Hur man väljer aktivt kol för vattenbehandling

Vad är aktivt kol?

Aktivt kol är en typ av mikrokristallint kolmaterial gjord av kol-innehållande råmaterial. Den har ett svart utseende, högutvecklad inre porstruktur, stor specifik yta och stark adsorptionskapacitet, och används ofta som adsorbent, katalysator eller katalysatorbärare.

Efter råvarukälla kan aktivt kol kategoriseras i trä-baserat aktivt kol, aktivt kol med nötskal, aktivt kol från djurben/blod, mineral-baserat aktivt kol, syntetiskt harts aktivt kol, gummi/plast aktivt kol, regenererat aktivt kol, serier med regenererat aktivt kol, etc.Kokosnötskal aktivt kol för vattenbehandlingutmärker sig för sina rikliga mikroporer och stabila vattenbehandlingsprestanda. Genom fysisk form är det uppdelat i pulverformigt, granulärt, oregelbundet granulärt, cylindriskt, sfäriskt och fibröst aktivt kol. Många vattenreningsprojekt antar granulära typer och genomförGranulär filtrering av aktivt kolvattenför att effektivt ta bort organiska föroreningar och chroma.

Aktivt kol har extremt omfattande tillämpningar som täcker nästan alla nationella ekonomiska sektorer och vardagsscenarier, inklusive vattenrening, guldextraktion, sockeravfärgning, raffinering av farmaceutisk injektion, blodrening, luftrening, personligt säkerhetsskydd och mer.

 

 

Sammansättning och tillverkning av aktivt kol

Aktivt kolmaterial avser amorft kol som bearbetats genom specialbehandling. Den har en stor specifik yta och utmärkt adsorptionsförmåga för oorganiska/organiska ämnen och kolloidala partiklar i gas- och vätskefas. Huvudsorter inkluderar aktivt kol (AC) och aktiverade kolfibrer (ACF).

Som en hög-adsorbent härrör dess enastående prestanda från unika ytstrukturella egenskaper och ytkemiska egenskaper. Aktivt kol har stabila kemiska egenskaper, hög mekanisk hållfasthet, syra/alkali/värmebeständighet, olöslighet i vatten och organiska lösningsmedel och återvinningsbarhet. Det har antagits allmänt inom kemisk industri, miljöskydd, livsmedelsbearbetning, metallurgi, farmaceutisk raffinering, militärt kemiskt skydd och andra områden. För närvarande används modifierat aktivt kol i stor utsträckning i avloppsvattenrening och luftföroreningskontroll, vilket visar lovande utsikter för miljösanering.

Över 80%-90% av aktivt kol består av kolelement, vilket står för dess hydrofoba adsorptionsegenskap. Förutom kol innehåller den två typer av föroreningar:

• Kemiskt bundna grundämnen: främst syre och väte. Dessa rester kvarstår från ofullständig förkolning, eller främmande icke-kolelement som är kemiskt bundna till kolytan under aktivering. Till exempel sker ytoxidation under ångaktivering.
• Askhalt: den oorganiska fraktionen av aktivt kol.

Nästan alla kol-rika organiska material kan fungera som råmaterial för aktivt kol, som kol, trä, kokosnötsskal, valnötsskal, aprikosskal, jujubeskal etc. Dessa kolhaltiga råvaror omvandlas till aktivt kol via pyrolys inuti aktiveringsugnar under hög temperatur och visst tryck. Under aktivering bildas gradvis enorma specifika ytareor och komplexa pornätverk, där adsorptionsreaktioner äger rum. Porstorleken ger aktivt kol selektiv adsorptionsprestanda, eftersom stora molekyler inte kan komma in i porer som är mindre än deras egen molekylstorlek. Som en typisk nötskalsprodukt-Kokosnötskal aktivt kol för vattenbehandlingtillverkas genom ångaktivering av kokosnötsskal och bildar väl-utvecklade mikroporer som är idealiska för att ta bort spår av organiskt material.

Aktivt kol är en hydrofob adsorbent som produceras via hög-temperaturförkolning och aktivering av kol-baserade råvaror. Rikliga mikroporer ger den en ultra-stor specifik yta, vilket möjliggör ett effektivt avlägsnande av färg, lukt, de flesta organiska föroreningar och vissa oorganiska ämnen (inklusive giftiga tungmetaller) i sekundärt avlopp.

