1、哈爾濱動(dòng)用哈爾濱動(dòng)用1400噸活性炭治理水污染噸活性炭治理水污染2005年11月松花江水污染事件,硝基苯的濃度最大超標(biāo)了大約, 自來水廠常規(guī)處理工藝對(duì)其基本上沒有去除作用，混凝沉淀的方法，去除率在2%-5%，常用的氧化劑如高錳酸鉀，臭氧都不能把其氧化。技術(shù)措施：一條是在水廠取水口處投加(40mg/l),利用水源水從取水口到凈水廠的輸水管線(1-2h ),在管線當(dāng)中粉末炭把硝基苯吸附。 另一條就是把水廠現(xiàn)有改造成和石英砂雙層濾料濾池，具體方法是把現(xiàn)有的石英砂挖出半米左右再加入半米的，一共用了粒狀炭800多噸Active Carbon2.1 2.1 概述概述 活性炭是一種非常優(yōu)良的吸附劑，它是利用

2、木炭、各種果殼和優(yōu)質(zhì)煤等作為原料，通過物理和化學(xué)方法對(duì)原料進(jìn)行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成。它具有物理吸附和化學(xué)吸附的雙重特性，可以有選擇的吸附氣相、液相中的各種物質(zhì)，以達(dá)到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的。檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)可按照中國(guó)國(guó)標(biāo)GB，或按照其他國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如：美國(guó)ASTM，日本JIS，德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)等。 活性炭廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面，如石化行業(yè)的無堿脫臭（精制脫硫醇）、乙烯脫鹽水（精制填料）、催化劑載體（鈀、鉑、銠等）、水凈化及污水處理；電力行業(yè)的電廠水質(zhì)處理及保護(hù)；化工行業(yè)的化工催化劑及載體、氣體凈化、溶劑回收及油脂等的脫色、精制；食品行業(yè)的飲料

3、、酒類、味精母液及食品的精制、脫色；黃金行業(yè)的黃金提取、尾液回收；環(huán)保行業(yè)的污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體凈化；以及相關(guān)行業(yè)的香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發(fā)污染控制，各種浸漬劑液的制備等。活性炭在未來將會(huì)有極好的發(fā)展前景和廣闊的銷售市場(chǎng)。 活性炭的種類因制備原料及工藝不同而不同，從形狀和外觀上看，可分為如下幾種：外觀為暗黑色，由含碳原料（如果殼、動(dòng)物骨骼、煤和石油焦等）在不高于773K下炭化，然后通水蒸氣活化制得。根據(jù)用途不同，原料也不同。維尼綸催化劑載體炭催化劑載體炭，是用果殼果殼作原料，經(jīng)水蒸氣活化制得的不不定形顆粒炭定形顆粒炭。回收及吸附用炭回收及吸附用炭，是以煤粉煤粉為

4、原料，以煤焦油作調(diào)和劑，經(jīng)成型、炭化及活化制得的圓柱形顆粒圓柱形顆粒炭炭。脫硫炭的原料及制造方法與回收及吸附用炭相同。凈化水凈化水用是用無煙無煙煤煤作原料，經(jīng)破碎后直接炭化和水蒸氣活化制得，外觀為不定形顆粒炭不定形顆粒炭。采用優(yōu)質(zhì)煤為原料，具有低灰、高強(qiáng)度、高吸附等顯著特征。主要用于水凈化、防護(hù)、氣體水凈化、防護(hù)、氣體脫硫脫臭、溶劑回收等領(lǐng)域脫硫脫臭、溶劑回收等領(lǐng)域。煤質(zhì)柱狀活性炭煤質(zhì)柱狀活性炭椰子殼系列活性炭椰子殼系列活性炭采用優(yōu)化椰殼為原料，具有孔徑大，強(qiáng)度高，吸附容量大，吸附速度快；主要用于水處理，氣相處理和催化主要用于水處理，氣相處理和催化劑載體劑載體。外觀為粉末狀，粒度一般在200目

