一、活性炭基本介紹

       活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳。活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素。活性炭在結(jié)構(gòu)上由于微晶碳是不規(guī)則排列，在交叉連接之間有細(xì)孔，在活化時(shí)會(huì)產(chǎn)生碳組織缺陷，因此它是一種多孔碳，堆積密度低，比表面積大。

二、活性炭?jī)羲?/span>

       活性炭是一種很細(xì)小的炭粒，有很大的表面積，而且炭粒中還有更細(xì)小的孔——毛細(xì)管。這種毛細(xì)管具有很強(qiáng)的吸附能力，由于炭粒的表面積很大，所以能與雜質(zhì)充分接觸。這些雜質(zhì)碰到毛細(xì)管被吸附，起凈化作用。

三、活性炭的要求

       好的活性炭必須具有吸附容量大、使用壽命長(zhǎng)、機(jī)械強(qiáng)度高、灰份低、易沖洗、出水水質(zhì)好等特點(diǎn)，它不但能除去異臭、異味、提高色度，而且對(duì)水中的各種有毒有害物質(zhì)如：氯、酚、汞、鉛、砷、氯化物、洗滌劑、農(nóng)藥、化肥等污染物具有很高的去除率。

四、具體主要技術(shù)指標(biāo)如下：

       1、粒度(10—24目2.0—0.8mm )：≥95%

說明：通常來說，顆粒越小的活性炭，比外表積越大，也就是吸附效果越好，但是顆粒越小，損耗也會(huì)越大，粉塵也會(huì)越多。

       2、碘吸附值：≥1000mg/g

說明：一般來說碘吸附值越高，活性炭的吸附能力越強(qiáng)。

       3、比表面積：1000---1200m2/g

說明：若取1克活性炭，將里面所有的孔壁都展開成一個(gè)平面，這個(gè)面積將達(dá)到1000平方米(既比表面積為1000g/m2)!影響活性炭吸附性的主要因素就取決于內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的發(fā)達(dá)程度。(及比表面積越大，活性炭的吸附效果越好)。

      4、亞甲蘭脫色力：≥10mL/g

說明：除色能力。

      5、耐磨強(qiáng)度：≥95%

說明：即耐磨損或抗磨擦的性能;強(qiáng)度越高，活性炭性能越好。

      6、干燥減量：≤10%

說明：干燥減量及指水分，此值越低，活性炭質(zhì)量越好。

      7、灼燒殘?jiān)?/span>≤3%

說明：灼燒殘?jiān)爸富曳郑酥翟降停钚蕴抠|(zhì)量越好。

      8、充填比重：0.48---0.55g/mL

說明：充填比重及指密度，一般密度越小，活性炭的吸附力越好。

      9、PH值：6—8

活性炭使用壽命的簡(jiǎn)單計(jì)算公式： 活性炭的質(zhì)量假設(shè)為m(千克);

給水活性炭吸附量(7%)=0.07m(千克) =70m(克)

(給水活性炭吸附量根據(jù)活性炭的質(zhì)量好壞有所不同) 

水流量=L(噸每小時(shí))3、看氣泡。將一小把活性炭投入水中，由于水的滲透作用，水會(huì)逐漸浸入活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)中，迫使孔隙中的空氣排出，從而產(chǎn)生一連串的極為細(xì)小的氣泡，在水中拉出一條細(xì)小的氣泡線，同時(shí)會(huì)發(fā)出絲絲的氣泡聲。這種現(xiàn)象發(fā)生得越劇烈，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，活性炭的吸附性就越好。

4、看脫色能力。活性炭吸附能力的另一個(gè)表現(xiàn)就是脫色能力，活性炭具有能將有色液體變成淺色或無色的神奇能力，這其實(shí)就是因?yàn)榛钚蕴课搅擞猩后w里的色素分子的原因造成的。正因?yàn)榛钚蕴康倪@種特性，被廣泛應(yīng)用于制糖工業(yè)領(lǐng)域中紅糖變白糖的生產(chǎn)過程中。

