果壳活性炭的种类按生产原料可分为木质果壳活性炭和煤质果壳活性炭。用木材、木屑、果壳、植物纤维等原料制成的果壳活性炭叫木质果壳活性炭;另一类用褐煤、泥煤、烟煤、半烟煤、无烟煤制成的果壳活性炭叫煤质果壳活性炭。若按颗粒大小分,有粉状果壳活性炭 (粒度在200目以下)和颗粒果壳活性炭(粒度在1.6-3.2mm)。若按用途分,有触媒载体果壳活性炭、回收吸附果壳活性炭、脱硫果壳活性炭及净水果壳活性炭。
成品果壳活性炭,其外观是黑色固体物质,无臭无味,主要成分炭占80%以上,其余为氢氧、铁、硫、磷、钙等以及水分和灰分。其不溶于水和有机溶剂,各种类型的果壳活性炭都是由微晶炭组成的海绵状物质。
纯净水用果壳活性炭,一般用无烟煤做原料,经破碎后直接碳化和水蒸气活化制得,外观为不定型颗粒果壳活性炭,粒度为2-4mm,在液相中队低浓度和高浓度的有机物质,均有较高的吸附能力,如对氛的吸附量为150mg/g(当进行水氛含量=300mg/L时)它具有发达的孔结构,过滤孔比较发达,因此对煤化工、石油化工废水中大分子哟极为的吸附优于一般果壳活性炭,由于制造工艺简单,原来易得,所以成本较低,机械强度较好,与一般的粒状果壳活性炭一样,能经过多次高温再生,是有前途的廉价吸附剂。
另一方面在给水处理上,人们还是喜欢用木质果壳活性炭,木质果壳活性炭吸附容量大,有高的碘值和亚甲蓝吸附质,当前生产的家用或者集团用净水器,一般都装木质果壳活性炭和果壳活性炭和椰壳果壳活性炭。
果壳活性炭吸附是利用果壳活性炭的物理吸附、化学吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除水中污染物的水处理方法。
果壳活性炭制法
果壳活性炭
果壳活性炭是用木材、煤、果壳等含碳物质在高温缺氧条件下活化制成,它具有巨大的比表面积(500-1700m2/g)。水处理过程中使用的果壳活性炭有粉末炭和粒状炭两类。粉末炭采用混悬接触吸附方式,而粒状炭则采用过滤吸附方式。果壳活性炭吸附法广泛用于给水处理及废水二级处理出水的深度处理。其主要优点是处理程度高,效果稳定。缺点是处理费用高昂。
果壳活性炭性能
果壳活性炭用木屑、果壳、褐煤等含碳物质为原料,经碳化和活化制成。有粉状(粒径为10~50微米)和颗粒状(粒径为0.4~2.4毫米)两种。通性是多孔,比表面积大。总表面积达每克500~1000米2。主要性能参数是吸附容量和吸附速率。吸附容量是单位重量活性炭达到吸附饱和时能吸附的溶质量,和原料、制造过程及再生方法有关。吸附容量越大,所用活性炭量越省。吸附速率是指单位重量活性炭在单位时间内能吸附的溶质量。因吸附有选择性,性能参数应由实验测定。颗粒活性炭要有一定的机械强度和粒径规格。
果壳活性炭不断吸附水中溶质,直到吸附平衡即溶质浓度不再改变时为止。一定温度下,达到吸附平衡时,单位重量活性炭所吸附的溶质重量和水中溶质浓度的关系曲线,称为吸附等温线。曲线常用弗罗因德利希公式表示: X/M=kC1/n式中X为活性炭吸附的溶质量;M为所加活性炭重量;C为达到吸附平衡时,水中溶质浓度;k和n为试验得出的常数。
果壳活性炭在水处理中的应用
果壳活性炭早用于去除生活用水的臭味。沼泽水常带土味,湖泊和水库水常带藻类形成的臭味,用果壳活性炭处理为有效,并且只需在出现臭味时使用。大多用粉状活性炭,直接投入混凝沉淀池或曝气池内,随污泥排除,不再回收利用。
活性炭能去除水中产生臭味的物质和有机物,如酚、苯、氯、农药、洗涤剂、三卤甲烷等。此外,对银、镉、铬酸根、氰、锑、砷、铋、锡、汞、铅、镍等离子也有吸附能力。在给水处理厂中,活性炭吸附法又起完善水质的作用。采用的设备是以粒状活性炭为滤料的滤池,其构造及工作情况和普通快滤池相似,运行过程中须定期反复冲洗,以除去炭层中的悬游物,防止水头损失过大(见过滤)。果壳活性炭滤床也可采用流化床或移动床。与快滤池不同水流均从下而上。流化床的流速使炭层膨胀,不易阻塞。移动床内失效的炭从池底连续排出,新炭从池顶连续补充