 

Arbetsprinciper för aktivt kol

 

1. Filtreringsprincip

Aktivt kolfilter fångar upp suspenderade föroreningar i vatten, med fångade suspenderade fasta ämnen som fyller tomrum mellan kolpartiklar. Filterskiktens porstorlek och porositet expanderar när kolpartikelstorleken ökar. Grövare aktivt kol ger större utrymme för lagring av suspenderade fasta ämnen, förbättrar filtreringskapaciteten, smutshållningskapaciteten och den totala föroreningsuppfångningsvolymen. Hela operationslogiken förGranulär filtrering av aktivt kolvattenförlitar sig på denna dubbla mekanism av fysisk avlyssning och ytadsorption.

Större porer tillåter suspenderade fasta ämnen att tränga djupare in i lägre kollager. Med tillräcklig filtertjocklek kan fler föroreningar fångas upp, vilket ger fullt spel åt avlyssningsprestanda för mellan- och bottenskikt och ökar systemets totala kapacitet att hålla föroreningar.

Teoretiskt sett härrör den suspenderade fasta avlyssningskapaciteten från den totala ytan av aktivt kol. Vid låg flödeshastighet dominerar silning filtrering; vid hög flödeshastighet tar ytadsorption av kolpartiklar täten. Större total yta av kolpartiklar ger starkare vidhäftning till suspenderade ämnen i vatten.

 

2. Adsorptionsprincip

Baserat på intermolekylära krafter mellan aktivt kol och förorenande molekyler delas adsorption in i två kategorier: fysisk adsorption och kemisk adsorption (även kallad aktiv adsorption).

• Fysisk adsorption: drivs av Van der Waals kraft eller elektrostatisk attraktion. Adsorptionsstyrkan beror huvudsakligen på kolets fysikaliska egenskaper, knappt påverkad av dess kemiska sammansättning. Van der Waals kraft är svag och medför små strukturella förändringar på föroreningar, analogt med kondens. Föroreningar behåller sina ursprungliga kemiska egenskaper efter fysisk adsorption.
• Kemisk adsorption: drivs av kemiska bindningar, jämförbar med kemiska reaktioner med allvarliga strukturella förändringar av förorenande molekyler. Det involverar elektrondelning eller överföring snarare än svag polarisering, och är en oåterkallelig process. Den grundläggande skillnaden mellan fysisk och kemisk adsorption ligger i den kraft som bildar adsorptionsbindningar.

Adsorption är en exoterm process där förorenande molekyler fäster på fasta ytor med reducerad fri energi och frigör adsorptionsvärme. Divergerande krafter leder till skillnader i adsorptionsvärme, hastighet, aktiveringsenergi, temperaturselektivitet, adsorptionsskiktsmängd och adsorptionsspektrum mellan fysisk och kemisk adsorption.

Teknik för adsorption av aktivt kol har använts för raffinering och avfärgning inom läkemedels-, kemi- och livsmedelsindustrin i decennier, och har antagits för industriell avloppsvattenrening sedan 1970-talet. Praktisk produktion verifierar dess exceptionella adsorptionsprestanda för spår av organiska föroreningar i vatten, vilket ger anmärkningsvärda behandlingseffekter på tryckning och färgning, färgämnen, livsmedelsbearbetning och organiskt kemiskt avloppsvatten. Den tar på ett unikt sätt bort organiska ämnen som representeras av BOD och COD, inklusive syntetiska färgämnen, ytaktiva ämnen, fenoler, bensener, organokloriner, bekämpningsmedel och petrokemiska produkter. Därför har adsorption av aktivt kol blivit en av de vanligaste sekundära och tertiära reningsprocesserna för industriellt avloppsvatten.

Adsorption är ett långsamt gränsytfenomen korrelerat med ytspänning och ytenergivariation. Två drivkrafter utlöser adsorption: repulsion av vattenlösningsmedel till hydrofoba ämnen och affinitetsattraktion mellan fast adsorbent och löst ämne. Avloppsvattenadsorption är i allmänhet den kombinerade effekten av båda krafterna.

