活性炭是由椰殼、果殼等為原料,經(jīng)過(guò)炭化(燜燒爐)、活化(在斯列普活化爐中800℃高溫水蒸汽活化)、破碎、篩選、風(fēng)選、水洗、烘干等工序制得。
活性炭是凈水器中最主要、使用最多的吸附材料(其他吸附材料還有:中性大孔樹(shù)脂、大孔陰樹(shù)脂、分子篩、硅藻土等)。早在二十世紀(jì)三十年代,人們就用活性炭從焦化廠的廢水中吸附苯酚,因此,活性炭在水處理中的應(yīng)用已有近八十年的歷史。有記載1862年英國(guó)采用活性炭?jī)艋嬘盟?。我?guó)現(xiàn)代最早的凈水器(上海仙童凈水科技有限公司,1986年)也是以活性炭為凈水材料的??梢哉f(shuō),從凈水器誕生以來(lái),活性炭一直與凈水器“形影不離”,難分難解。
一、活性炭的分類
1、根據(jù)制活性炭原料的不同,活性炭可分為:
(1)木質(zhì)炭:又可分為木炭(由木屑為原料制成)、竹炭(由竹為原料制成)、果殼炭(由核桃殼或杏核為原料制成)、椰殼炭(由椰子殼為原料制成),凈水器中常用的是椰殼炭或果殼炭。
(2)煤質(zhì)炭(由無(wú)煙煤制成,以寧夏產(chǎn)的質(zhì)量較好),
(3)骨炭(由動(dòng)物骨頭制成)。
(4)載銀活性炭:一般以果殼活性炭為原料,以特殊工藝使之載銀,含銀量常為0.1~0.3%,它在水中會(huì)緩慢釋放出銀離子(Ag+),而銀離子有殺菌作用,因此載銀活性炭除了普通活性炭的吸附功能外,還具有抑制細(xì)菌繁殖的功能。凈水器一定要用優(yōu)質(zhì)的載銀活性炭,否則開(kāi)始時(shí)出水中銀離子會(huì)超標(biāo),而使用不長(zhǎng)時(shí)間就不再有銀溶出了。筆者曾經(jīng)就如何生產(chǎn)載銀活性炭問(wèn)過(guò)某活性炭生產(chǎn)廠廠長(zhǎng),他說(shuō)把活性炭洗凈,浸泡在硝酸銀溶液中,撈出后濾干,再泡入鹽酸或鹽水中,撈出后濾干、洗凈、烘干。我聽(tīng)完后就告訴他說(shuō),你這是載的氯化銀,氯化銀在水中溶解度較大,就會(huì)出現(xiàn)前述情況,開(kāi)始時(shí)出水中銀離子超標(biāo),飲用此水對(duì)人體有害;使用不長(zhǎng)時(shí)間,氯化銀全溶解完了,就不再有銀離子溶出了,也不再有抑菌作用了。所以這樣的載銀活性炭肯定不行,建議慎用。
2、根據(jù)活性炭形態(tài)的不同,家用凈水器中常用的活性炭可分為:
(1)粉末活性炭(PAC)。粉末活性炭實(shí)際上是粒度更細(xì)小的顆?;钚蕴俊S捎陬w粒細(xì)小,比表面積大,它的吸附效果優(yōu)于常用的顆?;钚蕴俊5聡?guó)世??导懊绹?guó)愛(ài)惠浦就是采用的粉末活性炭。
(2)顆?;钚蕴?GAC)。這是在凈水器中最常用的活性炭。顆粒越小,吸附效果越好,但水的阻力(進(jìn)出口壓差)越大,也容易漏炭,因此凈水器制造廠應(yīng)選擇粒度合適的顆粒。在大型水處理設(shè)備中,常選用10~24目(Φ2.0~0.8mm),小型家用凈水器由于炭柱高度短、流速快、水與活性炭接觸時(shí)間短,建議選用16~32目(Φ1.3~0.6mm)。
(3)活性炭纖維氈(ACF),按原材料不同,它又有二種:一種是以粘膠基纖維長(zhǎng)絲為原料,加工成布,經(jīng)炭化、活化、高溫處理而成;另一種是以聚丙烯腈基纖維為原料,加工成氈,經(jīng)預(yù)氧化、炭化、活化、高溫處理而成。平均孔徑前者為17~26A,后者為10~20A。
活性炭纖維常制成厚1~5mm厚的氈,它的微孔比顆?;钚蕴扛啵缺砻娣e更大(1000~1600m2/g),吸附容量更大(高2~6倍),吸附速度更快,而且具有良好的再生性能,脫附速度快,可重復(fù)使用。缺點(diǎn)是價(jià)格較貴,也易繁殖細(xì)菌。
(4)燒結(jié)活性炭濾芯(CTO),又稱炭棒濾芯、壓縮活性炭濾芯。是由顆粒活性炭加入粘結(jié)劑(如PE樹(shù)脂)加溫?zé)Y(jié)擠壓成型,碳芯外層往往還包有白色聚丙烯(PP)無(wú)紡布。燒結(jié)活性炭濾芯兼有吸附和過(guò)濾(平均孔徑3~20µm)二種功能,但其過(guò)濾功能低于PP熔噴濾芯,吸附功能低于顆粒活性炭濾芯。
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