活性炭是由椰殼、果殼等為原料,經過炭化(燜燒)、活化(在斯列普活化中800℃高溫水蒸汽活化)、破碎、篩選、風選、水洗、烘干等工序制得。
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)ú質炭(由無煙ú制成,以寧夏產的質量較好),
(3)骨炭(由動物骨頭制成)。
(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,還具有抑制細菌繁殖的功能。凈水器一定要用優(yōu)質的載銀活性炭,否則開始時出水中銀離子會超標,而使用不長時間就不再有銀溶出了。筆者曾經就如何生產載銀活性炭問過某活性炭生產廠廠長,他說把活性炭洗凈,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。我聽完后就告訴他說,你這是載的氯化銀,氯化銀在水中溶解度較大,就會出現(xiàn)前述情況,開始時出水中銀離子超標,飲用此水對人體有害;使用不長時間,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)。粉末活性炭實際上是粒度更細小的顆?;钚蕴俊S捎陬w粒細小,比表面積大,它的吸附效果優(yōu)于常用的顆?;钚蕴俊5聡辣?导懊绹鴲刍萜志褪遣捎玫姆勰┗钚蕴?。
(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(進出口壓差)越大,也容易©炭,因此凈水器制造廠應選擇粒度合適的顆粒。在大型
水處理設備中,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絲為原料,加工成布,經炭化、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,經預氧化、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,它的微孔比顆粒活性炭更多,比表面積更大(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,可重復使用。缺點是價格較貴,也易繁殖細菌。
(4)燒結活性炭濾芯(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劑(如PE樹脂)加溫燒結擠壓成型,碳芯外層往往還包有白色聚丙烯(PP)無紡布。燒結活性炭濾芯兼有吸附和過濾(平均孔徑3~20μm)二種功能,但其過濾功能低于PP熔噴濾芯,吸附功能低于顆粒活性炭濾芯。
二、活性炭在凈水器中的作用
1、活性炭的凈水作用
活性炭可去除水中嗅和ζ、色度、余氯、膠體、有機物(合成洗滌劑、農藥、除草劑、殺蟲劑、合成染料、三±甲烷、±乙酸、內分泌干擾物如鄰苯二甲酸酯PAES等)、重金屬(如汞、銀、鎘、鉻、鉛、鎳等等)、放射性物質等,是凈水器中使用最早、最廣泛實用的凈水材料。不僅一般活性炭凈水器,在家用
反滲透純水機,以及多數(shù)
超濾、陶瓷、KDF、UV等凈水器中,都會用到活性炭。
活性炭和KDF都能去除水中余氯,但KDF和氯反應生成鋅離子(Zn2+),可能會導致水中鋅超標,而用活性炭除氯則û有這類擔心。
活性炭在活化過程中形成大量的各種形狀的細微孔,構成了巨大的具有吸附作用的表面積,其比表面積為500~1200m2/g,比表面積越大,吸附效果越好。
2、活性炭的負面影響
(1)活性炭吸附了大量的有機物,這些有機物會成為細菌等微生物的營養(yǎng),細菌會在活性炭的微孔中大量繁殖增生,并可能導致出水中菌落總數(shù)超標。
(2)凈水器中的活性炭在微生物催化作用下,把水中氨氮轉化為亞硝酸鹽氮,常出現(xiàn)凈水器出水中的亞硝酸鹽比進水高出很多倍。亞硝酸鹽本身不是致癌物質,但它與水中胺類物質反應生成的亞硝胺是強致癌物質。
(3)在活性炭吸附過濾的出水加溴樹脂(溴代聚苯乙烯海因)過濾或UV殺菌是解決水中微生物超標的好方法。艾歐·史密斯(上海)
水處理產品有限公司在部份家用
反滲透純水機的后置活性炭濾芯中加上一小段溴樹脂,出水即無菌,出口到歐洲諸國很受歡迎。
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