粉狀活性炭對飲用水中的嗅味去除及投加方式
粉狀活性炭以優(yōu)質(zhì)木炭為原料，經(jīng)特殊生產(chǎn)工藝精制而成，有物理法、化學法兩種。經(jīng)水蒸氣活化后， 粉狀活性炭高清圖片
精制處理，粉碎而成。本品外觀為黑色粉末狀，在一般溶液下均不溶解。無臭無味，具有表面積大吸附為強、純度高、濾速快、質(zhì)量穩(wěn)定，具有絮凝效應和助濾效應等特點。廣泛適用于食品、醫(yī)藥、味精化工等產(chǎn)品的脫色、除雜精制。也可以用于水的凈化處理。
化學法粉狀活性炭
外觀：為黑色粉末，無臭，無味，在一般溶媒中均不溶解。 性能：以優(yōu)質(zhì)木屑和果殼為原料，氯化鋅、磷酸為活化劑，經(jīng)碳化、活化精制而成，成品吸附能力優(yōu)異，雜質(zhì)含量低。 用途：適用于葡萄糖蔗糖、麥芽糖等糖類的脫色相精制，以及檸檬酸、胱胺酸、油脂、化工產(chǎn)品中大分子色素的去除、提純和精制。 1 引 言
活性炭在水處理中的應用已有悠久的歷史[1]。據(jù)記載,原捷克斯洛伐克在1925年率先在水處理中使用活性炭。到了20世紀50年代以后,活性炭主要用于去除水中天然或加氯后產(chǎn)生的異嗅和異味。到1970年,法國的大型水廠引入粉末活性炭 (PAC)處理工藝。由于活性炭能有效去除污水中大部分有機物和某些無機物,因此, 20世紀60年代初,歐美各國開始大量使用活性炭吸附法處理飲用水和工業(yè)廢水,而日本到1963年已普遍實現(xiàn)用粉末活性炭(PAC)凈化飲用水。目前給水處理中應用粉末活性炭(PAC)已成為深度處理和微污染水處理的有效手段。
2 PAC的基本性質(zhì)
PAC是由無定形炭和不同數(shù)量灰分共同構成的一種吸附劑,其微孔結構發(fā)達,內(nèi)外比表面大, 吸附性能優(yōu)良,可有效去除嗅、味、色度、氯化有機物、農(nóng)藥、天然有機物及人工合成有機物,且生產(chǎn)方便。PAC制造分成炭化和活化兩步。炭化是在溫度小于600℃的條件下,隔絕空氣加熱原材料,通過炭化去除大部分揮發(fā)成分,是原材料裂解成碎片,再組成穩(wěn)定的新結構。通過活化,燒掉炭化時吸附的炭氫化合物及孔隙邊緣炭原子,使活性炭孔隙結構發(fā)達,成為一種有多孔結構的炭[1]。
根據(jù)X射線分析,活性炭的結構由許多石墨型層狀結構的微晶不規(guī)則集合而成。微晶的各層是以六個炭所組成的圓環(huán)為母體,但是有些部位上可以看到,炭原子之間的共價鍵已經(jīng)斷裂,特別是在層的邊緣部位還有許多非結晶結構,這樣的非結晶部位容易進行化學反應。微晶按三維空間連接時, 在微晶之間所形成的空隙,是活性炭具有微孔結構的基礎。這樣,活性炭的多孔性使活性炭具有極大的內(nèi)表面積,而非結晶部位更加強了他對外界物質(zhì)的吸附作用[1]。PAC吸附分物理吸附和化學吸附兩種,物理吸附和化學吸附的比較見下表[1]。
3 PAC在飲用水處理應用中的重要影響因素
水廠在使用PAC時應注意最佳炭種選擇、投加點選取以及投加量確定這三個重要問題。
3·1 炭種選擇
粉末活性炭因其孔隙形狀大小分布、表面官能團分布以及灰分組成和含量等性質(zhì)的不同,表現(xiàn)出不同的吸附特性。這種化學性和孔隙組成的不同, 會影響有機物在活性炭孔隙中的遷移和擴散速度, 并使活性炭對有機物的吸附具有一定的選擇性[1]。在水處理中,對于不同的水質(zhì),所采用的活性炭炭種會不同,所以應在實驗的基礎上,選擇合適該水源水質(zhì)的高效經(jīng)濟的炭種。采用靜態(tài)吸附試驗,可以初步判斷活性炭的吸附能力和吸附速度,初選最佳炭種[2]。
3·2 投加點選取
粉末活性炭投加點選擇主要解決可由混凝去除與粉末活性炭吸附去除有機污染物的競爭問題,和絮凝體對粉末活性炭顆粒的包裹問題[3],目的是在充分發(fā)揮混凝去除有機污染物能力的同時,再利用粉末活性炭去除剩余有機污染物,而又要避免絮凝體對粉末活性炭顆粒的包裹,使總去除率最高, 粉末活性炭用量最省。不同投加點具有的水利條件不一樣,導致粉末活性炭的吸附效果差別很大。對于不同的原水水質(zhì),粉末活性炭的最佳投加點也有所不同,因此投加點應視情況具體分析。
