Com seleccionar carbó actiu per al tractament de l'aigua

Què és el carbó activat?

El carbó activat és un tipus de material de carboni microcristal·lí fet de matèries primeres que contenen carboni-. Presenta un aspecte negre, una estructura de porus interna molt desenvolupada, una gran superfície específica i una forta capacitat d'adsorció, i s'utilitza àmpliament com a adsorbent, catalitzador o portador de catalitzador.

Per font de matèria primera, el carbó activat es pot classificar en carbó activat a base de -fusta, carbó activat de closca de nou, carbó activat d'os animal/sang, carbó activat a base de mineral-, carbó activat de resina sintètica, carbó activat de cautxú/plàstic, carbó activat regenerat, etc. Entre les sèries de closca de fruits secs,Carbó activat de closca de coco per al tractament de l'aiguaDestaca pels seus abundants microporos i el seu rendiment estable en el tractament de l'aigua. Per forma física, es divideix en carbó activat en pols, granular, granular irregular, cilíndric, esfèric i fibrós. Molts projectes de tractament d'aigua adopten tipus granulars i es porten a termeFiltració d'aigua granular amb carbó actiuper eliminar els contaminants orgànics i el croma de manera eficient.

El carbó activat compta amb aplicacions extremadament àmplies que cobreixen gairebé tots els sectors econòmics nacionals i escenaris de la vida diària, com ara purificació d'aigua, extracció d'or, decoloració de sucre, refinament per injecció farmacèutica, purificació de sang, purificació d'aire, protecció de seguretat personal i molt més.

 

 

Composició i fabricació de carbó actiu

El material de carbó activat es refereix al carbó amorf processat mitjançant un tractament especial. Té una gran superfície específica i una excel·lent capacitat d'adsorció de substàncies inorgàniques/orgàniques i partícules col·loïdals en fases gasoses i líquides. Les principals varietats inclouen carbó activat (AC) i fibres de carbó activat (ACF).

Com a adsorbent d'alt rendiment-, el seu rendiment excepcional prové de les característiques estructurals de la superfície i propietats químiques de la superfície úniques. El carbó activat presenta propietats químiques estables, alta resistència mecànica, resistència àcid/àlcali/calor, insolubilitat en aigua i dissolvents orgànics i reciclabilitat. S'ha adoptat àmpliament a la indústria química, protecció del medi ambient, processament d'aliments, metal·lúrgia, refinació farmacèutica, protecció química militar i altres camps. En l'actualitat, el carbó actiu modificat s'aplica àmpliament en el tractament d'aigües residuals i el control de la contaminació de l'aire, mostrant perspectives prometedores per a la remediació ambiental.

Més del 80%-90% del carbó actiu està format per elements de carboni, cosa que explica la seva propietat d'adsorció hidròfoba. A part del carboni, conté dos tipus d'impureses:

• Elements enllaçats químicament: principalment oxigen i hidrogen. Aquests residus romanen de la carbonització incompleta o d'elements estrangers no-carbonosos units químicament a la superfície del carboni durant l'activació. Per exemple, l'oxidació superficial es produeix sota l'activació del vapor.
• Contingut de cendra: la fracció inorgànica del carbó actiu.

Gairebé tots els materials orgànics-rics en carboni poden servir com a matèries primeres per al carbó activat, com ara carbó, fusta, closca de coco, closca de nou, closca d'albercoc, closca de jujube, etc. Aquestes matèries primeres carbonàcies es converteixen en carbó activat mitjançant piròlisi dins de forns d'activació a alta temperatura i certa pressió. Durant l'activació, es formen gradualment una gran superfície específica i xarxes de porus complexes, on es produeixen reaccions d'adsorció. La mida dels porus dota al carbó activat d'un rendiment d'adsorció selectiva, ja que les molècules grans no poden entrar en porus més petits que la seva pròpia mida molecular. Com a producte típic-de closca de nou,Carbó activat de closca de coco per al tractament de l'aiguaes fabrica mitjançant l'activació de vapor de closques de coco, formant uns microporus ben desenvolupats, ideals per a l'eliminació de traces orgàniques.

