Hoe actieve kool voor waterbehandeling te selecteren

Wat is actieve kool?

Actieve kool is een soort microkristallijn koolstofmateriaal gemaakt van koolstof-bevattende grondstoffen. Het heeft een zwart uiterlijk, een sterk ontwikkelde interne poriënstructuur, een groot specifiek oppervlak en een sterk adsorptievermogen, en wordt veel gebruikt als adsorbens, katalysator of katalysatordrager.

Per grondstofbron kan actieve kool worden onderverdeeld in actieve kool op basis van hout-, actieve kool op basis van notendoppen, actieve kool van dierenbotten/bloed, actieve kool op minerale- basis, actieve kool op basis van kunsthars, actieve kool van rubber/plastic, geregenereerde actieve kool, enzovoort.Kokosnoot actieve kool voor waterbehandelingvalt op door zijn overvloedige microporiën en stabiele waterbehandelingsprestaties. Door fysieke vorm is het verdeeld in poedervormige, korrelige, onregelmatige korrelige, cilindrische, bolvormige en vezelachtige actieve kool. Veel waterzuiveringsprojecten gebruiken korrelige typen en voeren deze uitKorrelvormige waterfiltratie met actieve koolom organische verontreinigende stoffen en chroma efficiënt te verwijderen.

Actieve kool kent extreem uitgebreide toepassingen die bijna alle nationale economische sectoren en dagelijkse levensscenario's bestrijken, waaronder waterzuivering, goudwinning, ontkleuring van suiker, farmaceutische injectieraffinage, bloedzuivering, luchtzuivering, bescherming van persoonlijke veiligheid en meer.

 

 

Samenstelling en productie van actieve kool

Actief koolstofmateriaal verwijst naar amorfe koolstof die is verwerkt door middel van een speciale behandeling. Het heeft een groot specifiek oppervlak en een uitstekend adsorptievermogen voor anorganische/organische stoffen en colloïdale deeltjes in gas- en vloeistoffasen. De belangrijkste varianten zijn onder meer actieve kool (AC) en actieve koolvezels (ACF).

Als adsorbens met hoge{0}}prestaties zijn de uitstekende prestaties te danken aan de unieke structurele kenmerken van het oppervlak en de chemische eigenschappen van het oppervlak. Actieve kool heeft stabiele chemische eigenschappen, hoge mechanische sterkte, zuur-/alkali-/hittebestendigheid, onoplosbaarheid in water en organische oplosmiddelen en recycleerbaarheid. Het is op grote schaal toegepast in de chemische industrie, milieubescherming, voedselverwerking, metallurgie, farmaceutische raffinage, militaire chemische bescherming en andere gebieden. Momenteel wordt gemodificeerde actieve kool op grote schaal toegepast bij de behandeling van afvalwater en de bestrijding van luchtverontreiniging, wat veelbelovende vooruitzichten biedt voor milieusanering.

Meer dan 80% -90% van de actieve kool bestaat uit koolstofelementen, wat de hydrofobe adsorptie-eigenschap verklaart. Naast koolstof bevat het twee soorten onzuiverheden:

• Chemisch gebonden elementen: voornamelijk zuurstof en waterstof. Deze resten blijven achter door onvolledige carbonisatie, of door vreemde niet-koolstofelementen die tijdens activering chemisch aan het koolstofoppervlak zijn gebonden. Oppervlakteoxidatie treedt bijvoorbeeld op onder stoomactivering.
• Asgehalte: de anorganische fractie van actieve kool.

Bijna alle koolstof{0}}rijke organische materialen kunnen dienen als grondstof voor actieve kool, zoals steenkool, hout, kokosnootschillen, walnootschillen, abrikozenschillen, jujube-schillen, enz. Deze koolstofhoudende grondstoffen worden via pyrolyse in activeringsovens onder hoge temperatuur en een bepaalde druk omgezet in actieve kool. Tijdens de activering vormen zich geleidelijk een enorm specifiek oppervlak en complexe poriënnetwerken, waar adsorptiereacties plaatsvinden. Door de poriegrootte beschikt actieve kool over selectieve adsorptieprestaties, omdat grote moleculen geen poriën kunnen binnendringen die kleiner zijn dan hun eigen moleculaire grootte. Als typisch noten-product,Kokosnoot actieve kool voor waterbehandelingwordt vervaardigd door stoomactivering van kokosnootschalen, waardoor goed-ontwikkelde microporiën worden gevormd die ideaal zijn voor het verwijderen van organische sporen.