3·3 投加量確定
對于PAC的投加量,當投加較少時,其吸附容量可以充分利用, PAC基本上沒有浪費,但同時目標物質(zhì)出水濃度則較高,難以達標。相反,若 PAC投加過多,雖然目標物質(zhì)出水濃度很小,能滿足飲用水要求,但PAC沒有被充分利用,制水成本會很高。因此,應根據(jù)水廠的實際水質(zhì)情況, 確定合理、經(jīng)濟的投加量[4]。
3·4 其他影響因素
除了上面這三個重要的影響因素,其他因素的影響作用也不容忽視。而環(huán)境因素如pH值、溫度、并存有機物等均不同程度的影響PAC的吸附效果。伍海輝等人[5]采用投加粉末活性炭(PAC) 進行強化黃浦江下游原水常規(guī)工藝處理效果的試驗,結果表明:調(diào)節(jié)pH值為6·0~6·5時其處理效果達到最好。雖然混凝預處理可以去除大分子有機物,避免某些膠體顆粒的在粉末活性炭上的競爭吸附,但水中仍然存在一些背景有機物可能會參與競爭吸附。這種競爭吸附毫無疑問會降低粉末活性炭對目標有機物的去除[6]。
4 粉末活性炭(PAC)對特殊有機污染物的去除
混凝沉淀等常規(guī)工藝對某些特殊有機污染物的去除效果很差,原因是這些物質(zhì)分子量都較小,很難通過混凝沉淀去除。
4·1 PAC對嗅味物質(zhì)的去除
飲用水中的嗅味問題已成為供水界面臨的普遍問題。原水中土嗅味的產(chǎn)生歸因于某些藻類大量繁殖產(chǎn)生的兩種代謝物:土臭素和二甲基異冰片[7]。而混凝、沉淀、過濾、消毒等常規(guī)處理工藝很難將這些物質(zhì)從水中去除。粉末活性炭(PAC)發(fā)達的微孔結構和巨大的比表面積可有效地吸附水中的嗅味物質(zhì)。李大鵬等研究表明[8],除嗅效果與PAC 投加量有一定的線性相關性,隨著PAC投加量的增加出水嗅閾值降低,且在一定范圍內(nèi)每增加10mg/L 的PAC投加量則去除率就上升5%。其原因是,其他有機物也占用了PAC的吸附空間,導致PAC投加量小時的除嗅率較低,增加PAC投加量后增加的那部分PAC相應的補充了吸附其他有機物所耗費的炭量,從而提高了對嗅味的去除率。因此在除嗅過程中,消除原水中其他有機物的干擾是提高除嗅效果的一個關鍵。另外原水嗅閾值的大小對PAC的除嗅效率沒有明顯的影響。李偉光研究表明[9], PAC后移至混凝開始后再投加的效果比 PAC與混凝劑(如堿鋁)同時投加會更好,在混凝中段投加PAC的除嗅效果明顯優(yōu)于投加在混凝前,而且在達到同樣的效果時平均可節(jié)約10mg/L 的PAC。這是因為,原水中存在著一部分即可被混凝去除又可被PAC吸附去除的有機物,如果將 PAC直接投加在原水中,則其不可避免的會吸附部分可以混凝去除的有機物,這些有機物既占據(jù)了致嗅物質(zhì)的吸附位置又限制了小分子有機物在空襲內(nèi)的遷移,大大降低了PAC吸附嗅味物質(zhì)的能力。 JianweiYu等研究表明[10],雖然活性炭表面的性質(zhì) (如表面C=O基、C-O基含量、微孔含量、碘值以及亞甲藍值等)對其吸附能力有很大影響,但在PAC吸附土臭素和二甲基異冰片時,只有微孔數(shù)量這一參數(shù)與其吸附能力之間有很好的線性相關性,其他的參數(shù)如碘值等對其吸附能力影響甚微, 因此可以將微孔數(shù)量作為表征PAC吸附嗅味物質(zhì)能力的有效表征參數(shù)。鞏義市億洋凈水材料廠電話：0371-69599709
鞏義市億洋凈水材料廠手機：15617529663
鞏義市億洋凈水材料廠網(wǎng)址 http://www.yyhuoxingtan.com/
鞏義市億洋凈水材料廠聯(lián)系人：張莉女士
鞏義市億洋凈水材料廠地址：河南省鞏義市杜甫路