El carbó activat és un adsorbent hidròfob produït mitjançant la carbonització a -alta temperatura i l'activació de matèries primeres basades en carbó-. Els abundants microporos li atorguen una àrea de superfície específica ultra-gran, que permet l'eliminació eficaç del color, l'olor, la majoria de contaminants orgànics i determinades substàncies inorgàniques (inclosos metalls pesants tòxics) dels efluents secundaris.

 

Principis de funcionament del carbó activat

 

1. Principi de filtració

Els filtres de carbó actiu intercepten els contaminants en suspensió a l'aigua, amb sòlids en suspensió atrapats omplint els buits entre les partícules de carbó. La mida dels porus i la porositat de les capes de filtre s'expandeixen a mesura que augmenta la mida de les partícules de carboni. El carbó activat més gruixut proporciona un espai més gran per a l'emmagatzematge de sòlids en suspensió, millorant la capacitat de filtració, la capacitat de retenció de la brutícia i el volum total d'intercepció de contaminants. Tota la lògica de funcionament deFiltració d'aigua granular amb carbó actiues basa en aquest mecanisme dual d'intercepció física i adsorció superficial.

Els porus més grans permeten que els sòlids en suspensió penetrin més profundament a les capes de carboni inferiors. Amb un gruix de filtre suficient, es poden atrapar més contaminants, donant joc al rendiment d'intercepció de les capes mitjanes i inferiors i augmentant la capacitat global de retenció de contaminants del sistema.

Teòricament, la capacitat d'intercepció de sòlids en suspensió prové de la superfície total del carbó actiu. A baixa velocitat de flux, el cribratge domina la filtració; a alta velocitat de flux, l'adsorció superficial de partícules de carboni pren el protagonisme. La superfície total més gran de partícules de carboni ofereix una adhesió més forta als sòlids en suspensió a l'aigua.

 

2. Principi d'adsorció

A partir de les forces intermoleculars entre el carbó actiu i les molècules contaminants, l'adsorció es divideix en dues categories: adsorció física i adsorció química (també anomenada adsorció activa).

• Adsorció física: impulsada per la força de Van der Waals o l'atracció electrostàtica. La força d'adsorció depèn principalment de les propietats físiques del carboni, amb prou feines afectades per la seva composició química. La força de Van der Waals és feble i imposa pocs canvis estructurals als contaminants, anàleg a la condensació. Els contaminants conserven les seves propietats químiques originals després de l'adsorció física.
• Adsorció química: impulsada per enllaços químics, comparable a reaccions químiques amb canvis estructurals greus a les molècules contaminants. Implica compartir o transferir electrons en lloc de polarització feble, i és un procés irreversible. La distinció fonamental entre adsorció física i química rau en la força que forma enllaços d'adsorció.

L'adsorció és un procés exotèrmic on les molècules contaminants s'uneixen a superfícies sòlides amb energia lliure reduïda, alliberant calor d'adsorció. Les forces divergents condueixen a diferències en la calor d'adsorció, la velocitat, l'energia d'activació, la selectivitat de la temperatura, la quantitat de la capa d'adsorció i l'espectre d'adsorció entre l'adsorció física i química.

La tecnologia d'adsorció de carbó activat s'ha aplicat per al refinat i la decoloració a les indústries farmacèutiques, químiques i alimentàries durant dècades, i s'ha adoptat per al tractament d'aigües residuals industrials des dels anys setanta. La producció pràctica verifica el seu excepcional rendiment d'adsorció de traces de contaminants orgànics a l'aigua, proporcionant efectes de tractament notables en impressió i tenyit, colorants, processament d'aliments i aigües residuals químiques orgàniques. Elimina de manera única els orgànics representats per DBO i DQO, inclosos els colorants sintètics, els tensioactius, els fenols, els benzès, els organoclorats, els pesticides i els productes petroquímics. Per tant, l'adsorció de carbó actiu s'ha convertit en un dels principals processos de tractament secundari i terciari d'aigües residuals industrials.

L'adsorció és un fenomen interfacial lent correlacionat amb la tensió superficial i la variació d'energia superficial. Dues forces impulsores desencadenen l'adsorció: repulsió del dissolvent d'aigua a substàncies hidròfobes i atracció d'afinitat entre l'adsorbent sòlid i el solut. L'adsorció d'aigües residuals és generalment l'efecte combinat d'ambdues forces.