5、以下，粉末炭可分為用于糖類、油脂、酒類、藥品等脫色用的脫色炭，及用于醫(yī)藥方面的藥用炭。粉末活性炭的粒徑一般在粉末活性炭的粒徑一般在1050m之間。比表面積一般在之間。比表面積一般在1000m2/g以上，細(xì)孔一般總孔容積可達(dá)以上，細(xì)孔一般總孔容積可達(dá)0.6一一1.18mL/g，孔徑，孔徑104nm，細(xì)孔分為大孔、過濾孔和微孔。細(xì)孔分為大孔、過濾孔和微孔。 活性炭纖維是將合成纖維或木質(zhì)素或木素纖維經(jīng)藥劑處理、干燥，經(jīng)水蒸氣活化等過程制得。由于改善了原有的吸附性質(zhì)，使其具備了新的離子交換性能，已被廣泛應(yīng)用于SO2和氮氧化物的分離及在溶液中對(duì)重金屬離子的分離。是新一代高效活性吸附材料和環(huán)保功能材料，是

6、活性炭的更新?lián)Q代產(chǎn)品。可以完成顆粒活性炭無法實(shí)現(xiàn)的工作。（ACF）20世紀(jì)七十年代發(fā)展起來的一種新型吸附劑，是一種優(yōu)良的世紀(jì)七十年代發(fā)展起來的一種新型吸附劑，是一種優(yōu)良的非極性碳素材料，非極性碳素材料，具有均勻孔徑具有均勻孔徑(0.4nm)(0.4nm)的分子篩結(jié)構(gòu)的分子篩結(jié)構(gòu)。由重石油。由重石油烴類在裂化罐內(nèi)加熱至烴類在裂化罐內(nèi)加熱至600600，通過熱裂而制得。外觀為黑色柱狀，通過熱裂而制得。外觀為黑色柱狀固體，碳分子篩能選擇吸附氧而不吸附氮。在分離空氣工藝中，是固體，碳分子篩能選擇吸附氧而不吸附氮。在分離空氣工藝中，是常用的吸附劑。常用的吸附劑。 活性炭之所以具有商業(yè)價(jià)值，主要是由于它具

7、有兩種活性炭之所以具有商業(yè)價(jià)值，主要是由于它具有兩種主要的物理特性：主要的物理特性：表面及孔隙表面及孔隙。 與木炭、炭黑、焦炭一樣，與木炭、炭黑、焦炭一樣，活性炭屬于無定形炭活性炭屬于無定形炭，其其結(jié)構(gòu)與石墨相似結(jié)構(gòu)與石墨相似，是由多環(huán)芳香族環(huán)組成的層面晶格。，是由多環(huán)芳香族環(huán)組成的層面晶格。 活性炭的孔隙半徑有大有小。活性炭的孔隙半徑有大有小。大孔半徑大孔半徑為為100-100-10000nm10000nm，中孔半徑中孔半徑為為2-100nm2-100nm，微孔半徑微孔半徑小于小于2nm2nm。其微。其微孔特別發(fā)達(dá)，占單位質(zhì)量活性炭總面積的孔特別發(fā)達(dá)，占單位質(zhì)量活性炭總面積的95%95%以上

8、。以上。微孔微孔提供吸附能力，大孔則可作為進(jìn)入微孔的通路提供吸附能力，大孔則可作為進(jìn)入微孔的通路。 活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)是活性炭最有價(jià)值的結(jié)構(gòu)。它的活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)是活性炭最有價(jià)值的結(jié)構(gòu)。它的孔隙是由于炭在活化過程中孔隙是由于炭在活化過程中無組織的無組織的炭素和炭成分被消炭素和炭成分被消耗后，在基本微晶間留下的空間耗后，在基本微晶間留下的空間。只要活化方法恰當(dāng)，。只要活化方法恰當(dāng)，可以形成非常多的孔隙，其孔隙壁的總面積一般為可以形成非常多的孔隙，其孔隙壁的總面積一般為500-500-1700m1700m2 2/g/g，這便是顯示活性炭大吸附容量的主要原因。，這便是顯示活性炭大吸附容量的主要原因。

9、活性炭的吸附作用包含物理吸附和化學(xué)吸附。一般而言，活性炭對(duì)無機(jī)電解質(zhì)吸附性極差，而對(duì)芳香類有機(jī)物及不飽和脂肪類化合物吸附能力遠(yuǎn)比硅膠的好。活性炭的吸附能力可以用活性炭的表面積、吸附率和吸附速度表示。 活性炭總表面積可由BET（Brunauer,Emmett,Teller)方法測(cè)定。活性炭的吸附率或吸附能力，取決于被吸附物質(zhì)的濃度、溶液的溫度、接觸時(shí)間、pH值和活性炭顆粒直徑等各種因素。測(cè)定活性炭的吸附能力就要測(cè)定吸附平衡等溫線。在水處理中常用Frendlich公式。由活性炭的吸附能力可以確定在實(shí)際使用時(shí)活性炭的需要量。影響活性炭吸附速度的因素有：(1)吸附物質(zhì)向活性炭表面的遷移速度；(2)活性

