活性炭用量與壽命計算.doc

活性炭1、活性炭基本介紹活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳?；钚蕴恐鞒煞殖颂家酝膺€有氧、氫等元素?；钚蕴吭诮Y(jié)構(gòu)上由于微晶碳是不規(guī)則排列，在交叉連接之間有細(xì)孔，在活化時會產(chǎn)生碳組織缺陷，因此它是一種多孔碳，堆積密度低，比表面積大。2、活性炭凈水原理活性炭是一種很細(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，所以能與雜質(zhì)充分接觸。這些雜質(zhì)碰到毛細(xì)管被吸附，起凈化作用。3、活性炭的要求好的凈水機(jī)凈水器使用的活性炭必須具有吸附容量大、使用壽命長、機(jī)械強(qiáng)度高、灰份低、易沖洗、出水水質(zhì)好等特點，它不但能除去異臭、異味、提高色度，而且對水中的各種有毒有害物質(zhì)如：氯、酚、汞、鉛、砷、氯化物、洗滌劑、農(nóng)藥、化肥等污染物具有很高的去除率。具體主要技術(shù)指標(biāo)如下： 1、粒度（1024目2.00.8 mm ）：95% ；說明：通常來說，顆粒越小的活性炭，比外表積越大，也就是吸附效果越好，但是顆粒越小，損耗也會越大，粉塵也會越多。2、碘吸附值：1000 mg / g ；說明：一般來說碘吸附值越高，活性炭的吸附能力越強(qiáng)3、比表面積：1000-1200 m/ g ；說明：若取1克活性炭，將里面所有的孔壁都展開成一個平面，這個面積將達(dá)到1000平方米（既比表面積為1000g/m2）！影響活性炭吸附性的主要因素就取決于內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的發(fā)達(dá)程度。（及比表面積越大，活性炭的吸附效果越好）。4、亞甲蘭脫色力：10 ml/g ； 說明：除色能力。5、耐磨強(qiáng)度：95% ； 說明：即耐磨損或抗磨擦的性能；強(qiáng)度越高，活性炭性能越好。6、干燥減量：10% ； 說明：干燥減量及指水分，此值越低，活性炭質(zhì)量越好。7、灼燒殘渣：3% ； 說明：灼燒殘渣及指灰分，此值越低，活性炭質(zhì)量越好。8、充填比重：0.48-0.55 g / ml ； 說明：充填比重及指密度，一般密度越小，活性炭的吸附力越好。9、PH值：68 ?；钚蕴渴褂脡勖暮唵斡嬎愎剑夯钚蕴康馁|(zhì)量假設(shè)為m(千克)；給水活性炭吸附量(7%)=0.07m(千克) =70m(克)（給水活性炭吸附量根據(jù)活性炭的質(zhì)量好壞有所不同）水流量=L(噸每小時)進(jìn)水有機(jī)物含量為a(毫克每升)=a（克每噸）進(jìn)入活性炭有機(jī)物= a（克每噸)L(噸每小時)=a*L(克每小時)活性炭壽命=70m(克)/ a*L(克每小時) =70m/ a*L(小時)由以上公式在知道了水流量，進(jìn)水有機(jī)物含量，使用活性炭質(zhì)量的情況下就可以大致推測出活性炭的使用壽命，反之亦可推測出其他參數(shù)值。4、活性炭的分類由于原料來源、制造方法、外觀形狀和應(yīng)用場合不同，活性炭的種類很多，在這里按照活性炭材質(zhì)及結(jié)構(gòu)的不同并在凈水行業(yè)的運用進(jìn)行以下分類。4.1、煤質(zhì)活性炭4.1.1、煤質(zhì)活性炭特點煤質(zhì)活性炭采用優(yōu)質(zhì)煤為原材料,經(jīng)過炭化冷卻活化洗滌等一系列工序研制而成。