Aktivkohlenstoff, auch als aktiviertes Holzkohle oder aktiviertes Zeichen bezeichnet. Es ist eine schwarze pudrige oder körnige Kohlenstoffsubstanz. Aktivkohlenstoff ist ein poröser Kohlenstoff mit geringer Packungsdichte und großer spezifischer Oberfläche aufgrund der unregelmäßigen Anordnung von mikrokristallinem Kohlenstoff und dem Vorhandensein von Poren zwischen Kreuzverbindungen, die während der Aktivierung Kohlenstoffstrukturdefekte verursachen können. Es ist auch das Hauptmaterial für die Herstellung von Filtern.
Produktion von Aktivkohle
Die wichtigsten Rohstoffe für aktiviertes Kohlenstoff können fast alle organischen Materialien in Kohlenstoff wie Kohle, Holz, Obsthülsen, Kokosnussschalen, Walnussschalen, Aprikoseschalen, Jujubeschalen usw. haben. Diese Kohlenstoff -enthaltenen Materialien werden durch Pyrolyse bei hoher Temperatur und einem bestimmten Druck in einem Aktivierungsofen in aktiviertes Kohlenstoff umgewandelt. Während dieses Aktivierungsprozesses bilden sich allmählich eine riesige Oberfläche und eine komplexe Porenstruktur, und der sogenannte Adsorptionsprozess tritt in diesen Poren und auf der Oberfläche auf. Die Größe der Poren in aktiviertem Kohlenstoff hat einen selektiven Adsorptionseffekt auf das Adsorbat, da große Moleküle nicht in die Poren von aktiviertem Kohlenstoff, die kleiner als ihre Poren sind, in die Poren eindringen können. Aktivkohlenstoff ist ein hydrophobe Adsorbens, das durch Kohlensäure mit hoher Temperatur und Aktivierung von Substanzen erzeugt wird, die hauptsächlich Kohlenstoff als Rohstoffe enthalten. Aktivkohlenstoff enthält eine große Anzahl von Mikroporen und hat eine unglaublich große Oberfläche, die Farbe und Geruch wirksam entfernen kann. Es kann auch die meisten organischen Schadstoffe und bestimmte anorganische Substanzen, einschließlich giftiger Schwermetalle, aus sekundärem Abwasser entfernen.
Das Prinzip von Aktivkohlenstoff
1. Filterprinzip
Der Aktivkohlefilter ist der Prozess der Abfangen von schwebenden Schadstoffen in Wasser, und die abgefangenen suspendierten Festkörper füllen die Lücken zwischen aktivierten Kohlenstücken. Die Porengröße und Porosität der Filterschicht nehmen mit der Partikelgröße des Aktivkohlenstoffmaterials zu. Je grob die Partikelgröße von Aktivkohlenstoff ist, desto größer ist der Raum, der suspendierte Feststoffe aufnehmen kann. Es wird als verbesserte Filterfähigkeit, erhöhte Haltekapazität und größere Abfangenskapazität ausgeführt. Gleichzeitig können die tieferen Suspended -Feststoffe im Wasser auf die nächste Schicht der Aktivkohlefilterschicht transportiert werden, je größer die Poren in der aktivierten Kohlenstofffilterschicht transportiert werden können. Mit ausreichender Schutzdicke können mehr schwebende Festkörper abgefangen werden, sodass die mittleren und unteren Schichten der Filterschicht die Interception -Rolle besser spielen und die Abfangenskapazität der Einheit erhöhen können.
Im Allgemeinen stammt die Fähigkeit von Aktivkohlenstoff, suspendierte Feststoffe abzufangen, von der Oberfläche, die durch Aktivkohle bereitgestellt wird. Wenn die Durchflussrate niedrig ist, ergibt sich die Filtrationskapazität der Einheit hauptsächlich aus dem Screening -Effekt von aktiviertem Kohlenstoff, während die Filtrationskapazität, wenn die Durchflussrate schnell ist, aus dem Adsorptionseffekt auf die Oberfläche aktivierter Kohlenstoffpartikel erfolgt. Während des Filtrationsprozesses, desto größer ist die Partikeloberfläche, die durch aktiviertes Kohlenstoff bereitgestellt wird, desto stärker die Haftung an schwebenden Festkörpern in Wasser.
2. Adsorptionsprinzip
Nach den verschiedenen Kräften zwischen aktivierten Kohlenstoffmolekülen und Schadstoffmolekülen während des Adsorptionsprozesses kann die Adsorption in zwei Kategorien unterteilt werden: physikalische Adsorption und chemische Adsorption (auch als aktive Adsorption bezeichnet). Während des Adsorptionsprozesses, wenn die Wechselwirkungskraft zwischen aktivierten Kohlenstoffmolekülen und Schadstoffmolekülen van der Waals -Kraft (oder elektrostatische Anziehung) ist, wird sie als physikalische Adsorption bezeichnet. Wenn die Wechselwirkungskraft zwischen aktivierten Kohlenstoffmolekülen und Schadstoffmolekülen eine chemische Bindung ist, wird sie als chemische Adsorption bezeichnet. Die Adsorptionsstärke der physikalischen Adsorption hängt hauptsächlich mit den physikalischen Eigenschaften von aktiviertem Kohlenstoff zusammen und hat wenig mit den chemischen Eigenschaften von Aktivkohle zu tun. Aufgrund der schwachen Van der Waals -Kraft hat es nur geringe Auswirkungen auf die Struktur von Schadstoffmolekülen. Diese Kraft ähnelt dem intermolekularen Zusammenhalt, sodass die physikalische Adsorption als Kondensationsphänomen analogisiert werden kann. Die chemischen Eigenschaften von Schadstoffen bleiben während der physikalischen Adsorption unverändert.
