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工业软化水处理用活性炭工作原理阐述
时间: 2019-08-17 07:09 浏览次数:
目前,工业软化水处理用活性炭(acticarbon)的应用已渗透到国民经济的各部门并且已经进入家庭,成为人们生活必不可少的物品,特别是在世界环境日益恶化的今天活性炭在环境保护方

目前,工业软化水处理用活性炭(acticarbon)的应用已渗透到国民经济的各部门并且已经进入家庭,成为人们生活必不可少的物品,特别是在世界环境日益恶化的今天活性炭在环境保护方面的重要作用与大量使用再次引起各国研究人员的关注。由于价格较高,若使用一次就丢弃,极不经济。活性炭再生过程中首先要考虑尽量减少对碳基质本身的影响,保证再生炭的吸附性能。随着活性炭用量的不断扩大及人们对环境标准要求的提高,要求再生炭工艺简单,运行成本低、设备操作容易,再生后产生的二次污染尽可能(maybe)小,生产(Produce)规模便于控制。目前,许多研究人员在这方面做了大量的工作,取得了较好的成果,但在实际应用中仍存在许多问题。综合以上所述的各种再生方法,笔者认为微波再生法有着极大的发展前途,因为微波技术在工业上已显示了巨大的发展潜力,随着人们对微波技术认识的进一步深入,相关技术问题的解决和今后对低能耗、环境友好技术要求的提高,有理由相信微波技术在活性炭再生方面必将能发挥其应有的作用。
一、活性炭过滤原理:
活性炭的吸附能力与水温的高低、水质的好坏等有一定关系。水温越高,活性炭的吸附能力就越强;若水温高达30℃以上时,吸附能力达到极限,并有逐渐降低的可能(maybe)。当水质呈酸性时,活性炭对阴离子物质的吸附能力便相对减弱;当水质呈碱性时,活性炭对阳离子物质的吸附能力减弱。所以,水质的PH不稳定(说明:稳固安定;没有变动),也会影响到活性炭的吸附能力。
活性炭的吸附原理是:在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度,再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内,使用初期的吸附效果很高。但时间一长,活性炭的吸附能力会不同程度地减弱,吸附效果也随之下降。如果水族箱中水质混浊,水中有机物含量高,活性炭很快就会丧失过滤功能。所以,活性炭应定期清洗或更换。
活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说,活性炭颗粒越小,过滤面积就越大。所以,粉末状的活性炭总面积最大,吸附效果最佳,但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中,难以控制(control),很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动,水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞,其吸附能力强,携带更换方便。
活性炭(acticarbon)的吸附能力和与水接触的时间成正比,接触时间越长,过滤后的水质越佳。注意:过滤的水应缓慢地流出过滤层。新的活性炭在第一次使用前应洗涤洁净,否则有墨黑色水流出。活性炭在装入过滤器前,应在底部和顶部加铺2~3厘米厚的海绵,作用是阻止藻类等大颗粒杂质渗透进去,活性炭使用2~3个月后,如果过滤效果下降(descend)就应调换新的活性炭,海绵层也要定期更换。
二、影响粒状活性炭应用的主要性质:
应用粒状活性炭,尤其大量应用,最影响效果和成本的活性炭主要性质是:吸附量;压降或床层膨胀(inflate);抗磨性;大小、水分、灰分、pH值和可溶物。应用较为大量的粒状活性炭都装在柱型设备中,就要讲究压降(压头损失(loss))或床层膨胀,是设计炭柱的必要因素(factor)。压降由微粒大小和大小分布所决定。床层膨胀由微粒大小、形状和大小分布以及微粒密度所决定。大量使用粒状活性炭时,常加水以泵输送和以运输带脱水,因此要重视活性炭的损失量,讲求活性炭的抗磨性。
三、评价活性炭的吸附能力:
吸附分液相吸附和气相吸附两类,液相吸附能力常以吸附等温线进行评价,气相吸附能力以溶剂蒸气吸附量评价。 吸附等温线表示一定温度(temperature)下吸附系统中被吸附物质的分压或浓度与吸附量之间的关系,即当保持温度不变,可测得平衡吸附量和分压或浓度间的变化关系。以剩余浓度为横轴,以活性炭单质量的吸附量为纵轴可绘出关系曲线。当保持分压或浓度不变,可测得平衡吸附量和温度间的变化关系,绘出关系曲线,即吸附等压线。由于在工业装置中少量成分吸附大致在等温状态下进行,所以吸附等温线最为重要和常用。
溶剂蒸气吸附量表示气相吸附性能,可用颗粒活性炭的四氯化碳吸附率的测定为例,在规定的试验条件下,即规定的炭层高度、气流比速、吸附温度、测定管截面积、四氯化碳蒸气浓度的条件下,持含有一定四氯化碳蒸气浓度的混合空气流不断地通过活性炭,当达到吸附饱和时,活性炭试样所吸附的四氯化碳的质量与试样质量之百分比作为四氯化碳的吸附率。纯水设备EDI技术是一种具有革命性意义的水处理技术,将电渗析与离子交换有机地结合在一起的连续去盐工艺,属高科技绿色环保技术。EDI净水设备具有连续出水、无需酸碱再生和无人值守等优点,已在制备纯水的系统中逐步取代混床作为精处理设备使用。 活性炭应用中对于吸附能力,最好用实际拟用的活性炭、操作的条件、具体的处理物进行评价测试(TestMeasure)。
活性炭的吸附量,即单位活性炭所吸附的吸附质的量,工业上也有称为活性炭的活性,活性有两种表示方法:
静活性-----即通常所指的吸附剂达到平衡的吸附量。
动活性----是指流体混合物通过活性炭(acticarbon)床层,其中吸附质被吸附,经一些时间的运作,活性炭床层流出的流体中开始出现含有一定的吸附质,说明活性炭床层失去吸附能力,此时活性炭上已吸附的吸附质的量,就称为活性炭的活性。是设计大量的、经常的、重要的吸附系统所需的数据(data)。
四、活性炭(acticarbon)比表面积和吸附能力的关系:
一般来说活性炭的比表面积(BET)越大,吸附力也越大,但是有时候却不一定。 BET是用氮气或丁烷的吸附方法测出活性炭总表面积的应用参数。按理BET越大,吸附力就越大。可是在实际应用中这概念有局限性,因为活性炭的孔有大孔、中孔和微孔的区别,有时仅有部分的孔适合于某类大小吸附物的进入。在液相应用中,通常有机物的吸附值随分子量(分子大小)的提高而提高。直到分子大到不能进孔为止。最理想的活性炭是具有大量恰好稍大于吸附物分子的孔。孔太小,吸附物进不了;孔太大,使单位体积(volume)的表面积减少。 在气相应用中,小分子被吸附进入微孔。这时总表面积的概念是合用的。至于活性炭对金属络合物的吸附,涉及化学键的形成,也不是BET越大越好。
五、工业全自动软化水设备中活性炭应用注意事项:
1、运输与装卸:活性炭(acticarbon)在运输过程中,不得用铁钩拖拽,应防止与坚硬物质混装,不可强烈振动、磨擦、踩、砸,严禁抛掷,应轻装轻卸,以减少炭粒破碎,影响使用。软化水设备软化水设备主要的工作原理就是利用阴阳离子软化。让原水通过阴阳离子转化器,除去水中的,钙,镁,钠等离子。出来的水就只是水分子了。没有其他的分子,那么就可以有效的防止水垢。
2、储存:应储存于阴凉干燥处,防止内外包装袋破裂,防止受潮(shòu cháo)和吸附空气中其它物质,影响使用效果。严禁与有毒有害气体或易挥发物质混放,存放要远离污染源。
3、严禁水浸:活性炭属于多孔性吸附类物质,所以在运输、储存和使用过程中,都要绝对防止水浸,因水浸后,水填充了活性孔隙,减少了活性炭比表面与气体的直接接触,严重影响使用效果。
4、防止焦油类物质:在使用过程中,应禁止焦油类粘稠物质进入活性炭床,以免堵塞(dǔ sè)活性炭孔隙或遮盖了活性炭展开表面,使气体不能与活性炭展开表面接触,失去应用效果,如气体中含有此类物质,应在气体进入活性炭床前进行清除(最好有除焦设备)以达到好的应用效果。
5、防火:活性炭在储存或运输时,防止与火源直接接触,以防着火。活性炭再生时避免进氧并再生彻底,再生后必须用蒸气冷却降至800℃以下,否则温度高,遇氧,活性 炭自燃。
6、使用:装填时应先筛去因搬运产生的碎粒与粉尘。然后层层均匀铺开,不得从进料孔处直接倒入,以免使大小颗粒装填不均,最终造成气体偏流,影响使用效果。装填结束,开车前应先吹空,吹出活性炭表面粘附粉尘,避免开车后粉尘带入后工段而影响正常生产。
7、安全需知:湿的活性炭需要从空气中除去氧,在安全密闭的容器内氧的消耗会造成有毒的环境,假如工人进到含有活性炭的容器内适当取样或低含氧空间作业,应遵守国家相关标准及作业规范。
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