其外觀普遍為黑色圓柱狀活性炭，不定形煤質(zhì)顆粒活性炭，又稱破碎炭。圓柱形活性炭又稱柱狀炭，一般由粉狀原料和粘結(jié)劑經(jīng)混捏、擠壓成型再經(jīng)炭化、活化等工序制成。也可以用粉狀活性炭加粘結(jié)劑擠壓成型。具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，良好的吸附性能，機(jī)械強(qiáng)度高，易反復(fù)再生，造價低等特點。4.1.2、煤質(zhì)活性炭用途煤質(zhì)活性炭用于有毒氣體的凈化，廢氣處理，工業(yè)和生活用水的凈化處理，溶劑回收等方面。并且廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個方面，如石化行業(yè)的無堿脫臭（精制脫硫醇）、乙烯脫鹽水（精制填料）、催化劑載體（鈀、鉑、銠等）、水凈化及污水處理；電力行業(yè)的電廠水質(zhì)處理及保護(hù)；化工行業(yè)的化工催化劑及載體、氣體凈化、溶劑回收及油脂等的脫色、精制；食品行業(yè)的飲料、酒類、味精母液及食品的精制、脫色；黃金行業(yè)的黃金提取、尾液回收；環(huán)保行業(yè)的污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體凈化；以及相關(guān)行業(yè)的香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發(fā)污染控制，各種浸漬劑液的制備等。4.2、木質(zhì)活性炭4.2.1、木質(zhì)活性炭特點木質(zhì)活性炭采用優(yōu)質(zhì)木屑、椰殼等為原料，經(jīng)粉碎、混合、擠壓、成型、干燥、炭化、活化而制成。具有比表面積大，活性高，微孔發(fā)達(dá)，脫色力強(qiáng)，孔隙結(jié)構(gòu)較大等特點，孔隙結(jié)構(gòu)大，能有較吸附液體中的顏色等較大的各種物質(zhì)、雜質(zhì)。4.2.2、木質(zhì)活性炭用途木質(zhì)活性炭主要用于食品、酒類、油類、飲料、染料、化工、自來水凈化、污水處理、降COD、藥用活性炭等。能有效吸附水中的游離氯、酚、硫和其它有機(jī)污染特，特別是致突變物（THM）的前驅(qū)物質(zhì)，達(dá)到凈化除雜去異味。產(chǎn)品更具脫色、提純、除雜、除臭、去異味、載體、凈化、回收等功能。4.3、纖維活性炭4.3.1、活性炭纖維特點活性炭纖維（ACF），亦稱纖維狀活性炭，是性能優(yōu)于活性炭的高效活性吸附材料和環(huán)保工程材料。其超過50%的碳原子位于內(nèi)外表面，構(gòu)筑成獨特的吸附結(jié)構(gòu)，被稱為表面性固體。 它是由纖維狀前驅(qū)體，經(jīng)一定的程序炭化活化而成。較發(fā)達(dá)的比表面積和較窄的孔徑分布使得它具有較快的吸附脫附速度和較大的吸附容量，且由于它可方便地加工為氈、布、紙等不同的形狀，并具有耐酸堿耐腐蝕特性。4.3.2、活性炭纖維用途適用于處理含酚、醫(yī)藥、硫醇等難以生化分解的有機(jī)廢水。因其吸附量大，吸附速度快，脫附性能好，再生容易，可使裝置小型化，連續(xù)化。工程設(shè)計簡單而靈活，運行費用低，不產(chǎn)生二次污染。 可用于食品、飲料、醫(yī)藥、制糖、釀酒行業(yè)生產(chǎn)中的脫色除臭，飲用水之凈化、殺菌，自來水中去除余氯等用途。 