       取兩只透明杯子，在一只杯子里放入純凈水，然后滴入一滴紅墨水(這里可以用任何一種便于觀察但不改變水的性質(zhì)的色素都可以，例如藍(lán)墨水、打印機(jī)彩色墨水，但不能使用墨汁和碳素墨水)，攪拌均勻后將一半有色水倒入另一個(gè)杯子中留作對(duì)比樣。將活性炭放入有色水中，數(shù)量應(yīng)達(dá)到水的一半或更多，這樣效果會(huì)比較明顯，靜置10—20分鐘后與對(duì)比水樣進(jìn)行對(duì)照，在同等條件下，脫色效果越強(qiáng)說明活性炭吸附性越好。

五、選購活性炭還應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

      (1)活性炭包裝最好是密封包裝的。因?yàn)樵诳諝庵谢蚨嗷蛏俚貜浡鞣N有機(jī)大分子物質(zhì)，特別是象在剛裝修不久的商店或家里的儲(chǔ)藏柜里酚醛類物質(zhì)濃度極大，這些物質(zhì)都會(huì)被活性炭所吸附，日積月累，活性炭的吸附性能會(huì)因?yàn)槲搅诉@些物質(zhì)而降低甚至無法使用。因此越是吸附值高的活性炭越應(yīng)該采用密封包裝以防止活性炭性能被外界干擾。

      (2)現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)的假冒活性炭有的是用活性炭的半成品“炭化料”來冒充，炭化料只有經(jīng)過“活化”過程才能成為真正的活性炭，而活化過程正是活性炭制造工藝中最重要的制造孔隙結(jié)構(gòu)的過程。缺少了這個(gè)過程的炭化料可以說幾乎沒有任何吸附性能。

炭化料由于沒有進(jìn)行活化造孔的過程，所以表面要比活性炭光潔，且顏色發(fā)白，略有金屬光澤，手感上要比活性炭硬，且重量也重許多。還有相當(dāng)一部分的假冒活性炭采用的是劣質(zhì)原料攙硅藻土燒制，其碳含量極低，大部分為無活性的物質(zhì)，這種碳顏色相對(duì)較白，手感非常重，顆粒長(zhǎng)度較長(zhǎng)，強(qiáng)度也很高，互相碰撞會(huì)發(fā)出類似陶瓷敲擊時(shí)的清脆聲音，用手掰開會(huì)發(fā)現(xiàn)斷面上有白色細(xì)小顆粒選購時(shí)一定要注意以免上當(dāng)。

六、活性炭的注意事項(xiàng)

      1使用活性炭需注意事項(xiàng)

       (1)使用前要清洗去除粉塵，否則這些黑色的粉塵可能暫時(shí)會(huì)影響水質(zhì)的清潔度。但建議不要直接用新鮮的自來水沖洗，因?yàn)榛钚蕴康亩嗫紫兑坏┪酱罅孔詠硭械穆纫约捌追郏陔S后放置到過濾器中使用時(shí)會(huì)對(duì)水質(zhì)造成破壞。

       (2)靠平時(shí)簡(jiǎn)單的清洗，是無法將活性炭的多孔隙中堵塞的雜物清潔干凈的。所以，務(wù)必定期更換活性炭，以免活性炭因“吸附飽和”而失去功效。且更換的時(shí)機(jī)最好不要等它失效以后再更換，如此方可確保活性炭能不斷地把水族箱水質(zhì)中的有害物質(zhì)去除。

       (3)活性炭的處理水質(zhì)的效率與其處理用量相關(guān)，通常為“用量多處理水質(zhì)的效果也相對(duì)好”。

       (4)定量的活性炭被使用后，在使用初期應(yīng)該經(jīng)常觀測(cè)水質(zhì)的變化，并留意觀測(cè)結(jié)果，以作為多長(zhǎng)時(shí)間活性炭失效而更換的時(shí)間判斷依據(jù)。

     8.2活性炭的運(yùn)輸和儲(chǔ)存需注意事項(xiàng)