La capacitat d'adsorció està determinada directament per la superfície específica del carbó activat i l'estructura dels porus. El tipus de carboni s'ha de seleccionar mitjançant proves de qualitat de l'aigua segons les característiques de les aigües residuals; Es prefereix el carboni amb abundants porus de transició per a la impressió i tenyit d'aigües residuals. Altres factors que influeixen inclouen:

• Contingut de cendra: una cendra més baixa equival a un millor rendiment d'adsorció;
• Grau de concordança entre la mida molecular de l'adsorbat i el diàmetre del porus de carboni: les coincidències de mida més properes faciliten l'adsorció;
• Concentració d'adsorbat: la capacitat d'adsorció augmenta dins d'un determinat rang de concentració;
• Temperatura de l'aigua i valor de pH: la capacitat d'adsorció disminueix amb l'augment de la temperatura de l'aigua.

 

 

Propietats del carbó actiu

 

1. Propietat d'adsorció

L'adsorció de carbó activat elimina els orgànics solubles, detergents sintètics, microorganismes, virus i metalls pesants parcials atrapant contaminants a les superfícies poroses de carboni, alhora que realitza la decoloració, la desodorització i la purificació de l'aire.

El carbó activat consisteix en petits grànuls de carbó amb una gran superfície i micro porus capil·lars a l'interior. Els capil·lars tenen una forta capacitat d'adsorció. El contacte total entre la superfície del carboni i les impureses gasoses/líquides condueix a l'adsorció i la purificació.

El mètode BET és l'únic estàndard fiable per a proves de superfície específica, mentre que molts instruments domèstics només admeten el mètode de comparació directa. El BET multi-punt serveix com a estàndard de proves global unificat, documentat a l'estàndard nacional xinès GB/T 19587-2004: determinació de l'àrea superficial específica de sòlids per adsorció de gas mitjançant el principi BET.

La mesura de la superfície específica requereix temps-; determinades mostres poden trigar un dia sencer a provar. Els equips no-automatitzats requereixen la supervisió de l'operador-a temps complet, amb un mal funcionament lleu que condueix a un fracàs de la prova i al malbaratament d'hores laborals. L'analitzador d'àrea de superfície específica F{-Sorb 2400 admet totalment la mesura BET (compatible amb el mètode de comparació directa). És l'únic dispositiu de prova de superfície específica intel·ligent totalment automàtic a la Xina, amb una gran consistència internacional, resultats de proves estables, error humà minimitzat i una precisió de dades superior.

 

2. Propietat química

El carbó activat depèn de l'adsorció tant física com química, determinada conjuntament per l'estructura dels porus i la composició química.

A més del carbó, el carbó activat conté petites quantitats de grups funcionals d'oxigen i hidrogen enllaçats químicament, inclosos els grups carbonil, carboxil, fenòlic, lactona, quinona i èter. Els òxids i complexos superficials es deriven de derivats de matèries primeres o de reaccions amb aire/vapor durant i després de l'activació; ocasionalment també es poden formar sulfurs i clorurs superficials. Els minerals de les matèries primeres es concentren en cendres durant l'activació, principalment sals de metalls alcalins i alcalinotèrres com ara carbonats i fosfats.

 

3. Propietat mecànica

• Mida de les partícules: mesura mitjançant un cribratge estàndard per calcular la massa retinguda i passar cada tamís per a l'anàlisi de la distribució de la mida de les partícules.
• Densitat aparent aparent: massa de carbó activat per unitat de volum, inclòs el volum de porus intern i el volum buit inter-partícules.
• Densitat de partícules: massa de carbó activat per unitat de volum, inclòs el volum de porus intern, però excloent el volum buit inter-partícules.
• Duresa: resistència a la fragmentació.
• Resistència a l'abrasió: rendiment anti-desgast.

Les propietats mecàniques afecten directament els efectes de l'aplicació: la densitat determina el volum del dipòsit; la finesa de la pols afecta la filtració; la distribució de la mida del carboni granular regeix la resistència dels fluids i la caiguda de pressió; la resistència a la fragmentació influeix en la vida útil i l'eficiència de regeneració de carboni residual.