5、活性炭的對比（表一）活性炭分類分析項目測試數(shù)據(jù)煤質(zhì)活性炭碘值800mg/g比表面積850m2/g充填密度0.45-0.55g/cm3強(qiáng)度92木質(zhì)活性炭碘值1000mg/g比表面積1000m2/g充填密度0.38-0.45g/cm3強(qiáng)度90纖維活性炭碘值1500mg/g比表面積1500m2/g充填密度0.2g/cm強(qiáng)度（1）、木質(zhì)活性炭一般比煤質(zhì)活性炭吸附力更強(qiáng)，比表面積更大，吸附效果更好，而同碘值的活性炭也只有木質(zhì)中的椰殼的效果最好。（2）、纖維活性炭比普通活性炭比表面積大、吸脫附速率快、吸附效率高。6、活性炭的識別因木質(zhì)活性炭比煤質(zhì)活性炭成本高許多，而且成品活性炭材質(zhì)一般不容易被普通大眾所識別。市場上常有不法銷售商利用消費者無法識別材質(zhì)的弱點，用煤質(zhì)活性炭假冒椰殼活性炭銷售，不管是民用還是工業(yè)用領(lǐng)域，此現(xiàn)象都較為嚴(yán)重。以下是簡單區(qū)分它們的幾個方法（1）、木質(zhì)活性炭其主要特點是密度小、手感輕，拿在手里的重量明顯比煤質(zhì)活性炭輕。相同重量的活性炭，木質(zhì)活性炭體積一般大于煤質(zhì)活性炭。 （2）、木質(zhì)活性炭形狀一般為破碎顆粒狀、片狀，而成型活性炭，如柱狀、球狀活性炭，多為煤質(zhì)炭。 （3）、因果殼活性炭密度小，手感輕，因此可以將活性炭放到水里，煤質(zhì)炭一般沉底較快，而果殼活性炭浮在水中的時間更長，隨著活性炭吸附水分子達(dá)到飽和，加重自身重量才會逐步全部沉入水底，當(dāng)活性炭全部沉底后，會看見每顆活性炭外面都包裹著一個小氣泡。 （4）、果殼活性炭為小分子孔隙結(jié)構(gòu)，將活性炭放到水里，其吸附水分子時所排空氣會產(chǎn)生許多非常細(xì)小的水泡（肉眼剛好能看見），密密麻麻的不停浮向水面。而煤質(zhì)活性炭一般為大分子孔隙結(jié)構(gòu)，所產(chǎn)生的氣泡相也對較大。7、活性炭的選購方法在無檢測設(shè)備的情況下如何簡單識別活性炭吸附值的高低呢？這里介紹幾種比較容易的方法供參考。（1）、直接看廠家提供的指標(biāo)?；钚蕴砍Ｓ梦街笜?biāo)主要有：碘吸附值、四氯化碳（CTC）吸附值、亞甲藍(lán)吸附值，碘吸附值用來表示活性炭對液體物質(zhì)的吸附能力，四氯化碳吸附值用來表示活性炭對氣體物質(zhì)的吸附能力，亞甲藍(lán)吸附值是用來表示活性炭脫色能力的。這三種指標(biāo)越高，表明活性炭的吸附能力越強(qiáng)。因此在購買活性炭時可根據(jù)自己的使用情況結(jié)合廠家提供的這些指標(biāo)來選購適合自己用途的活性炭。(2)、看體積：上面已經(jīng)介紹過了，要想提高活性炭的吸附性能，只有盡可能多地在活性炭上制造孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙越多，活性炭越酥松，相對密度也就會越輕，因此好的活性炭手感上會比較輕，在同等重量包裝的情況下，性能好的活性炭會比劣質(zhì)活性炭體積大許多。(3)、看氣泡。將一小把活性炭投入水中，由于水的滲透作用，水會逐漸浸入活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)中，迫使孔隙中的空氣排出，從而產(chǎn)生一連串的極為細(xì)小的氣泡，在水中拉出一條細(xì)小的氣泡線，同時會發(fā)出絲絲的氣泡聲。