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粉末活性炭的吸附性能評價研究
另一方面，對於吸附劑粉末活性炭，其內表面化學結構，比表面積可以影響吸附能力。在實際生產應用中還有吸附速率的問題，活性炭顆粒的孔隙大小，粒徑分佈決定了溶質分子向碳粒內部擴散的速度。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。因此如何評價選擇活性炭的種類和品質，如何根據水源水質選擇合適的碳種和投加量，成為生產中亟待研究解決的重要課題。國內一般主要採用碘值，亞甲藍值來評價活性炭的吸附性能。但是生產實踐和經驗都證明僅採用這兩個指標不能全面評價活性炭，與實際的吸附效果有所差距。因此採用這些指標判斷活性炭的效能只有部分理論意義，不能全面，準確地反應實際吸附狀況。
(一) 目前評價水處理粉末活性炭的指標存在的問題
經過研究發現:碘值，亞甲藍值只能夠表明活性炭顆粒中細小孔徑的比表面積大小，但是在實際生產中有吸附速率的問題，即凈水工藝中吸附時間是有限的，水處理中應用的粉末活性炭遠未達到完全吸附平衡。活性炭顆粒內部中等孔隙是有機物分子的進入通道，一般認為活性炭的中等孔隙越發達越有利於吸附動力學平衡，所以中孔是否發達決定了吸附速率。為了結合實際應用，我們不僅考慮粉末活性炭的總吸附比表面積(也就是碘值，亞甲藍值等指標)，還要判斷粉末活性炭顆粒內部的孔徑分佈是否容易達到快速吸附，即明確轉化為如何評價活性炭的孔徑分佈是否合理。進一步研究發現，採用一些具有特定立體空間結構的有色大分子可以表徵活性炭的孔徑分佈。同時這些物質可以採用一定的分析方法精確定量。採用這一系列的分子量階梯排列的吸附質來評價粉末活性炭的綜合性能，與水廠生產情況和實際水樣吸附效果相一致。
(二) 通過研究分析尋找水體特定的污染表徵物，制定相應的評價方法。
隨著試驗深入，採用某水源廣泛存在的一種典型有機污染化學工業產品標樣來作為吸附質進行試驗。這種酚類物質分子量適中，中等極性，分子空間結構較大，所以可以很好地代表水中的較復雜有機分子。採用綜合評價方法來衡量活性炭的性能:採用碘值，亞甲藍吸附值評價粉末活性炭的微孔比表面積；採用一些具有特定結構的大分子表徵活性炭的中孔發達情況；採用一種酚類標樣作為復雜有機物質的代表來確定活性炭的吸附能力，通過三方面綜合評判可以更加準確和客觀。吸附特定大分子有機物，對於木質碳而言，250目的吸附效果比200目提高10.1%，325目的比200目提高25.3%；對於煤質而言，250目的吸附效果比200目提高66.2%，325目的比200目提高101.5%。對於木質和煤質活性炭吸附特定大分子有機物效果比較，木質遠遠優於煤質。吸附特定天然有機物，對於木質碳而言，250目的吸附效果比200目提高49.2%，325目的比200目提高61.9%；對於煤質而言，250目的吸附效果比200目提高48.0%，325目的比200目提高56.0%。以這兩種木質和煤質活性炭吸附特定天然有機物比較，木質遠遠優於煤質，吸附數量超過1-2倍。試驗結果表明:l)木材，果核為原料生產的活性炭與無煙煤為原料生產的活性炭相比，中孔數量較多，從吸附性能角度看，一般木質，果核類活性炭較適合於某重污染水源，去除以酚類為主的致臭污染物水處理應用。煤質碳由於比重較大，相對用於助凝去除有機物和價格上有優勢，尤其是對於不是以酚類為主的污染源的吸附流程較短的水廠。通過研究認為粉末活性炭的吸附能力與粒徑相關，粒徑越小，比表面積越大，吸附越強；但粒徑過小，易於穿透濾層，引起用戶不滿。根據生產應用經驗認為，如在吸水口投加的水廠，為了充分利用粉末活性炭的吸附能力，宜採用目數大於250目的粉末活性炭；但同時必須嚴格控制沉淀池出水濁度為1NTU左右，嚴格控制好濾池濾速。投加量較大的和在混凝沉淀后投加的水廠，宜採用小於200目的粉末活性炭，以確保自來水水質。
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