活性炭的净化应用
一、水净化方面
活性炭能净化水且净化后的水能喝,它吸附是基于常规给水处理,一般置于砂过滤之后,也可与砂滤料组成双层滤料过滤或以其代替砂过滤。
饮用水深度处理时,活性炭滤料上会生长大量微生物,能提高出水水质且延长再生时间,其流程为原水—(加混凝剂)—澄清—过滤(加臭氧)—活性炭吸附—出水。
可吸附水中残留的少量不溶性杂质。
吸附大部分可溶性杂质。
吸附水中的异味。
吸附水中的颜色,使水透明澄清。
活性炭吸附后的水经氯气消毒可作生活用水。在自来水净化工艺中,活性炭吸附一般在过滤之后,此时水较澄清,但仍含少量不溶性杂质、较多可溶性杂质(钙镁化合物)、异味和颜色。
二、大气污染防治领域
我国煤炭燃烧排放的二氧化硫和氮氧化物是主要大气污染物,改性后活性炭材料脱硫、脱硝效果好,投资运行费用低且易再生利用。
首先利用活性炭材料吸附性能将烟气中污染气体物理吸附于表面,在其表面官能团或担载金属催化作用下,将其转化为无污染物。
三、成分与生产原理
活性炭材料是加工处理所得无定形碳,比表面积大,对气体、溶液中物质有良好吸附能力,主要包括活性炭和活性炭纤维等。其化学性质稳定,机械强度高,耐酸、碱、热,不溶于水与有机溶剂,已广泛应用于多个领域。
活性炭 80%-90%以上由碳元素组成,是疏水性吸附剂,除碳元素外还含两类掺和物:化学结合的氧和氢(未完全炭化残留或活化时外来元素结合),以及灰分(无机部分)。
主要原料几乎是所有富含碳的有机材料,如煤、木材等,在活化炉中高温高压热解转换成活性炭,在此过程中形成巨大表面积和复杂孔隙结构,吸附过程在孔隙和表面进行,孔隙大小对吸附质有选择吸附作用。
四、活性炭的功能
室内去毒:可调控居室空气,吸附装饰材料散发的有毒有害化学气体,调节居室空间湿度。
防驻防霉:保藏书画古籍,防止发霉和去除霉味。
室内除菌:有效去除多种细菌,抑制病源传播。
室内除味:厕所、厨房等放置活性炭可去除臭味、异味。
室内环保:在写字楼等场所放活性炭可除臭、消毒、净化空气。
空气净化:吸附甲醛等空气中有害物质,但吸收一定程度会饱和,可能造成二次污染,很多人用玛雅蓝代替,活性炭价格便宜,玛雅蓝价格较贵但不易饱和可二次利用。
五、净水处理应用
活性炭是环境友好型吸附剂,原料充足、安全性高、耐酸碱等,对自来水水中多种污染物有很好过滤效果,如溶解的有机污染物、漂白粉、余氯、农药残留等,对重金属也有较强吸附能力,对水质浑浊有澄清作用,可除去异臭、异味,对细菌也有极好过滤作用,在水处理中越来越受重视。
活性炭吸附处理建立在常规市政供水基础上,一般设置在前置过滤或 PP 棉过滤之后,先过滤大颗粒杂质,再进行水污染物吸附过滤。
六、用途总结
活性炭用途广泛,包括空气净化(去除空气中异味、烟雾等污染物,工业废气处理)、水处理(去除水中杂质、氯等,提升水质)、脱色和提纯(食品化工等行业去除颜色等杂质)、医疗和救援(中毒事件清除胃肠道有毒物质,战场处理伤口)、土壤和地下水修复(吸附处理污染物)等领域,在各个领域都发挥着不可或缺的作用。