       (1)活性炭在運(yùn)輸過程中，不得用鐵鉤拖拽，應(yīng)防止與堅(jiān)硬物質(zhì)混裝，不可強(qiáng)烈振動(dòng)、磨擦、踩、砸，嚴(yán)禁拋擲，應(yīng)輕裝輕卸，以減少炭粒破碎，影響使用。

       (2)應(yīng)儲(chǔ) 存于陰涼干燥處，防止內(nèi)外包裝袋破裂，防止受潮和吸附空氣中其它物質(zhì)，影響使用效果。嚴(yán)禁與有毒有害氣體或易揮發(fā)物質(zhì)混放，存放要遠(yuǎn)離污染源。

       (3)防止焦油類物質(zhì)：在使用過程中，應(yīng)禁止焦油類粘稠物質(zhì)進(jìn)入活性炭，以免堵塞活性炭孔隙或遮蓋了活性炭展開表面，使液體不能與活性炭展開表面接觸，失去應(yīng)用效果，如液體中含有此類物質(zhì)，應(yīng)在液體進(jìn)入活性炭床前進(jìn)行清除設(shè)以達(dá)到好的應(yīng)用效果。

       (4)活性炭在儲(chǔ)存或運(yùn)輸時(shí)，防止與火源直接接觸，以防著火。

七、活性炭更換周期和吸附量的計(jì)算

案例1

活性炭的吸附量以及使用時(shí)間活性炭對(duì)不同的有機(jī)氣體其吸附能力(用S表示)是不一樣的，有以下表(參考《工業(yè)通風(fēng)》，孫一堅(jiān)主編第四版)：

按一個(gè)排污企業(yè)150mg/m3，風(fēng)量在50000m3/h，一天工作時(shí)長(zhǎng)15小時(shí)算，活性炭的平衡保持量取30%，1t活性炭達(dá)到飽合的時(shí)間為：

T(d)=m*S/C*10-6(kg/mg)*F*t(15h/d)

m：活性炭的質(zhì)量，kg;

S：平衡保持量，%;

C:VOCs總濃度，mg/m3;

F:風(fēng)量，m3/h。

則T=1000*0.3/150*10-6*50000*15=2.67d

也就是1t的活性炭在上述條件下，2.67天就達(dá)到飽合了。

案例2

方法一：

蜂窩活性炭比重：0.45g/cm3

1克/立方厘米=1000千克/立方米

參數(shù)：?jiǎn)翁自O(shè)備排風(fēng)量：25000m3/h，廢氣總濃度為119.5mg/m3，運(yùn)行8h/d

所采用蜂窩活性炭吸附的平衡保持量取75%計(jì)。

一塊蜂窩活性炭質(zhì)量：0.1×0.1×0.1×450kg/m3=0.45kg

單套設(shè)備需要蜂窩活性炭量為：0.8×1.31×1.33÷0.001=1400塊×0.45=630kg

根據(jù)活性炭更換周期計(jì)算公式：

T=m×S÷C×10-6×Q×t

式中：

T—周期，單位天

M—活性炭的質(zhì)量，單位kg

S—平衡保持量，%

10-6—系數(shù)

Q—風(fēng)量，單位m3/h

T—運(yùn)行時(shí)間，單位h/d

T1=630×0.75÷119.5×10-6×25000×8=7.91天

所以單套設(shè)備蜂窩炭更換周期為約8天方法二：

蜂窩炭1g能吸附600mg的有機(jī)廢氣

一塊蜂窩活性炭質(zhì)量：0.1×0.1×0.1×450kg/m3=0.45kg

單套設(shè)備蜂窩炭重量

0.8×1.31×1.33÷0.001=1400塊×0.45=630kg

設(shè)備蜂窩炭的吸附能力為：

630kg=630000g

630000g×600mg=378000000mg

總過濾量為25000m3/h×119.5mg/m3=2987500mg/h

吸附滿周期T2

378000000mg÷2987500mg/h=126.52h

每天工作8小時(shí)算

T2=126.52h÷8=15.81天

因?yàn)?/span>T2>T1所以本項(xiàng)目活性炭更換周期為8—15天、建議10天一換