從粉狀活性炭脫色劑技術發現至今,BAC已在許多國家成功地應用於汙染水源淨化,工業廢水處理和汙水的深度淨化等。粉狀活性炭脫色劑技術的應用研究有以下凡個方麵。
粉狀活性炭脫色劑-飲用水處理:
粉狀活性炭脫色劑目前在日本、西歐等國家的水廠有著較為廣泛的應用,其中有代表的應用實例有,法國魯昂市夏佩爾水廠,該廠是世界上運行最久的粉狀活性炭脫色劑處理廠,是BAC工藝最具有代表性的生產應用,其處理流程為:源水—預臭氣化—砂濾,粒狀生物炭濾池—二次臭氧化—後氧化出水。該廠處理量為5萬立方米/天,采用粉狀活性炭脫色劑主要是去除氨及合成有機物。進水CODMH為0.15mg/L,去除率為20%左右。運轉到26個月時出水水質仍然很好,活性炭不必再生。
Kong運用臭氧化粉狀活性炭脫色劑、粉狀活性炭脫色劑和氧化顆粒活性炭£種方法處理日本Minaga水庫原水,根據水中溶解性有機物、可(ke)吸(xi)附(fu)溶(rong)解(jie)性(xing)有(you)機(ji)物(wu)和(he)可(ke)生(sheng)物(wu)降(jiang)解(jie)溶(rong)解(jie)性(xing)有(you)機(ji)物(wu)去(qu)除(chu)率(lv)評(ping)價(jia)的(de)三(san)種(zhong)方(fang)法(fa)。溶(rong)解(jie)性(xing)有(you)機(ji)物(wu)基(ji)本(ben)上(shang)都(dou)能(neng)被(bei)活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu),臭(chou)鋌(ting)軹(zhi)化(hua)能(neng)提(ti)高(gao)有(you)機(ji)物(wu)的(de)可(ke)生(sheng)化(hua)性(xing),03-BAC的出水水質明顯比另兩種要高。
三(3甲烷生成勢(THMFP)suizheyanghuaxiaodudeguangfanshiyongchengweirenmenpubianguanxindexinwenti。chouyangfenzhuanghuoxingtantuosejijishubujinjuyouchouyangyanghua,tigaorongjieyangdeyoudian,erqiexietonglehuoxingtandexifuzuoyongheqianghuaweishengwudeshengwujiangjiezuoyong。andongdengrenyanjiulefenzhuanghuoxingtantuosejigongyichulihoushuizhicanshuTHMFP與溶解性有機物之間的關係,以及pH對它們相互關係的影響,結果表明:粉狀活性炭脫色劑工藝可以長期穩定地去除50. 2%?59. 3%的THMFP。
【粉狀活性炭的加料方法和技巧】
fenzhuanghuoxingtanyinyifeisan,yinerzaicaozuoguanlishangyaoyanjiazhuyiyouqiyaozhuyixuanyongzhuangliaoshebeidefangshi,weilegaijinzuoyehuanjinghetigaogongzuoxiaolv,tongchangdoucaiyongzidongyunzhuandezhuangliaoshebei,huoxingtandeyunshu,youshicaiyongrongqi,danduoshuchanghecaiyongdaizijinxing。suoyizaizhuangliaoshi,yixiesuixie、棉mian線xian頭tou和he木mu片pian等deng雜za質zhi容rong易yi混hun入ru活huo性xing炭tan袋dai中zhong,有you時shi也ye會hui因yin此ci而er產chan生sheng事shi故gu。為wei了le消xiao除chu上shang述shu故gu障zhang,可ke在zai裝zhuang料liao鬥dou或huo在zai輸shu送song活huo性xing炭tan的de管guan道dao中zhong加jia裝zhuang金jin屬shu網wang,並bing在zai適shi當dang的de時shi候hou將jiang其qi取qu出chu來lai加jia以yi清qing掃sao,以yi便bian通tong過guo這zhe種zhong方fang法fa來lai清qing除chu活huo性xing炭tan袋dai中zhong的de異yi物wu。活huo性xing炭tan在zai漏lou鬥dou中zhong央yang經jing常chang會hui堆dui積ji起qi來lai形xing成cheng一yi種zhong堵du塞sai棚peng料liao的de現xian象xiang,使shi加jia進jin的de活huo性xing炭tan無wu法fa通tong過guo。每mei當dang遇yu到dao這zhe種zhong情qing況kuang,則ze需xu要yao改gai變bian漏lou鬥dou下xia部bu的de傾qing斜xie角jiao度du,使shi漏lou鬥dou的de下xia部bu傾qing斜xie度du更geng陡dou,以yi便bian使shi加jia入ru的de活huo性xing炭tan能neng暢chang通tong地di下xia落luo。活huo性xing炭tan加jia料liao通tong常chang采cai用yong噴pen射she器qi噴pen射she的de方fang式shi進jin行xing,但dan在zai加jia料liao時shi,要yao注zhu意yi活huo性xing炭tan對dui旋xuan轉zhuan加jia料liao閥fa或huo噴pen射she器qi的de磨mo損sun程cheng度du。為wei此ci,上shang述shu的de噴pen射she器qi或huo旋xuan轉zhuan加jia料liao閥fa等deng至zhi少shao要yao半ban年nian徹che底di檢jian修xiu一yi次ci。