10、炭顆粒孔隙內(nèi)的擴(kuò)散速度；(3)活性炭?jī)?nèi)表面上的吸附反應(yīng)速度。 除了活性炭的吸附性能的指標(biāo)外，活性炭的一般性質(zhì)主要有以下幾項(xiàng)：(1)(1)水分水分：一般含水量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為3%、8%、10%。在貯存過程中，活性炭可能吸收25%-30%的水分，因此，在實(shí)際使用前，需測(cè)定其含水量。 (2)(2)灰分灰分：可以在600馬福爐中測(cè)定。 (3)(3)干燥減量干燥減量：一般在5%以下。 (4)(4)堆積密度堆積密度：表示活性炭的表觀密度，就是單位體積活性炭的質(zhì)量，可用量筒測(cè)定。 (5)pH(5)pH值值：指在一定量蒸餾水活性炭懸浮液中的pH值，一般在4-11。 (6)(6)硬度及耐磨性硬度及耐磨性：采用模擬

11、工廠操作中的條件使顆粒相互摩擦，測(cè)定試前和試后活性炭粒徑的變化。 (7)(7)粒度粒度：粉狀為100目，粒狀為8-32目。 (8)(8)對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色能力對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色能力：一般在150mg/g以上。 (9)(9)對(duì)碘的吸附能力對(duì)碘的吸附能力：一般應(yīng)超過1100mg/g。 (10)(10)：氯化物0.5%以下、鉛0.001%以下、鋅0.1%以下、砷0.0002%以下。 不同原料和不同的活化過程制備的活性炭吸附特性不同。可作為活性炭的原料活性炭的原料有：蔗渣、甜菜糖泥、血、骨、碳?xì)涮細(xì)浠衔锘衔铩⒐阮悺⒚好骸⒁託ひ託ぁ⒖Х榷埂⒂衩锥挕⒚拮褮ぁⅣ~、煙塵、果核果核、石墨、海草海藻、燈黑、皮

12、革廢物、木質(zhì)素木質(zhì)素、褐煤褐煤、糖蜜、硬果殼、油頁巖、泥炭、石油酸泥、石油焦、紙廠廢物、稻皮、橡膠廢物、鋸末鋸末、木材木材、酒廠廢物等。常用的是鋸末鋸末、纖維纖維、泥煤泥煤、褐煤褐煤。 目前普遍認(rèn)為果殼是制備活性炭的最佳原料，但由于果殼資源有限，不易集中、貯存，價(jià)格昂貴。因此近年來一直在積極尋找有效利用廢棄物為原料生產(chǎn)活性炭的方法。國(guó)內(nèi)已研究了采用竹類、煙桿、棉桿、核桃殼等廢棄物制備活性炭的方法。椰殼破碎活性炭的制備工藝流程如下： 粒狀活性的制備工藝流程如下： 化學(xué)法制活性炭的成熟工藝為化學(xué)法制活性炭的成熟工藝為法法，國(guó)內(nèi)活性炭國(guó)內(nèi)活性炭生產(chǎn)廠大多采用該法生產(chǎn)廠大多采用該法，其活化原理為其活化

13、原理為：氯化鋅氯化鋅在炭化活化在炭化活化中有中有脫水作用脫水作用，使有機(jī)木質(zhì)原料中的氫、氧元素以水的形使有機(jī)木質(zhì)原料中的氫、氧元素以水的形式逸出式逸出，如此可如此可降低炭化活化溫度降低炭化活化溫度，改變熱解路線改變熱解路線，另外另外氯化鋅溶液對(duì)氯化鋅溶液對(duì)木質(zhì)原料有溶解、侵蝕作用木質(zhì)原料有溶解、侵蝕作用，故可順利故可順利滲透滲透到原料內(nèi)部到原料內(nèi)部，到達(dá)木質(zhì)原料中到達(dá)木質(zhì)原料中纖維形成的細(xì)孔中纖維形成的細(xì)孔中，以實(shí)現(xiàn)以實(shí)現(xiàn)完全活化完全活化，活化過程中活化過程中氯化鋅氯化鋅多數(shù)留在多數(shù)留在炭中起骨架作用炭中起骨架作用，而形成的而形成的炭則沉積在骨架上炭則沉積在骨架上，當(dāng)最后用當(dāng)最后用水洗掉氯化鋅

