http://www.gydfjs.com 粉末活性炭的吸附性能評價研究
另一方面，對於吸附劑粉末活性炭，其內(nèi)表面化學(xué)結(jié)構(gòu)，比表面積可以影響吸附能力。在實際生產(chǎn)應(yīng)用中還有吸附速率的問題，活性炭顆粒的孔隙大小，粒徑分佈決定了溶質(zhì)分子向碳粒內(nèi)部擴散的速度。所以活性炭的吸附能力和吸附速率兩方面決定了活性炭的品質(zhì)。因此如何評價選擇活性炭的種類和品質(zhì)，如何根據(jù)水源水質(zhì)選擇合適的碳種和投加量，成為生產(chǎn)中亟待研究解決的重要課題。國內(nèi)一般主要採用碘值，亞甲藍(lán)值來評價活性炭的吸附性能。但是生產(chǎn)實踐和經(jīng)驗都證明僅採用這兩個指標(biāo)不能全面評價活性炭，與實際的吸附效果有所差距。因此採用這些指標(biāo)判斷活性炭的效能只有部分理論意義，不能全面，準(zhǔn)確地反應(yīng)實際吸附狀況。
(一) 目前評價水處理粉末活性炭的指標(biāo)存在的問題
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn):碘值，亞甲藍(lán)值只能夠表明活性炭顆粒中細(xì)小孔徑的比表面積大小，但是在實際生產(chǎn)中有吸附速率的問題，即凈水工藝中吸附時間是有限的，水處理中應(yīng)用的粉末活性炭遠(yuǎn)未達(dá)到完全吸附平衡?；钚蕴款w粒內(nèi)部中等孔隙是有機物分子的進(jìn)入通道，一般認(rèn)為活性炭的中等孔隙越發(fā)達(dá)越有利於吸附動力學(xué)平衡，所以中孔是否發(fā)達(dá)決定了吸附速率。為了結(jié)合實際應(yīng)用，我們不僅考慮粉末活性炭的總吸附比表面積(也就是碘值，亞甲藍(lán)值等指標(biāo))，還要判斷粉末活性炭顆粒內(nèi)部的孔徑分佈是否容易達(dá)到快速吸附，即明確轉(zhuǎn)化為如何評價活性炭的孔徑分佈是否合理。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，採用一些具有特定立體空間結(jié)構(gòu)的有色大分子可以表徵活性炭的孔徑分佈。同時這些物質(zhì)可以採用一定的分析方法精確定量。採用這一系列的分子量階梯排列的吸附質(zhì)來評價粉末活性炭的綜合性能，與水廠生產(chǎn)情況和實際水樣吸附效果相一致。
(二) 通過研究分析尋找水體特定的污染表徵物，制定相應(yīng)的評價方法。
隨著試驗深入，採用某水源廣泛存在的一種典型有機污染化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)樣來作為吸附質(zhì)進(jìn)行試驗。這種酚類物質(zhì)分子量適中，中等極性，分子空間結(jié)構(gòu)較大，所以可以很好地代表水中的較復(fù)雜有機分子。採用綜合評價方法來衡量活性炭的性能:採用碘值，亞甲藍(lán)吸附值評價粉末活性炭的微孔比表面積；採用一些具有特定結(jié)構(gòu)的大分子表徵活性炭的中孔發(fā)達(dá)情況；採用一種酚類標(biāo)樣作為復(fù)雜有機物質(zhì)的代表來確定活性炭的吸附能力，通過三方面綜合評判可以更加準(zhǔn)確和客觀。吸附特定大分子有機物，對於木質(zhì)碳而言，250目的吸附效果比200目提高10.1%，325目的比200目提高25.3%；對於煤質(zhì)而言，250目的吸附效果比200目提高66.2%，325目的比200目提高101.5%。對於木質(zhì)和煤質(zhì)活性炭吸附特定大分子有機物效果比較，木質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)於煤質(zhì)。吸附特定天然有機物，對於木質(zhì)碳而言，250目的吸附效果比200目提高49.2%，325目的比200目提高61.9%；對於煤質(zhì)而言，250目的吸附效果比200目提高48.0%，325目的比200目提高56.0%。以這兩種木質(zhì)和煤質(zhì)活性炭吸附特定天然有機物比較，木質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)於煤質(zhì)，吸附數(shù)量超過1-2倍。試驗結(jié)果表明:l)木材，果核為原料生產(chǎn)的活性炭與無煙煤為原料生產(chǎn)的活性炭相比，中孔數(shù)量較多，從吸附性能角度看，一般木質(zhì)，果核類活性炭較適合於某重污染水源，去除以酚類為主的致臭污染物水處理應(yīng)用。煤質(zhì)碳由於比重較大，相對用於助凝去除有機物和價格上有優(yōu)勢，尤其是對於不是以酚類為主的污染源的吸附流程較短的水廠。通過研究認(rèn)為粉末活性炭的吸附能力與粒徑相關(guān)，粒徑越小，比表面積越大，吸附越強；但粒徑過小，易於穿透濾層，引起用戶不滿。根據(jù)生產(chǎn)應(yīng)用經(jīng)驗認(rèn)為，如在吸水口投加的水廠，為了充分利用粉末活性炭的吸附能力，宜採用目數(shù)大於250目的粉末活性炭；但同時必須嚴(yán)格控制沉淀池出水濁度為1NTU左右，嚴(yán)格控制好濾池濾速。投加量較大的和在混凝沉淀后投加的水廠，宜採用小於200目的粉末活性炭，以確保自來水水質(zhì)。
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