另一方面,對于吸附劑粉末活性炭,其內(nèi)表面化學(xué)結(jié)構(gòu)?比表面積可以影響吸附能力?在實際生產(chǎn)應(yīng)用中還有吸附速率的問題,活性炭顆粒的孔隙大小?粒徑分布決定了溶質(zhì)分子向碳粒內(nèi)部擴(kuò)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質(zhì)量?因此如何評價選擇活性炭的種類和質(zhì)量,如何根據(jù)水源水質(zhì)選擇合適的碳種和投加量,成為生產(chǎn)中亟待研究解決的重要課題?

    國內(nèi)一般主要采用碘值?亞甲藍(lán)值來評價活性炭的吸附性能?但是生產(chǎn)實踐和經(jīng)驗都證明僅采用這兩個指標(biāo)不能全面評價活性炭,與實際的吸附效果有所差距?因此采用這些指標(biāo)判斷活性炭的效能只有部分理論意義,不能全面?準(zhǔn)確地反應(yīng)實際吸附狀況?

    (一)目前評價水處理粉末活性炭的指標(biāo)存在的問題

    經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn):碘值?亞甲藍(lán)值只能夠表明活性炭顆粒中細(xì)小孔徑的比表面積大小,但是在實際生產(chǎn)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(yīng)用的粉末活性炭遠(yuǎn)未達(dá)到完全吸附平衡?活性炭顆粒內(nèi)部中等孔隙是有機(jī)物分子的進(jìn)入通道,一般認(rèn)為活性炭的中等孔隙越發(fā)達(dá)越有利于吸附動力學(xué)平衡,所以中孔是否發(fā)達(dá)決定了吸附速率?為了結(jié)合實際應(yīng)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(lán)值等指標(biāo)),還要判斷粉末活性炭顆粒內(nèi)部的孔徑分布是否容易達(dá)到快速吸附,即明確轉(zhuǎn)化為如何評價活性炭的孔徑分布是否合理?

    進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),采用一些具有特定立體空間結(jié)構(gòu)的有色大分子可以表征活性炭的孔徑分布?同時這些物質(zhì)可以采用一定的分析方法精確定量?采用這一系列的分子量階梯排列的吸附質(zhì)來評價粉末活性炭的綜合性能,與水廠生產(chǎn)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征物,制定相應(yīng)的評價方法?

    隨著試驗深入,采用某水源廣泛存在的一種典型有機(jī)污染化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)樣來作為吸附質(zhì)進(jìn)行試驗?這種酚類物質(zhì)分子量適中,中等極性,分子空間結(jié)構(gòu)較大,所以可以很好地代表水中的較復(fù)雜有機(jī)分子?

    采用綜合評價方法來衡量活性炭的性能:采用碘值?亞甲藍(lán)吸附值評價粉末活性炭的微孔比表面積;采用一些具有特定結(jié)構(gòu)的大分子表征活性炭的中孔發(fā)達(dá)情況;采用一種酚類標(biāo)樣作為復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)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(zhǔn)確和客觀?

    吸附特定大分子有機(jī)物,對于木質(zhì)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%;對于煤質(zhì)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%?對于木質(zhì)和煤質(zhì)活性炭吸附特定大分子有機(jī)物效果比較,木質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于煤質(zhì)?

    吸附特定天然有機(jī)物,對于木質(zhì)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%;對于煤質(zhì)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(zhì)和煤質(zhì)活性炭吸附特定天然有機(jī)物比較,木質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于煤質(zhì),吸附數(shù)量超過1-2倍?

    試驗結(jié)果表明:l)木材?果核為原料生產(chǎn)的活性炭與無煙煤為原料生產(chǎn)的活性炭相比,中孔數(shù)量較多,從吸附性能角度看,一般木質(zhì)?果核類活性炭較適合于某重污染水源,去除以酚類為主的致臭污染物水處理應(yīng)用?煤質(zhì)碳由于比重較大,相對用于助凝去除有機(jī)物和價格上有優(yōu)勢,尤其是對于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(rèn)為粉末活性炭的吸附能力與粒徑相關(guān),粒徑越小,比表面積越大,吸附越強(qiáng);但粒徑過小,易于穿透濾層,引起用戶不滿?根據(jù)生產(chǎn)應(yīng)用經(jīng)驗認(rèn)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,宜采用目數(shù)大于250目的粉末活性炭;但同時必須嚴(yán)格控制沉淀池出水濁度為1NTU左右,嚴(yán)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,宜采用小于200目的粉末活性炭,以確保自來水水質(zhì)?