Actieve kool is een hydrofoob adsorbens dat wordt geproduceerd via carbonisatie bij hoge- temperatuur en activering van op koolstof- gebaseerde grondstoffen. Overvloedige microporiën zorgen ervoor dat het een ultra-groot specifiek oppervlak heeft, waardoor een effectieve verwijdering van kleur, geur, de meeste organische verontreinigende stoffen en bepaalde anorganische stoffen (waaronder giftige zware metalen) in secundair afvalwater mogelijk wordt.

 

Werkingsprincipes van actieve kool

 

1. Filtratieprincipe

Actieve koolstoffilters onderscheppen zwevende verontreinigende stoffen in water, waarbij gevangen zwevende vaste stoffen de holtes tussen koolstofdeeltjes opvullen. De poriegrootte en porositeit van filterlagen nemen toe naarmate de koolstofdeeltjes groter worden. Grovere actieve kool biedt meer ruimte voor de opslag van zwevende vaste stoffen, waardoor de filtratiecapaciteit, de vuilopnamecapaciteit en het totale onderscheppingsvolume van verontreinigende stoffen worden verbeterd. De hele operatielogica vanKorrelvormige waterfiltratie met actieve koolvertrouwt op dit dubbele mechanisme van fysieke onderschepping en oppervlakte-adsorptie.

Grotere poriën zorgen ervoor dat zwevende vaste stoffen dieper in de lagere koolstoflagen kunnen doordringen. Met voldoende filterdikte kunnen meer verontreinigende stoffen worden opgevangen, waardoor de onderscheppingsprestaties van de middelste en onderste lagen ten volle kunnen worden benut en de algehele capaciteit van het systeem om verontreinigende stoffen vast te houden wordt vergroot.

Theoretisch is het onderscheppingsvermogen van zwevende vaste stoffen afkomstig van het totale oppervlak van actieve kool. Bij lage stroomsnelheid domineert screening de filtratie; bij hoge stroomsnelheid neemt oppervlakte-adsorptie van koolstofdeeltjes het voortouw. Een groter totaal oppervlak van koolstofdeeltjes zorgt voor een sterkere hechting aan zwevende vaste stoffen in water.

 

2. Adsorptieprincipe

Op basis van intermoleculaire krachten tussen actieve kool en verontreinigende moleculen valt adsorptie in twee categorieën: fysische adsorptie en chemische adsorptie (ook wel actieve adsorptie genoemd).

• Fysische adsorptie: aangedreven door Van der Waals-kracht of elektrostatische aantrekking. De adsorptiesterkte hangt voornamelijk af van de fysische eigenschappen van koolstof en wordt nauwelijks beïnvloed door de chemische samenstelling ervan. De Van der Waalskracht is zwak en brengt weinig structurele verandering op aan verontreinigende stoffen, analoog aan condensatie. Verontreinigende stoffen behouden hun oorspronkelijke chemische eigenschappen na fysieke adsorptie.
• Chemische adsorptie: aangedreven door chemische bindingen, vergelijkbaar met chemische reacties met ernstige structurele veranderingen in verontreinigende moleculen. Het gaat om het delen of overdragen van elektronen in plaats van zwakke polarisatie, en is een onomkeerbaar proces. Het fundamentele onderscheid tussen fysische en chemische adsorptie ligt in de krachtvormende adsorptiebindingen.

Adsorptie is een exotherm proces waarbij verontreinigende moleculen zich met verminderde vrije energie aan vaste oppervlakken hechten, waardoor adsorptiewarmte vrijkomt. Uiteenlopende krachten leiden tot verschillen in adsorptiewarmte, snelheid, activeringsenergie, temperatuurselectiviteit, hoeveelheid adsorptielaag en adsorptiespectrum tussen fysische en chemische adsorptie.

Actieve kooladsorptietechnologie wordt al tientallen jaren toegepast voor raffinage en ontkleuring in de farmaceutische, chemische en voedingsmiddelenindustrie, en sinds de jaren zeventig toegepast voor de behandeling van industrieel afvalwater. De praktische productie bevestigt de uitzonderlijke adsorptieprestaties voor sporen van organische verontreinigende stoffen in water, en levert opmerkelijke behandelingseffecten op bij het bedrukken en verven, kleurstoffen, voedselverwerking en organisch chemisch afvalwater. Het verwijdert op unieke wijze organische stoffen, vertegenwoordigd door BZV en CZV, waaronder synthetische kleurstoffen, oppervlakteactieve stoffen, fenolen, benzenen, organochloorverbindingen, pesticiden en petrochemische producten. Daarom is adsorptie van actieve kool een van de reguliere secundaire en tertiaire behandelingsprocessen voor industrieel afvalwater geworden.

