活性炭選用及主要理化指標(biāo)
各國(guó)對(duì)活性炭都訂有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)活性炭的碘吸附值、亞甲藍(lán)吸附值、粒度、機(jī)械強(qiáng)度、裝填密度以及pH值及所含重金屬等都有規(guī)定。活性炭生產(chǎn)廠家根據(jù)客戶的需求在長(zhǎng)期生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中均形成了不同的碘吸附值、亞甲藍(lán)吸附值和粒徑等不同規(guī)格的產(chǎn)品,就不規(guī)則形顆?;钚蕴慷裕庵涤?050mg/g、1035mg/g、1000mg/g、950mg/g、900mg/g、850mg/g,粒徑有8 X 30、8 X 20、12 X 40目;就柱狀炭而言,碘值有大于1 000mg/g、亞甲藍(lán)大于200mg/g,碘值950mg/g、亞甲藍(lán)180mg/g,碘值900mg/g、亞甲藍(lán)160mg/g,粒徑有1.5mm,3.0mm等,以上
所列規(guī)格的活性炭在我國(guó)自來(lái)水廠中均有過(guò)使用,此外活性炭的漂浮率、灰分、堆重和強(qiáng)度等也是要考慮的重要因素。
原煤破碎活性炭、柱狀活性炭、柱狀破碎活性炭和壓塊破碎活性炭,各有自己的特點(diǎn)。原煤破碎活性炭,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜,以中、大孔發(fā)達(dá)為主,便于掛生物膜,初次使用性能不錯(cuò),但再生得率差,僅為70%左右;柱狀活性炭表面致密,以微孔發(fā)達(dá)為主,多用于氣相吸附,強(qiáng)度高,在水處理方面性能略遜于原煤破碎炭,但再生得率高,可達(dá)9000;柱狀破碎活性炭是將柱狀炭進(jìn)行破碎篩分而得到的。
目前,國(guó)內(nèi)原煤破碎活性炭和柱狀破碎活性炭?jī)r(jià)格在5000~6000元/t,柱狀活性炭在4000~5000元/t。壓塊破碎活性炭,采用配煤、磨粉、壓塊工藝,生產(chǎn)的活性炭具有吸附性能好,強(qiáng)度高,孔隙均勻等特點(diǎn),但是價(jià)格相對(duì)比較昂貴,7000~8000元/t;活性炭應(yīng)用于水深度處理工藝中并不是吸附碘值越高越好,而是需要對(duì)活性炭性能有一個(gè)綜合的評(píng)估。活性炭的碘值及強(qiáng)度主要由炭化料在活化爐中活化時(shí)間的長(zhǎng)短所決定,活化時(shí)間是決定活性炭生產(chǎn)成本的一個(gè)重要因素,活化時(shí)間長(zhǎng),碘吸附值越高,但活性炭的強(qiáng)度則越低;活性炭的粒徑主要由破碎、篩分決定。
在工程實(shí)踐上,不僅需要考慮粉末活性炭的總吸附比表面積,還要判斷粉末活性炭顆粒內(nèi)部的孔徑分布是否容易達(dá)到快速吸附、使用過(guò)程中粉末活性炭是否達(dá)到吸附平衡,另外還需考慮炭粉粒徑的大小,目數(shù)小的粉末活性炭的吸附比表面積小,吸附效果差一些,目數(shù)大的比表面積大,吸附效果將好一些,但目數(shù)太大有可能穿透濾池。
一般認(rèn)為粉末活性炭的中等孔隙越發(fā)達(dá)越有利于吸附動(dòng)力學(xué)平衡,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),可以采用一些分子質(zhì)量較大的吸附質(zhì)來(lái)衡量孔徑分布,研究表明:木質(zhì)炭對(duì)這兩種物質(zhì)的吸附效果比煤質(zhì)炭好,目數(shù)大的炭粉比目數(shù)小的吸附效果好。
活性炭選擇評(píng)價(jià)首先應(yīng)明確所選活性炭的用途:作為吸附炭,還是作為生物炭但是無(wú)論何種用途都應(yīng)要求,碘值、亞甲藍(lán)值,機(jī)械強(qiáng)度都高的炭。給水處理常用的活性炭有粒狀炭(granular activated carbon,GAC)和粉末炭(powdered activated carbon,PAC)兩種。粉末活性炭具有設(shè)備投資省,價(jià)格便宜,吸附速度快,對(duì)短期及突發(fā)性水質(zhì)污染適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但活性炭無(wú)法回收和再生。