fenzhuanghuoxingtandejiaruliangkeyongliangzhongfangfalaiceliang,yizhongshirongliangfa,erlingyizhongzeshizhongliangfa。danqianyizhongfangfaxuyaogenjubiaoguanmiduheshuifen,erhouyizhongfangfazexuyaoxiancedinghuoxingtandeshuifenhanliang,ranhoufenbiejinxingxiuzheng,fouzejiangwufaqiuchuzhenzhengdejialiaoliang。lingwai,yeyoubahuoxingtanpeizhichengjiangyehou,zailiyongdingliangbengjiarudefangfa。ruocaiyongzhezhongfangfa,xuyaojingqueditiaojiejiangyedenongdu。
zaidaliangjiaruhuoxingtandechanghe,xuyaoyinqizhuyideshi,huoxingtanzaichendianchizhongchendianbugouchongfenhuoyinfenzhuanghuoxingtanweiningjuerlouchuchendianchidewenti,yinweichuxianxieloujiuhuidaozhisuoweideheishuichuxian,guxuchongfenzhuyi。
由you於yu粉fen狀zhuang活huo性xing炭tan非fei常chang容rong易yi飛fei散san,這zhe一yi點dian已yi列lie入ru活huo性xing炭tan裝zhuang料liao設she備bei的de注zhu意yi事shi項xiang之zhi中zhong,所suo以yi粉fen狀zhuang活huo性xing炭tan的de操cao作zuo現xian場chang最zui好hao與yu其qi它ta設she備bei隔ge開kai設she置zhi。因yin為wei粉fen狀zhuang活huo性xing炭tan一yi接jie觸chu電dian器qi係xi統tong,就jiu會hui產chan生sheng絕jue緣yuan不bu良liang現xian象xiang。因yin此ci,在zai進jin行xing設she計ji時shi,就jiu要yao對dui此ci加jia以yi慎shen重zhong地di考kao慮lv,以yi便bian使shi活huo性xing炭tan加jia料liao設she備bei獲huo得de萬wan無wu一yi失shi的de好hao效xiao果guo。
粉狀活性炭的製備方法:
1)氣體活化法:世界上生產活性炭的廠家70%以上都是采用氣體活化法。我國主要以氣體活化法生產活性炭。物理活化對環境汙染小,因其是依靠氧化碳原子形成孔隙結構, 故活性炭的收率不高,且活化溫度較高,需先進行炭化再活化。
2)化學活化法:1980s年代中期,美國阿莫卡公司以KOH為活化劑,采用化學活化法,製得比表麵積大於2500m2/g的活性炭。日本大阪煤氣公司,用中間相瀝青微球為原料、也采用類似的活化方法製得比表麵積高達4 000 m2/g的活性炭。日本關西熱化學也有這種稱之為Maxsorb的製品。中國科學院山西煤炭化學研究所於1990s年代初開展了這方麵的研究工作,並成功製得了高比表麵積活性炭(SBET~3 600 m2/g)。另外,國內外對加入H3PO4進行活化的研究較多,美國於1970s年代將原料褐煤及次煙煤用稀磷酸處理,獲得了高比表麵及活性的活性炭,其比表麵積高達3 000 m2/g。現在美國大約有40%~50%活性炭采用磷酸活化法。法國、德國、意大利、比利時、荷蘭、英國等西歐各國大約有15%的de生sheng產chan廠chang家jia采cai用yong該gai活huo化hua方fang法fa。日ri本ben采cai用yong磷lin酸suan活huo化hua法fa相xiang比bi於yu美mei國guo則ze少shao些xie。我wo國guo這zhe方fang麵mian的de報bao導dao則ze很hen少shao,還hai處chu於yu研yan究jiu起qi步bu階jie段duan。主zhu要yao化hua學xue試shi劑ji有you:氯化鋅、磷酸、硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、硫化鉀、碳酸鉀等鉀的化合物。美國和日本采用化學KOH活化製備活性炭已經實現了工業化。
化學活化法工藝特點是活化溫度低,易對產品的孔隙結構進行調整。化學活化法是炭化活化一次完成, 有利於形成尺寸較小的碳微晶, 容易形成細的孔隙結構, 可以製造出孔隙更發達、xifuxingnenggenghaodehuoxingtan,tandexiangduidelvjiaogao。danhuaxuehuohuaduishebeifushixingda,wuranhuanjing,qizhidedehuoxingtanzhongcanliuhuaxueyaopinhuohuaji,yingyongfangmianshoudaoxianzhi。