14、后水洗掉氯化鋅后，則則炭形成多孔炭形成多孔，從而具有吸附、脫色作用。從而具有吸附、脫色作用。 ：將工業(yè)品將工業(yè)品氯化鋅氯化鋅配成水溶液與烘干的配成水溶液與烘干的木屑木屑以以 1 3 - 4的固液比投入捏合機(jī)中的固液比投入捏合機(jī)中，使充分使充分捏合均勻捏合均勻，捏合時(shí)間捏合時(shí)間不小于不小于 1 5min，以保證氯化鋅溶液充分進(jìn)入纖維內(nèi)部。，以保證氯化鋅溶液充分進(jìn)入纖維內(nèi)部。 ：嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，雖提高溫度對(duì)反應(yīng)有利雖提高溫度對(duì)反應(yīng)有利，但氯化鋅的損失量增加但氯化鋅的損失量增加，所以在保證活性炭質(zhì)量的前提下，所以在保證活性炭質(zhì)量的前提下應(yīng)盡力降低炭化活化溫度。該工段工藝條件：應(yīng)盡力

15、降低炭化活化溫度。該工段工藝條件：溫度為溫度為 450 - 550，時(shí)間，時(shí)間40min，回轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速為回轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速為 2 - 3轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分。 ：從回轉(zhuǎn)爐中卸出的物料中除含有從回轉(zhuǎn)爐中卸出的物料中除含有炭炭及及氯化鋅氯化鋅外外，還含有因高溫和水蒸氣存在下反應(yīng)生成的還含有因高溫和水蒸氣存在下反應(yīng)生成的氧化鋅氧化鋅和和氫氧化氫氧化鋅鋅，需將其進(jìn)行處理需將其進(jìn)行處理：一是使一是使氧化鋅和氫氧化鋅氧化鋅和氫氧化鋅反應(yīng)反應(yīng)變?yōu)樽優(yōu)榭勺鳛榛罨瘎┑目勺鳛榛罨瘎┑穆然\氯化鋅，二是最大限度的二是最大限度的回收氯化鋅回收氯化鋅，以以循環(huán)使用降低成本。循環(huán)使用降低成本。 ：因生產(chǎn)中采用的設(shè)備大多為鐵器設(shè)備因生產(chǎn)中采用

16、的設(shè)備大多為鐵器設(shè)備，導(dǎo)導(dǎo)致產(chǎn)品中鐵含量超標(biāo)致產(chǎn)品中鐵含量超標(biāo)，故需除鐵故需除鐵。其過程為：。其過程為：將回收工段將回收工段送來的送來的物料投入除鐵池物料投入除鐵池 (非鐵設(shè)備非鐵設(shè)備)，再加入自來水再加入自來水使其剛使其剛好浸沒物料好浸沒物料，然后然后加入加入占物料量占物料量4. 5%的的工業(yè)工業(yè)鹽酸鹽酸，在在 95左右間歇攪拌反應(yīng)左右間歇攪拌反應(yīng)2小時(shí)以上小時(shí)以上，最后反復(fù)漂洗、過濾最后反復(fù)漂洗、過濾，至洗液達(dá)中性為止。至洗液達(dá)中性為止。 ：洗至中性的物料先采用洗至中性的物料先采用離心機(jī)離心機(jī)或板框或板框壓濾機(jī)壓濾機(jī)脫脫除其中大部分水份。然后在轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)中除其中大部分水份。然后在轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)