 

Classificació del carbó actiu

 

1. Per Matèria Primera

• Carbó activat-de fusta
• Carbó activat d'os/sang animal
• Carbó activat-mineral
• Altres matèries primeres carbó actiu
• Carbó actiu regenerat

 

2. Per Procés de Fabricació

• Carbó activat químicament (carbó químic)
• Carbó físicament activat (carbó físic)
• Carbó actiu-físic/físic-químic combinat

 

3. Per forma física

Carbó actiu en pols, carbó actiu granular, carbó actiu granular irregular, carbó actiu cilíndric, carbó actiu esfèric i un altre carbó actiu amb forma especial-.

 

4. Per mida de porus

• Macropores: diàmetre de porus superior o igual a 1000 Å
• Porus de transició: diàmetre de porus 20 ~ 1000 Å
• Microporus: diàmetre de porus Menor o igual a 20 Å Els microporus aporten la majoria de la superfície específica del carbó actiu.

 

5. Per categoria de matèries primeres

• Carbó activat-a base de fusta: fabricat amb estelles de fusta, carbó vegetal, etc.
• Carbó activat de closca de nou: fabricat amb closca de coco, closca de nou, closca d'albercoc, etc.
• Carbó actiu-a base de carbó: fabricat a partir de lignit, torba, carbó bituminós, antracita, etc.
• Carbó activat a base de petroli-: p. ex. carbó activat esfèric a base de breu- fet de breu
• Carbó actiu regenerat: carbó residual reactivat

 

Aquest tipus de carbó actiu es perfecciona a partir de carbó vegetal i estelles de fusta d'alta-qualitat mitjançant processos combinats d'activació física i química. Pols negra, no-tòxica i inodora, amb porus-ben desenvolupats i sense substàncies-solubles en aigua perjudicials per a la qualitat de l'aigua. Té una forta capacitat d'adsorció, una excel·lent decoloració i una ràpida velocitat de filtració. Adsorbeix eficaçment substàncies nocives moleculars grans i petites en fase líquida, àmpliament aplicades a aigües residuals domèstiques, aigües residuals químiques, aigües residuals mèdiques, aigües residuals municipals i altres masses d'aigua, amb un rendiment excel·lent en decoloració, desodorització i reducció de COD.

 

 

Característiques del carbó activat d'alta-qualitat

El carbó activat de primera qualitat comptarà amb una gran capacitat d'adsorció, una llarga vida útil, una gran resistència mecànica, un baix contingut de cendres, un rentat fàcil i una qualitat estable de l'efluent. Elimina les olors estranyes, millora la croma i aconsegueix altes taxes d'eliminació de contaminants tòxics de l'aigua, com ara clor, fenol, mercuri, plom, arsènic, clorur, detergents, pesticides i fertilitzants químics.

 

Indicadors tècnics bàsics

• Mida de les partícules (10 ~ 24 malles, 2,0 ~ 0,8 mm): superior o igual al 95% Nota: les partícules més petites proporcionen una superfície específica més gran i una millor adsorció, però generen majors pèrdues i pols.
• Índex de iode: superior o igual a 1000 mg/g Nota: un nombre de iode més alt indica una capacitat d'adsorció més forta.
• Superfície específica: 1000–1200 m²/g Nota: 1 gram de carbó actiu es desplega a 1000 metres quadrats d'àrea de la paret del porus. El rendiment d'adsorció depèn del grau de desenvolupament dels porus.
• Poder de decoloració del blau de metilè: superior o igual a 10 ml/g Nota: representa la capacitat de decoloració.
• Resistència a l'abrasió: superior o igual al 95% Nota: una resistència a l'abrasió més alta significa una qualitat de carboni superior.
• Pèrdua per assecat: Inferior o igual al 10% Nota: Representa el contingut d'humitat; un valor més baix indica una millor qualitat.
• Residus d'ignició (contingut de cendra): inferior o igual al 3% Nota: un contingut de cendra més baix indica una millor qualitat.
• Densitat aparent: 0,48–0,55 g/mL Nota: una densitat aparent més baixa en general ofereix una capacitat d'adsorció més forta.

 

Moltes gràcies per llegir fins al final! És probable que hàgiu adquirit una certa comprensió de l'aplicació del carbó actiu en el tractament de l'aigua. Com a empresa amb 27 anys d'experiència en la producció de carbó actiu, oferim una gamma de productes de carbó actiu per al tractament d'aigües entre els quals podeu escollir. Si us plau, no dubteu a contactar amb nosaltres en qualsevol moment i us oferirem un servei en línia les 24 hores.

Contacta ara