一、活性炭基本介紹

活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳。活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素。活性炭在結構上由于微晶碳是不規(guī)則排列，在交叉連接之間有細孔，在活化時會產生碳組織缺陷，因此它是一種多孔碳，堆積密度低，比表面積大。

二、活性炭凈水原理

活性炭是一種很細小的炭粒，有很大的表面積，而且炭粒中還有更細小的孔——毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力，由于炭粒的表面積很大，所以能與雜質充分接觸。這些雜質碰到毛細管被吸附，起凈化作用。

三、活性炭的要求

好的活性炭必須具有吸附容量大、使用壽命長、機械強度高、灰份低、易沖洗、出水水質好等特點，它不但能除去異臭、異味、提高色度，而且對水中的各種有毒有害物質如：氯、酚、汞、鉛、砷、氯化物、洗滌劑、農藥、化肥等污染物具有很高的去除率。

具體主要技術指標如下：

1、粒度(10—24目2.0—0.8mm )：≥95%

說明：通常來說，顆粒越小的活性炭，比外表積越大，也就是吸附效果越好，但是顆粒越小，損耗也會越大，粉塵也會越多。

2、碘吸附值：≥1000mg/g

說明：一般來說碘吸附值越高，活性炭的吸附能力越強。

3、比表面積：1000---1200m2/g

說明：若取1克活性炭，將里面所有的孔壁都展開成一個平面，這個面積將達到1000平方米(既比表面積為1000g/m2)!影響活性炭吸附性的主要因素就取決于內部孔隙結構的發(fā)達程度。(及比表面積越大，活性炭的吸附效果越好)。

4、亞甲蘭脫色力：≥10mL/g

說明：除色能力。

5、耐磨強度：≥95%

說明：即耐磨損或抗磨擦的性能;強度越高，活性炭性能越好。

6、干燥減量：≤10%

說明：干燥減量及指水分，此值越低，活性炭質量越好。

7、灼燒殘渣：≤3%

說明：灼燒殘渣及指灰分，此值越低，活性炭質量越好。

8、充填比重：0.48---0.55g/mL

說明：充填比重及指密度，一般密度越小，活性炭的吸附力越好。

9、PH值：6—8

活性炭使用壽命的簡單計算公式： 活性炭的質量假設為m(千克);

給水活性炭吸附量(7%)=0.07m(千克) =70m(克)

(給水活性炭吸附量根據活性炭的質量好壞有所不同)

水流量=L(噸每小時)3、看氣泡。將一小把活性炭投入水中，由于水的滲透作用，水會逐漸浸入活性炭的孔隙結構中，迫使孔隙中的空氣排出，從而產生一連串的極為細小的氣泡，在水中拉出一條細小的氣泡線，同時會發(fā)出絲絲的氣泡聲。這種現象發(fā)生得越劇烈，持續(xù)時間越長，活性炭的吸附性就越好。

4、看脫色能力。活性炭吸附能力的另一個表現就是脫色能力，活性炭具有能將有色液體變成淺色或無色的神奇能力，這其實就是因為活性炭吸附了有色液體里的色素分子的原因造成的。正因為活性炭的這種特性，被廣泛應用于制糖工業(yè)領域中紅糖變白糖的生產過程中。

取兩只透明杯子，在一只杯子里放入純凈水，然后滴入一滴紅墨水(這里可以用任何一種便于觀察但不改變水的性質的色素都可以，例如藍墨水、打印機彩色墨水，但不能使用墨汁和碳素墨水)，攪拌均勻后將一半有色水倒入另一個杯子中留作對比樣。將活性炭放入有色水中，數量應達到水的一半或更多，這樣效果會比較明顯，靜置10—20分鐘后與對比水樣進行對照，在同等條件下，脫色效果越強說明活性炭吸附性越好。

四、選購活性炭還應該注意以下幾點：

(1)活性炭包裝好是密封包裝的。因為在空氣中或多或少地彌漫著各種有機大分子物質，特別是象在剛裝修不久的商店或家里的儲藏柜里酚醛類物質濃度極大，這些物質都會被活性炭所吸附，日積月累，活性炭的吸附性能會因為吸附了這些物質而降低甚至無法使用。因此越是吸附值高的活性炭越應該采用密封包裝以防止活性炭性能被外界干擾。

(2)現在市場上出現的假冒活性炭有的是用活性炭的半成品“炭化料”來冒充，炭化料只有經過“活化”過程才能成為真正的活性炭，而活化過程正是活性炭制造工藝中重要的制造孔隙結構的過程。缺少了這個過程的炭化料可以說幾乎沒有任何吸附性能。

