粉末活性炭的吸附性能評(píng)價(jià)研究
另一方面，對(duì)於吸附劑粉末活性炭，其內(nèi)表面化學(xué)結(jié)構(gòu)，比表面積可以影響吸附能力。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中還有吸附速率的問(wèn)題，活性炭顆粒的孔隙大小，粒徑分佈決定了溶質(zhì)分子向碳粒內(nèi)部擴(kuò)散的速度。所以活性炭的吸附能力和吸附速率兩方面決定了活性炭的品質(zhì)。因此如何評(píng)價(jià)選擇活性炭的種類(lèi)和品質(zhì)，如何根據(jù)水源水質(zhì)選擇合適的碳種和投加量，成為生產(chǎn)中亟待研究解決的重要課題。國(guó)內(nèi)一般主要採(cǎi)用碘值，*值來(lái)評(píng)價(jià)活性炭的吸附性能。但是生產(chǎn)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)都證明僅採(cǎi)用這兩個(gè)指標(biāo)不能全面評(píng)價(jià)活性炭，與實(shí)際的吸附效果有所差距。因此採(cǎi)用這些指標(biāo)判斷活性炭的效能只有部分理論意義，不能全面，準(zhǔn)確地反應(yīng)實(shí)際吸附狀況。
（一） 目前評(píng)價(jià)水處理粉末活性炭的指標(biāo)存在的問(wèn)題
經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn):碘值，*值只能夠表明活性炭顆粒中細(xì)小孔徑的比表面積大小，但是在實(shí)際生產(chǎn)中有吸附速率的問(wèn)題，即凈水工藝中吸附時(shí)間是有限的，水處理中應(yīng)用的粉末活性炭遠(yuǎn)未達(dá)到*吸附平衡?；钚蕴款w粒內(nèi)部中等孔隙是有機(jī)物分子的進(jìn)入通道，一般認(rèn)為活性炭的中等孔隙越發(fā)達(dá)越有利於吸附動(dòng)力學(xué)平衡，所以中孔是否發(fā)達(dá)決定了吸附速率。為了結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，我們不僅考慮粉末活性炭的總吸附比表面積（也就是碘值，*值等指標(biāo)），還要判斷粉末活性炭顆粒內(nèi)部的孔徑分佈是否容易達(dá)到快速吸附，即明確轉(zhuǎn)化為如何評(píng)價(jià)活性炭的孔徑分佈是否合理。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，採(cǎi)用一些具有特定立體空間結(jié)構(gòu)的有色大分子可以表徵活性炭的孔徑分佈。同時(shí)這些物質(zhì)可以?huà)?cǎi)用一定的分析方法精確定量。採(cǎi)用這一系列的分子量階梯排列的吸附質(zhì)來(lái)評(píng)價(jià)粉末活性炭的綜合性能，與水廠(chǎng)生產(chǎn)情況和實(shí)際水樣吸附效果相*。
（二） 通過(guò)研究分析尋找水體特定的污染表徵物，制定相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法。
隨著試驗(yàn)深入，採(cǎi)用某水源廣泛存在的一種典型有機(jī)污染化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)樣來(lái)作為吸附質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)。這種酚類(lèi)物質(zhì)分子量適中，中等極性，分子空間結(jié)構(gòu)較大，所以可以很好地代表水中的較復(fù)雜有機(jī)分子。採(cǎi)用綜合評(píng)價(jià)方法來(lái)衡量活性炭的性能:採(cǎi)用碘值，*吸附值評(píng)價(jià)粉末活性炭的微孔比表面積；採(cǎi)用一些具有特定結(jié)構(gòu)的大分子表徵活性炭的中孔發(fā)達(dá)情況；採(cǎi)用一種酚類(lèi)標(biāo)樣作為復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)的代表來(lái)確定活性炭的吸附能力，通過(guò)三方面綜合評(píng)判可以更加準(zhǔn)確和客觀(guān)。吸附特定大分子有機(jī)物，對(duì)於木質(zhì)碳而言，250目的吸附效果比200目提高10.1%，325目的比200目提高25.3%；對(duì)於煤質(zhì)而言，250目的吸附效果比200目提高66.2%，325目的比200目提高101.5%。對(duì)於木質(zhì)和煤質(zhì)活性炭吸附特定大分子有機(jī)物效果比較，木質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)於煤質(zhì)。吸附特定天然有機(jī)物，對(duì)於木質(zhì)碳而言，250目的吸附效果比200目提高49.2%，325目的比200目提高61.9%；對(duì)於煤質(zhì)而言，250目的吸附效果比200目提高48.0%，325目的比200目提高56.0%。以這兩種木質(zhì)和煤質(zhì)活性炭吸附特定天然有機(jī)物比較，木質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)於煤質(zhì)，吸附數(shù)量超過(guò)1-2倍。試驗(yàn)結(jié)果表明:l）木材，果核為原料生產(chǎn)的活性炭與無(wú)煙煤為原料生產(chǎn)的活性炭相比，中孔數(shù)量較多，從吸附性能角度看，一般木質(zhì)，果核類(lèi)活性炭較適合於某重污染水源，去除以酚類(lèi)為主的致臭污染物水處理應(yīng)用。煤質(zhì)碳由於比重較大，相對(duì)用於助凝去除有機(jī)物和價(jià)格上有優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)於不是以酚類(lèi)為主的污染源的吸附流程較短的水廠(chǎng)。通過(guò)研究認(rèn)為粉末活性炭的吸附能力與粒徑相關(guān)，粒徑越小，比表面積越大，吸附越強(qiáng)；但粒徑過(guò)小，易於穿透濾層，引起用戶(hù)不滿(mǎn)。根據(jù)生產(chǎn)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，如在吸水口投加的水廠(chǎng)，為了充分利用粉末活性炭的吸附能力，宜採(cǎi)用目數(shù)大於250目的粉末活性炭；但同時(shí)必須嚴(yán)格控制沉淀池出水濁度為1NTU左右，嚴(yán)格控制好濾池濾速。投加量較大的和在混凝沉淀后投加的水廠(chǎng)，宜採(cǎi)用小於200目的粉末活性炭，以確保自來(lái)水水質(zhì)。
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