Aufgrund der starken chemischen Bindungen hat die chemische Adsorption einen signifikanten Einfluss auf die Struktur von Schadstoffmolekülen. Daher kann die chemische Adsorption als chemische Reaktion angesehen werden, was das Ergebnis der chemischen Wechselwirkung zwischen Schadstoffen und Aktivkohlenstoff ist. Die chemische Adsorption umfasst im Allgemeinen Elektronenpaar -Teilen oder Elektronentransfer anstelle einer einfachen Störung oder schwachen Polarisation und ist ein irreversibler chemischer Reaktionsprozess. Der grundlegende Unterschied zwischen physikalischer Adsorption und chemischer Adsorption liegt in der Kraft, die Adsorptionsbindungen erzeugt.
Der Adsorptionsprozess ist der Prozess, bei dem Schadstoffmoleküle auf eine feste Oberfläche adsorbiert werden und die freie Energie der Moleküle abnimmt. Daher ist der Adsorptionsprozess ein exothermer Prozess, und die freigesetzte Wärme wird als Adsorptionswärme des Schadstoffs auf dieser festen Oberfläche bezeichnet. Aufgrund der unterschiedlichen Kräfte der physikalischen Adsorption und der chemischen Adsorption weisen sie bestimmte Unterschiede in der Adsorptionswärme, der Adsorptionsrate, der Adsorptionsaktivierungsenergie, der Adsorptionstemperatur, der Selektivität, der Adsorptionsschichten und der Adsorptionsspektren auf.
Die Aktivkohleadsorptionstechnologie wurde seit vielen Jahren zur Verfeinerung und Entfärbung in Branchen wie Pharmazeutika, Chemikalien und Lebensmitteln eingesetzt. Es wurde in den 1970er Jahren für die industrielle Abwasserbehandlung eingesetzt. Die Produktionspraxis hat gezeigt, dass Activated Carbon hervorragende Adsorptionseigenschaften für organische Schadstoffe in Wasser in Wasser aufweist und gute Adsorptionseffekte auf industrielles Abwasser wie Textildruck und Färben, chemische Farbstoffindustrie, Lebensmittelverarbeitung und organische chemische Industrie aufweist. Im Allgemeinen sind organische Verbindungen, die durch umfassende Indikatoren wie BSB und CSB in Abwasser dargestellt werden, wie synthetische Farbstoffe, Tenside, Phenole, Benzoler, Organochlor, Pestizide und petrochemische Produkte, einzigartige Entfernungsfunktionen. Daher ist die Aktivkohleadsorption nach und nach zu einer der Hauptmethoden für die sekundäre oder tertiäre Behandlung von industriellem Abwasser geworden.
Die Adsorption ist ein langsamer Prozess, bei dem eine Substanz an der Oberfläche einer anderen Substanz haftet. Die Adsorption ist ein Grenzflächenphänomen, das mit Änderungen der Oberflächenspannung und Oberflächenenergie zusammenhängt. Es gibt zwei treibende Kräfte, die eine Adsorption verursachen, eine ist die abstoßende Kraft von Lösungsmittelwasser auf hydrophoben Substanzen, und das andere ist die Affinitätsattraktion von Festkörpern auf gelösten Stoffen. Die Adsorption bei der Abwasserbehandlung ist hauptsächlich das Ergebnis der kombinierten Wirkung dieser beiden Kräfte. Die spezifische Oberfläche und Porenstruktur von Aktivkohlenstoff beeinflussen ihre Adsorptionskapazität direkt. Bei der Auswahl von Aktivkohlenstoff sollte er durch Experimente ermittelt werden, die auf der Wasserqualität des Abwassers basieren. Es ist ratsam, Holzkohle mit gut entwickelten Übergangsporen zum Drucken und Färben von Abwasser zu wählen. Darüber hinaus hat der Aschengehalt auch Auswirkungen, je kleiner der Aschengehalt ist, desto besser die Adsorptionsleistung. Je näher die Größe von Adsorbatmolekülen am Porendurchmesser von Kohlenstoff liegt, desto leichter ist es, adsorbiert zu werden. Die Konzentration von Adsorbat wirkt sich auch auf die Adsorptionskapazität von Aktivkohlenstoff aus. Innerhalb eines bestimmten Konzentrationsbereichs steigt die Adsorptionskapazität mit zunehmender Adsorbatkonzentration. Darüber hinaus hängen auch Wassertemperatur und pH -Wert zusammen. Die Adsorptionskapazität nimmt mit zunehmender Wassertemperatur ab.
