活性炭是由木質(zhì)、煤質(zhì)和石油焦等含碳的原料經(jīng)熱解、活化加工制備而成,具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和豐富的表面化學(xué)基團(tuán),特異性吸附能力較強(qiáng)的炭材料的統(tǒng)稱。 通常為粉狀或粒狀具有很強(qiáng)吸附能力的多孔無定形炭。由固態(tài)碳質(zhì)物(如煤、木料、硬果殼、果核、樹脂等)在隔絕空氣條件下經(jīng)600~900℃高溫炭化,然后在400~900℃條件下用空氣、二氧化碳、水蒸氣或三者的混合氣體進(jìn)行氧化活化后獲得。
由于活化的過程是一個微觀過程,即大量的分子碳化物表面侵蝕是點(diǎn)狀侵蝕 ,所以造成了活性炭表面具有無數(shù)細(xì)小孔隙。活性炭表面的微孔直徑大多在2~50nm之間,即使是少量的活性炭,也有的表面積,每克活性炭的表面積為500~1500m2,活性炭的一切應(yīng)用,幾乎都基于活性炭的這一特點(diǎn)。
活性炭孔隙結(jié)構(gòu):
活性炭是由石墨微晶、單一平面網(wǎng)狀碳和無定形碳三部分組成,其中石墨微晶是構(gòu)成活性炭的主體部分。活性炭的微晶結(jié)構(gòu)不同于石墨的微晶結(jié)構(gòu),其微晶結(jié)構(gòu)的層間距在0.34~0.35nm之間,間隙大。即使溫度高達(dá)2000 ℃以上也難以轉(zhuǎn)化為石墨,這種微晶結(jié)構(gòu)稱為非石墨微晶,絕大部分活性炭屬于非石墨結(jié)構(gòu)。石墨型結(jié)構(gòu)的微晶排列較有規(guī)則,可經(jīng)處理后轉(zhuǎn)化為石墨。非石墨狀微晶結(jié)構(gòu)使活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu),其孔隙結(jié)構(gòu)可由孔徑分布表征?;钚蕴康目讖椒植挤秶軐挘瑥男∮?nm到數(shù)千nm。有學(xué)者提出將活性炭的孔徑分為三類:孔徑小于2nm為微孔,孔徑在2~50nm為中孔,孔徑大于50nm為大孔。
活性炭處理含油污水:
由于活性炭對水的預(yù)處理要求高,而且活性炭的價格昂貴,因此在廢水處理中,活性炭主要用來去除廢水中的微量污染物,以達(dá)到深度凈化的目的。 煉油廠含油廢水,先經(jīng)隔油、氣浮和生物處理,再經(jīng)砂濾和活性炭過濾深度處理。廢水的含酚量從0.1 mg/L(經(jīng)生物處理后)降至0.005mg/L,含氰量從0.19mg/L降至0.048mg/L,COD從85mg/L 降至18mg/L。
原材料分類符號:
活性炭制造原材料命名的分類符號以材料名稱英文單詞的首字母大寫表示,若名稱首字母重復(fù),則在英文單詞首字母后綴一個小寫英文字母,該字母來源于材料名稱的英文單詞(輔音)。制造原材料分類符號中,由于類屬于木質(zhì)活性炭的加工原材料種類較多,而各種木質(zhì)原材料制造后的活性炭性能有一定的區(qū)別,因此,將木質(zhì)活性炭的制造的原材料細(xì)分為四類:木屑類活性炭、果殼類活性炭、椰殼類活性炭、生物質(zhì)類活性炭。這四類木質(zhì)活性炭的分類符號,用原材料分類符號(W)和其具體的原料(木屑、果殼、椰殼、生物質(zhì))英文單詞的首字母大寫用下腳標(biāo)標(biāo)注共同表示。 其分類符號詳見2016年發(fā)布的中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32560-2016 。
活性炭分類:
中國國家標(biāo)準(zhǔn)將活性炭按照兩部分進(jìn)行分類:一部分按制造使用的主要原材料,另一部分按制造使用的原材料及對應(yīng)的產(chǎn)品形狀組合分類。
利用活性炭處理含鉻廢水是活性炭對溶液中六價鉻的物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)還原等綜合作用的結(jié)果?;钚蕴刻幚砗t廢水,吸附性能穩(wěn)定,處理,操作費(fèi)用低,有一定的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此,用活性炭處理含鉻廢水已得到廣泛應(yīng)用。
活性炭處理染料廢水:
活性炭對染料廢水有良好的脫色效果。染料廢水的脫色率隨溫度的升高而增加,而pH值對染料廢水的脫色效果沒有太大的影響。在佳吸附工藝條件下,酸性品紅、堿性品紅廢水的脫色率均>97%,出水的色度稀釋倍數(shù)≤50倍,COD<50mg/L,達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
黑色顆粒狀果殼活性炭,選用環(huán)保椰殼、桃殼、核桃殼、棗殼等果殼為原料,活性炭采用炭化、活化、過熱蒸氣催化等工藝精制而成,外觀為黑色不定型顆粒,經(jīng)系列生產(chǎn)工藝加工而成的一種活性炭。具有耐磨強(qiáng)度好、空隙發(fā)達(dá)、吸附性能高、強(qiáng)度高、易再生、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于生活、工業(yè)、液相吸附、水質(zhì)凈化、氣相吸附。特別適用于電廠、石化、煉油廠、印染紡織業(yè)、食品飲料、醫(yī)用水、電子高純水、生活飲用水、工業(yè)中水回用等行業(yè)。更能有效吸附水中的游離氯、硫、油、膠質(zhì)、農(nóng)殘留物和其他有機(jī)污染物,余氯、半脫氯值,以及有機(jī)溶劑的回收等