這種現(xiàn)象發(fā)生得越劇烈，持續(xù)時間越長，活性炭的吸附性就越好。(4)、看脫色能力?；钚蕴课侥芰Φ牧硪粋€表現(xiàn)就是脫色能力，活性炭具有能將有色液體變成淺色或無色的神奇能力，這其實就是因為活性炭吸附了有色液體里的色素分子的原因造成的。正因為活性炭的這種特性，被廣泛應(yīng)用于制糖工業(yè)領(lǐng)域中紅糖變白糖的生產(chǎn)過程中。取兩只透明杯子，在一只杯子里放入純凈水，然后滴入一滴紅墨水（這里可以用任何一種便于觀察但不改變水的性質(zhì)的色素都可以，例如藍(lán)墨水、打印機(jī)彩色墨水，但不能使用墨汁和碳素墨水），攪拌均勻后將一半有色水倒入另一個杯子中留作對比樣。將活性炭放入有色水中，數(shù)量應(yīng)達(dá)到水的一半或更多，這樣效果會比較明顯，靜置1020分鐘后與對比水樣進(jìn)行對照，在同等條件下，脫色效果越強(qiáng)說明活性炭吸附性越好。選購活性炭還應(yīng)該注意以下幾點：（1）、活性炭包裝最好是密封包裝的。因為在空氣中或多或少地彌漫著各種有機(jī)大分子物質(zhì)，特別是象在剛裝修不久的商店或家里的儲藏柜里酚醛類物質(zhì)濃度極大，這些物質(zhì)都會被活性炭所吸附，日積月累，活性炭的吸附性能會因為吸附了這些物質(zhì)而降低甚至無法使用。因此越是吸附值高的活性炭越應(yīng)該采用密封包裝以防止活性炭性能被外界干擾。 （2）、現(xiàn)在市場上出現(xiàn)的假冒活性炭有的是用活性炭的半成品“炭化料”來冒充，炭化料只有經(jīng)過“活化”過程才能成為真正的活性炭，而活化過程正是活性炭制造工藝中最重要的制造孔隙結(jié)構(gòu)的過程。缺少了這個過程的炭化料可以說幾乎沒有任何吸附性能。炭化料由于沒有進(jìn)行活化造孔的過程，所以表面要比活性炭光潔，且顏色發(fā)白，略有金屬光澤，手感上要比活性炭硬，且重量也重許多。還有相當(dāng)一部分的假冒活性炭采用的是劣質(zhì)原料攙硅藻土燒制，其碳含量極低，大部分為無活性的物質(zhì)，這種碳顏色相對較白，手感非常重，顆粒長度較長，強(qiáng)度也很高，互相碰撞會發(fā)出類似陶瓷敲擊時的清脆聲音，用手掰開會發(fā)現(xiàn)斷面上有白色細(xì)小顆粒選購時一定要注意以免上當(dāng)。8、活性炭的注意事項8.1、使用活性炭需注意事項（1）、使用前要清洗去除粉塵，否則這些黑色的粉塵可能暫時會影響水質(zhì)的清潔度。但建議不要直接用新鮮的 自來水沖洗，因為活性炭的多孔隙一旦吸附大量自來水中的氯以及漂白粉，在隨后放置到過濾器中使用時會對水質(zhì)造成破壞。 （2）、靠平時簡單的清洗，是無法將活性炭的多孔隙中堵塞的雜物清潔干凈的。所以，務(wù)必定期更換活性炭，以免活性炭因“吸附飽和”而失去功效。且更換的時機(jī)最好不要等它失效以后再更換，如此方可確?；钚蕴磕懿粩嗟匕阉逑渌|(zhì)中的有害物質(zhì)去除。 （3）、活性炭的處理水質(zhì)的效率與其處理用量相關(guān)，通常為“用量多處理水質(zhì)的效果也相對好”。 （4）、定量的活性炭被使用后，在使用初期應(yīng)該經(jīng)常觀測水質(zhì)的變化，并留意觀測結(jié)果，以作為多長時間活性炭失效而更換的時間判斷依據(jù)。8.2、活性炭的運輸和儲存需注意事項（1）、 活性炭在運輸過程中，不得用鐵鉤拖拽，應(yīng)防止與堅硬物質(zhì)混裝，不可強(qiáng)烈振動、磨擦、踩、砸，