3)化學物理活化法:為了發揮物理活化和化學活化各自的優點,目前世界各國包括我國在內都在研究、探討將化學活化法和物理活化法結合起來,用新型的生產工藝,生產出孔隙結構更加合理、發達、吸附性能更優越、用途更廣泛的活性炭產品。
二。 活性炭生產製備技術
1)連續化、無公害化製造技術
歐美等發達國家在活性炭製造技術方麵已完成大型化、自動化、連續化、無公害化製造體係:如美國的卡爾崗公司、維斯特維公司、荷蘭的諾力特公司、年產活性炭均超過萬噸,員工僅100多人。而且對製造新工藝的研究與活性炭微孔結構和表麵化學基團的關係研究,做到了品種的專用化和多樣化。如美國、日本的活性炭產品品種達到數百種。
2)活化劑低消耗製造工藝
傳統化學法製造活性炭的缺點是活化劑消耗大,回收率低,產生的廢水廢氣對環境造成危害。隨著工藝技術的進步,日本氯化鋅法活性炭生產技術采用回轉爐兩段法,較低溫活化,其氯化鋅消耗量極低。美國磷酸法生產活性炭,磷酸消耗在20%(每噸活性炭的酸耗)以下,生產環境清潔。磷酸的低消耗不僅大大降低生產成本,最主要保護了環境,實現了清潔生產。
3)原料預處理
活性炭原料的預處理包括脫灰和預氧化。活性炭生產原料為木質、煤質等天然產物,均含有一定量的雜質,如Si、Al、Ca、Mg等(deng)元(yuan)素(su),這(zhe)些(xie)成(cheng)分(fen)在(zai)活(huo)性(xing)炭(tan)製(zhi)備(bei)過(guo)程(cheng)中(zhong)有(you)極(ji)敏(min)感(gan)的(de)阻(zu)止(zhi)微(wei)孔(kong)形(xing)成(cheng)的(de)作(zuo)用(yong)通(tong)過(guo)對(dui)原(yuan)料(liao)脫(tuo)灰(hui)預(yu)處(chu)理(li),能(neng)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)活(huo)性(xing)炭(tan)性(xing)能(neng)。以(yi)煤(mei)質(zhi)原(yuan)料(liao)為(wei)例(li),國(guo)內(nei)外(wai)研(yan)究(jiu)采(cai)用(yong)新(xin)的(de)研(yan)磨(mo)技(ji)術(shu)結(jie)合(he)化(hua)學(xue)洗(xi)滌(di)法(fa),可(ke)獲(huo)得(de)灰(hui)分(fen)為(wei)1%的精煤,但是成本相對較高。
活化前對原材料進行適當的氧化處理,可以提高活性炭的吸附性能和產率。原料預氧化對活化過程有兩點較為明確的優點:一是能降低活化溫度和縮短活化時間;二er是shi通tong過guo原yuan料liao的de預yu氧yang化hua後hou增zeng加jia了le原yuan料liao的de表biao麵mian活huo性xing,使shi得de活huo化hua作zuo用yong更geng容rong易yi深shen入ru到dao原yuan料liao顆ke粒li內nei部bu。原yuan料liao預yu氧yang化hua處chu理li一yi般ban有you幹gan和he濕shi兩liang種zhong方fang法fa幹gan法fa為wei在zai一yi定ding加jia熱re條tiao件jian下xia,用yong空kong氣qi、氧氣等氣體作為氧化劑,濕法則常用硝酸、硫酸等作氧化劑。研究表明,氧化預處理可獲得煤質活性炭比表麵積3 000m2/g,碘吸附值1 500mg/g,亞甲基藍吸附值300 mg/g,苯酚吸附值250 m g/g的性能,對於木質活性炭的亞甲基藍吸附值可達到760 mg/g。
3)使用催化活化劑
dangliyongwulihuohuafazhibeichaojihuoxingtanshi,tianjiacuihuajijinxingcuihuahuohuakechengbeitigaofanyingsulv,jiangdihuohuawendu,bingqiekongjingfenbujizhong。liru,guoneizhuanliyicaiyonggaicuihuawulihuohuafa,C-H2O反應活化能從185 kJ/mol降低到164~169 kJ/mol,孔徑集中於5~10 nm。日本專利采用過渡金屬元素作催化劑,不僅減少了反應時間,而且獲得比表麵積達到2 500~3 000m2/g的超級活性炭,有代表性的過渡金屬化合物有Fe2 (NO3)3、Fe(OH)3、FePO4、FeBr3、Fe2O3等。但過快的反應速度可能會使微孔壁麵被燒穿,破壞微孔結構。
4)使用模板
在無機物模板內很小空間(納米級)zhongyinruyoujijuhewubingshiqitanhua,ranhouyongqiangsuanjiangmobanrongdiaohoujikezhideyuwujiwumobandekongjianjiegouxiangsideduokongtancailiao,gaifangfakezhidekongjingfenbuzhai、選擇吸附性高的中孔活性炭。美國、日本有利用矽凝膠微粒(75~147μm,比表麵積470m2,孔徑4.7 nm)作為模板,製成比表麵積1 100~2 000m2/g,孔徑為1~10 nm,並集中在2 nmdezhaikongjingfenbudehuoxingtancailiao。liyongmobanfazhibeihuoxingtandeyoudianshikeyitongguogaibianmobandefangfakongzhihuoxingtandekongfenbu,dangaifangfadequedianshizhibeigongyifuzaxuyongsuanqudiaomoban,shichengbentigao。
手機版




