中小分子有机物的吸附。对水中大分子有 机物的吸附,由中孔、大孔来解决。因此捵吸附值、亚甲基蓝吸附值这两项指标仍然是目前 衡量和评价活性炭的传统指标。
美国生产的F-400水处理活性炭其碘吸附值为1050mg/g,亚甲基蓝吸附值为200mg/g, 远远髙出国产活性炭这两项指标。下表为几种不同国产活性炭性能的测定结果。
几种国产活性炭性能测试结果
指 标 1号木质炭 2号木质炭 3号木质炭 4号木质炭 5号木质炭
微孔容积/(cm3/g) 0. 445 0. 500 0. 451 0. 350 0. 257
比表面积/(cm2/g) 1224 940 932 661 677
孔径2. 8nm以下/% 66.81 43. 56 68.97 62. 25 79. 65
碘吸附值/(mg/g) 900 800 900 800 800
亚甲基蓝吸附值/(mg/g) 131. 8 63.7 106. 5 83.8 37. 1
水处理试验结果表明,去除水中有机物效果好的是1号木质炭和3号木质炭,这和碘吸 附值高、亚甲基蓝吸附值髙是相符合的。