炭化料由于沒有進行活化造孔的過程，所以表面要比活性炭光潔，且顏色發(fā)白，略有金屬光澤，手感上要比活性炭硬，且重量也重許多。還有相當一部分的假冒活性炭采用的是劣質原料攙硅藻土燒制，其碳含量極低，大部分為無活性的物質，這種碳顏色相對較白，手感非常重，顆粒長度較長，強度也很高，互相碰撞會發(fā)出類似陶瓷敲擊時的清脆聲音，用手掰開會發(fā)現斷面上有白色細小顆粒選購時一定要注意以免上當。

五、活性炭的注意事項

5.1使用活性炭需注意事項

(1)使用前要清洗去除粉塵，否則這些黑色的粉塵可能暫時會影響水質的清潔度。但建議不要直接用新鮮的自來水沖洗，因為活性炭的多孔隙一旦吸附大量自來水中的氯以及漂白粉，在隨后放置到過濾器中使用時會對水質造成破壞。

(2)靠平時簡單的清洗，是無法將活性炭的多孔隙中堵塞的雜物清潔干凈的。所以，務必定期更換活性炭，以免活性炭因“吸附飽和”而失去功效。且更換的時機好不要等它失效以后再更換，如此方可確保活性炭能不斷地把水族箱水質中的有害物質去除。

(3)活性炭的處理水質的效率與其處理用量相關，通常為“用量多處理水質的效果也相對好”。

(4)定量的活性炭被使用后，在使用初期應該經常觀測水質的變化，并留意觀測結果，以作為多長時間活性炭失效而更換的時間判斷依據。

5.2活性炭的運輸和儲存需注意事項

(1)活性炭在運輸過程中，不得用鐵鉤拖拽，應防止與堅硬物質混裝，不可強烈振動、磨擦、踩、砸，嚴禁拋擲，應輕裝輕卸，以減少炭粒破碎，影響使用。

(2)應儲 存于陰涼干燥處，防止內外包裝袋破裂，防止受潮和吸附空氣中其它物質，影響使用效果。嚴禁與有毒有害氣體或易揮發(fā)物質混放，存放要遠離污染源。

(3)防止焦油類物質：在使用過程中，應禁止焦油類粘稠物質進入活性炭，以免堵塞活性炭孔隙或遮蓋了活性炭展開表面，使液體不能與活性炭展開表面接觸，失去應用效果，如液體中含有此類物質，應在液體進入活性炭床前進行清除設以達到好的應用效果。

(4)活性炭在儲存或運輸時，防止與火源直接接觸，以防著火。

九、活性炭更換周期和吸附量的計算

案例1

活性炭的吸附量以及使用時間活性炭對不同的有機氣體其吸附能力(用S表示)是不一樣的，有以下表(參考《工業(yè)通風》，孫一堅主編第四版)：

按一個排污企業(yè)150mg/m3，風量在50000m3/h，一天工作時長15小時算，活性炭的平衡保持量取30%，1t活性炭達到飽合的時間為：

T(d)=m*S/C*10-6(kg/mg)*F*t(15h/d)

m：活性炭的質量，kg;

S：平衡保持量，%;

C:VOCs總濃度，mg/m3;

F:風量，m3/h。

則T=1000*0.3/150*10-6*50000*15=2.67d

也就是1t的活性炭在上述條件下，2.67天就達到飽合了。

案例2

方法一：

蜂窩活性炭比重：0.45g/cm3

1克/立方厘米=1000千克/立方米

參數：單套設備排風量：25000m3/h，廢氣總濃度為119.5mg/m3，運行8h/d

所采用蜂窩活性炭吸附的平衡保持量取75%計。

一塊蜂窩活性炭質量：0.1×0.1×0.1×450kg/m3=0.45kg

單套設備需要蜂窩活性炭量為：0.8×1.31×1.33÷0.001=1400塊×0.45=630kg

根據活性炭更換周期計算公式：

T=m×S÷C×10-6×Q×t

式中：  

T—周期，單位天

M—活性炭的質量，單位kg

S—平衡保持量，%

10-6—系數

Q—風量，單位m3/h

T—運行時間，單位h/d

T1=630×0.75÷119.5×10-6×25000×8=7.91天

所以單套設備蜂窩炭更換周期為約8天方法二：

蜂窩炭1g能吸附600mg的有機廢氣

一塊蜂窩活性炭質量：0.1×0.1×0.1×450kg/m3=0.45kg

單套設備蜂窩炭重量

0.8×1.31×1.33÷0.001=1400塊×0.45=630kg

設備蜂窩炭的吸附能力為：

630kg=630000g

630000g×600mg=378000000mg

總過濾量為25000m3/h×119.5mg/m3=2987500mg/h

吸附滿周期T2

378000000mg÷2987500mg/h=126.52h

每天工作8小時算

T2=126.52h÷8=15.81天

因為T2>T1所以本項目活性炭更換周期為8—15天、建議10天一換