Adsorptionskapaciteten bestäms direkt av aktivt kols specifika yta och porstruktur. Koltyp ska väljas genom vattenkvalitetstester enligt avloppsvattnets egenskaper; kol med rikliga övergångsporer är att föredra för tryckning och färgning av avloppsvatten. Andra påverkande faktorer inkluderar:

• Askhalt: lägre aska motsvarar bättre adsorptionsprestanda;
• Matchningsgrad mellan adsorbatmolekylstorlek och kolpordiameter: närmare storleksmatchningar underlättar adsorption;
• Adsorbatkoncentration: adsorptionskapaciteten ökar inom ett visst koncentrationsområde;
• Vattentemperatur och pH-värde: adsorptionskapaciteten minskar med stigande vattentemperatur.

 

 

Egenskaper för aktivt kol

 

1. Adsorptionsegenskap

Adsorption av aktivt kol tar bort lösliga organiska ämnen, syntetiska rengöringsmedel, mikroorganismer, virus och partiella tungmetaller genom att fånga föroreningar på porösa kolytor, samtidigt som avfärgning, deodorisering och luftrening genomförs.

Aktivt kol består av små kolgranulat med enorm yta och mikrokapillärporer inuti. Kapillärer har stark adsorptionsförmåga. Full kontakt mellan kolytan och gasformiga/flytande föroreningar leder till adsorption och rening.

BET-metoden är den enda tillförlitliga standarden för testning av specifik ytarea, medan många inhemska instrument endast stöder direkt jämförelsemetod. Multi-point BET fungerar som den enhetliga globala teststandarden, dokumenterad i den kinesiska nationella standarden GB/T 19587-2004: Bestämning av specifik ytarea av fasta ämnen genom gasadsorption med BET-principen.

Specifik ytarea mätning är tidskrävande-. vissa prover kan ta en hel dag att testa. Icke-automatiserad utrustning kräver heltid-tillsyn av operatören, med mindre felfunktioner som leder till testfel och slöseri med arbetstimmar. F-Sorb 2400 specifik ytareaanalysator stöder fullt BET-mätning (kompatibel med direktjämförelsemetoden). Det är den enda helautomatiska intelligenta testenheten för specifika ytareor i Kina, med hög internationell konsistens, stabila testresultat, minimerade mänskliga fel och överlägsen datanoggrannhet.

 

2. Kemiska egenskaper

Aktivt kol är beroende av både fysisk och kemisk adsorption, gemensamt bestämt av porstruktur och kemisk sammansättning.

Förutom kol innehåller aktivt kol små mängder kemiskt bundna syre- och vätefunktionella grupper, inklusive karbonyl-, karboxyl-, fenol-, lakton-, kinon- och etergrupper. Ytoxider och ytkomplex härrör från råmaterialderivat eller reaktioner med luft/ånga under och efter aktivering; ytsulfider och klorider kan också bildas ibland. Mineraler från råvaror koncentreras till aska under aktiveringen, främst salter av alkali- och jordalkalimetaller som karbonater och fosfater.

 

3. Mekanisk egendom

• Partikelstorlek: mäts via standardsiktning för att beräkna massan som kvarhålls och passerar varje sikt för analys av partikelstorleksfördelning.
• Skenbar bulkdensitet: massa aktivt kol per volymenhet inklusive inre porvolym och hålrumsvolym mellan -partiklar.
• Partikeldensitet: massa av aktivt kol per volymenhet inklusive inre porvolym men exklusive hålrumsvolymen mellan partiklar.
• Hårdhet: motståndskraft mot fragmentering.
• Nötningsbeständighet: anti-nötningsprestanda.

Mekaniska egenskaper påverkar direkt appliceringseffekterna: densiteten bestämmer tankvolymen; pulverfinheten påverkar filtreringen; granulär kolstorleksfördelning styr vätskemotstånd och tryckfall; fragmenteringsmotståndet påverkar livslängden och effektiviteten för regenerering av avfallskol.

 

Klassificering av aktivt kol

 

1. Efter råmaterial

• Träbaserat-aktivt kol
• Djurben/blod aktivt kol
• Mineral-baserat aktivt kol
• Annat råmaterial aktivt kol
• Regenererat aktivt kol

 

2. Genom tillverkningsprocessen

• Kemiskt aktivt kol (kemiskt kol)
• Fysiskt aktivt kol (fysiskt kol)
• Kombinerat kemiskt-fysikaliskt / fysikaliskt-kemiskt aktivt kol

 

3. Efter fysisk form

Pulveriserat aktivt kol, granulärt aktivt kol, oregelbundet granulärt aktivt kol, cylindriskt aktivt kol, sfäriskt aktivt kol och annat speciellt-format aktivt kol.