17、中干燥干燥至水份至水份小于小于10 %后送去粉碎包裝。后送去粉碎包裝。 ：國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠大多采用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠大多采用球磨機(jī)球磨機(jī)進(jìn)行粉碎進(jìn)行粉碎，其其產(chǎn)品細(xì)度應(yīng)據(jù)用戶要求進(jìn)行調(diào)整。粒度越小脫色效果越好產(chǎn)品細(xì)度應(yīng)據(jù)用戶要求進(jìn)行調(diào)整。粒度越小脫色效果越好，但粒度過小影響過濾速度但粒度過小影響過濾速度，一般控制在一般控制在粒徑粒徑120目目為佳。為佳。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：該法制備的活性炭該法制備的活性炭孔隙率大孔隙率大，且可通過調(diào)整活且可通過調(diào)整活化劑的濃度生產(chǎn)不同孔徑的活性炭化劑的濃度生產(chǎn)不同孔徑的活性炭，另外用氯化鋅作活化另外用氯化鋅作活化劑劑，炭化活化溫度低炭化活化溫度低、易操作易操作、能耗小能耗小，同時(shí)

18、氯化鋅可回同時(shí)氯化鋅可回收循環(huán)使用。收循環(huán)使用。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：因在炭化活化時(shí)有部分氯化鋅進(jìn)入大氣，另外因在炭化活化時(shí)有部分氯化鋅進(jìn)入大氣，另外回收工段使用揮發(fā)性鹽酸，兩者對(duì)回收工段使用揮發(fā)性鹽酸，兩者對(duì)大氣均有一定程度污染大氣均有一定程度污染。 用高溫水蒸氣、高溫?zé)煹罋庥酶邷厮魵狻⒏邷責(zé)煹罋?(CO2氣體氣體)及高溫空氣對(duì)炭及高溫空氣對(duì)炭進(jìn)行活化的方法為物理活化法。其活化原理為進(jìn)行活化的方法為物理活化法。其活化原理為 : H2O(g)+Cx 800 -900 H2 +CO+Cx- 1 - Q CO2 (g)+C x 800 -900 2CO+C x- 1 O2 (g)+C x 800 -90

19、 0 2 CO+Cx- 2 +Q O2 (g)+C x 90%。 半島環(huán)保科技有限公司最近在上海某化工區(qū)進(jìn)行了采用以半島環(huán)保科技有限公司最近在上海某化工區(qū)進(jìn)行了采用以無煙無煙煤圓柱狀活性炭為載體煤圓柱狀活性炭為載體的的電催化氧化法電催化氧化法處理有機(jī)污水的試驗(yàn)處理有機(jī)污水的試驗(yàn), 對(duì)去對(duì)去除石油類、除石油類、CODcr、總堿度等有明顯的效果。處理后的水以、總堿度等有明顯的效果。處理后的水以雙膜法雙膜法作深度處理后制純水回收利用作深度處理后制純水回收利用。電催化氧化中的活性炭，。電催化氧化中的活性炭，不需再生不需再生，只需每年補(bǔ)充只需每年補(bǔ)充15%一一20%的活性炭即可連續(xù)使用。的活性炭即可連續(xù)

20、使用。 某廠含汞廢水經(jīng)硫化鈉沉淀處理后，仍含汞約某廠含汞廢水經(jīng)硫化鈉沉淀處理后，仍含汞約1mg/L，高峰時(shí)達(dá)高峰時(shí)達(dá)2-3mg/L，而允許排放的標(biāo)準(zhǔn)是，而允許排放的標(biāo)準(zhǔn)是0.05mg/L。該廠。該廠廢水處理量較小，每天為廢水處理量較小，每天為10-20m3，所以采用靜態(tài)間歇吸，所以采用靜態(tài)間歇吸附池兩個(gè)交換工作，每個(gè)吸附池容積為附池兩個(gè)交換工作，每個(gè)吸附池容積為40m3，內(nèi)裝，內(nèi)裝1m厚厚活性炭。當(dāng)進(jìn)入吸附池的廢水滿后，用壓力為活性炭。當(dāng)進(jìn)入吸附池的廢水滿后，用壓力為0.3-0.4MPa的壓縮空氣攪拌的壓縮空氣攪拌30min，然后靜置沉淀，然后靜置沉淀2h，經(jīng)取樣測(cè)定，經(jīng)取樣測(cè)定，含汞濃度符合排放標(biāo)準(zhǔn)后，放掉上清液，進(jìn)行下一批處理含汞濃度符合排放標(biāo)準(zhǔn)后，放掉上清液，進(jìn)行下一批處理。 采用次品活性炭，其吸附容量為正品的采用次品活性炭，其吸附容量為正品的90%，每池用，每池用炭量為廢水量的炭量為廢水量的5%，外加，外加1/3的余量，共計(jì)的余量，共計(jì)