 

4. Efter porstorlek

• Makroporer: pordiameter Större än eller lika med 1000 Å
• Övergångsporer: pordiameter 20 ~ 1000 Å
• Mikroporer: pordiameter Mindre än eller lika med 20 Å Mikroporer bidrar med huvuddelen av det aktiva kolets specifika yta.

 

5. Efter råvarukategori

• Träbaserat-aktivt kol: tillverkat av träflis, träkol, etc.
• Aktivt kol med nötskal: tillverkat av kokosnötsskal, valnötsskal, aprikosskal, etc.
• Kol-baserat aktivt kol: tillverkat av brunkol, torv, bituminöst kol, antracit, etc.
• Petroleum-baserat aktivt kol: t.ex. beck-baserat sfäriskt aktivt kol tillverkat av beck
• Regenererat aktivt kol: reaktiverat avfallskol

 

Den här typen av aktivt kol raffineras från hög-kvalitét träkol och träflis via kombinerade fysiska och kemiska aktiveringsprocesser. Svart pulver, icke-toxiskt och luktfritt, med väl-utvecklade porer och inga vattenlösliga ämnen- som är skadliga för vattenkvaliteten. Den har stark adsorptionskapacitet, utmärkt avfärgning och snabb filtreringshastighet. Det adsorberar effektivt stora och små molekylära skadliga ämnen i flytande fas, allmänt applicerat på hushållsavlopp, kemiskt avloppsvatten, medicinskt avloppsvatten, kommunalt avloppsvatten och andra vattendrag, med enastående prestanda i avfärgning, deodorisering och COD-reduktion.

 

 

Egenskaper för aktivt kol med hög-kvalitet

Premium aktivt kol ska ha stor adsorptionskapacitet, lång livslängd, hög mekanisk hållfasthet, låg askhalt, enkel backspolning och stabil avloppskvalitet. Det eliminerar udda lukt, förbättrar kromatografi och uppnår höga avlägsningsgrader för giftiga vattenföroreningar inklusive klor, fenol, kvicksilver, bly, arsenik, klorid, rengöringsmedel, bekämpningsmedel och kemiska gödningsmedel.

 

Kärntekniska indikatorer

• Partikelstorlek (10~24 mesh, 2,0~0,8 mm): Större än eller lika med 95% Obs: Mindre partiklar ger större specifik yta och bättre adsorption, men genererar ändå högre förlust och damm.
• Jodtal: Större än eller lika med 1000 mg/g Obs: Högre jodtal indikerar starkare adsorptionskapacitet.
• Specifik yta: 1000–1200 m²/g Obs: 1 gram aktivt kol vecklas ut till 1000 kvadratmeter porväggsarea. Adsorptionsprestanda beror på porutvecklingsgraden.
• Metylenblå avfärgningsstyrka: Större än eller lika med 10 mL/g Obs: Representerar avfärgningsförmåga.
• Nötningsbeständighet: Större än eller lika med 95 % Obs: Högre nötningsbeständighet betyder överlägsen kolkvalitet.
• Förlust vid torkning: Mindre än eller lika med 10 % Obs: Representerar fukthalt; lägre värde indikerar bättre kvalitet.
• Tändningsrester (askahalt): Mindre än eller lika med 3% Obs: Lägre askhalt indikerar bättre kvalitet.
• Bulkdensitet: 0,48–0,55 g/mL Obs: Lägre bulkdensitet ger generellt starkare adsorptionskapacitet.

 

Tack så mycket för att du läste till slutet! Det är troligt att du har fått en viss förståelse för användningen av aktivt kol i vattenrening. Som ett företag med 27 års erfarenhet av att producera aktivt kol erbjuder vi ett utbud av aktivt kolprodukter för vattenrening som du kan välja mellan. Vänligen kontakta oss när som helst så kommer vi att förse dig med 24-timmars onlineservice.

Kontakta nu