Adsorptie is een langzaam grensvlakverschijnsel dat gecorreleerd is met oppervlaktespanning en oppervlakte-energievariatie. Twee drijvende krachten veroorzaken adsorptie: afstoting van wateroplosmiddel tegen hydrofobe stoffen, en affiniteitsaantrekking tussen vast adsorbens en opgeloste stof. Adsorptie van afvalwater is doorgaans het gecombineerde effect van beide krachten.

De adsorptiecapaciteit wordt rechtstreeks bepaald door het specifieke oppervlak en de poriestructuur van actieve kool. Het koolstoftype moet worden geselecteerd door middel van waterkwaliteitstests op basis van de afvalwaterkenmerken; koolstof met overvloedige overgangsporiën heeft de voorkeur voor het bedrukken en verven van afvalwater. Andere beïnvloedende factoren zijn onder meer:

• Asgehalte: lager asgehalte staat gelijk aan betere adsorptieprestaties;
• Overeenkomende mate tussen de molecuulgrootte van het adsorbaat en de diameter van de koolstofporiën: nauwere maatovereenkomsten vergemakkelijken adsorptie;
• Adsorbaatconcentratie: de adsorptiecapaciteit stijgt binnen een bepaald concentratiebereik;
• Watertemperatuur en pH-waarde: het adsorptievermogen neemt af bij stijgende watertemperatuur.

 

 

Eigenschappen van actieve kool

 

1. Adsorptie-eigenschap

Actieve kooladsorptie verwijdert oplosbare organische stoffen, synthetische wasmiddelen, micro-organismen, virussen en gedeeltelijke zware metalen door verontreinigingen op poreuze koolstofoppervlakken op te vangen, terwijl ontkleuring, ontgeuring en luchtzuivering worden gerealiseerd.

Actieve kool bestaat uit kleine koolstofkorrels met een groot oppervlak en microcapillaire poriën aan de binnenkant. Haarvaten beschikken over een sterk adsorptievermogen. Volledig contact tussen het koolstofoppervlak en gasvormige/vloeibare onzuiverheden leidt tot adsorptie en zuivering.

De BET-methode is de enige betrouwbare standaard voor het testen van specifieke oppervlakken, terwijl veel binnenlandse instrumenten alleen de directe vergelijkingsmethode ondersteunen. Multi{1}}-punts BET fungeert als de uniforme mondiale teststandaard, gedocumenteerd in de Chinese Nationale Standaard GB/T 19587-2004: Bepaling van het specifieke oppervlak van vaste stoffen door gasadsorptie met behulp van het BET-principe.

Specifieke oppervlaktemetingen zijn tijdrovend-; Bij bepaalde monsters kan het testen een hele dag duren. Niet-geautomatiseerde apparatuur vereist fulltime- toezicht van de operator, waarbij kleine foutieve bediening leidt tot mislukte tests en verspilde arbeidsuren. De F-Sorb 2400 specifieke oppervlakteanalysator ondersteunt volledig BET-metingen (compatibel met directe vergelijkingsmethode). Het is het enige volautomatische intelligente testapparaat voor specifieke oppervlakken in China, met een hoge internationale consistentie, stabiele testresultaten, minimale menselijke fouten en superieure gegevensnauwkeurigheid.

 

2. Chemische eigenschap

Actieve kool is afhankelijk van zowel fysische als chemische adsorptie, gezamenlijk bepaald door de poriestructuur en chemische samenstelling.

Naast koolstof bevat actieve kool kleine hoeveelheden chemisch gebonden functionele zuurstof- en waterstofgroepen, waaronder carbonyl-, carboxyl-, fenol-, lacton-, chinon- en ethergroepen. Oppervlakteoxiden en complexen zijn afkomstig van grondstofderivaten of reacties met lucht/stoom tijdens en na activering; oppervlaktesulfiden en chloriden kunnen zich ook af en toe vormen. Mineralen uit grondstoffen concentreren zich tijdens de activering tot as, voornamelijk zouten van alkali- en aardalkalimetalen zoals carbonaten en fosfaten.

 

3. Mechanische eigendom

• Deeltjesgrootte: gemeten via standaard zeefscreening om de achtergebleven massa te berekenen en elke zeef te passeren voor analyse van de deeltjesgrootteverdeling.
• Schijnbare bulkdichtheid: massa actieve kool per volume-eenheid, inclusief het interne porievolume en het lege volume tussen de- deeltjes.
• Deeltjesdichtheid: massa actieve kool per volume-eenheid, inclusief het volume van de interne poriën, maar exclusief het lege volume tussen de deeltjes.
• Hardheid: weerstand tegen fragmentatie.
• Slijtvastheid: anti-slijtageprestaties.

Mechanische eigenschappen hebben een directe invloed op de toepassingseffecten: de dichtheid bepaalt het tankvolume; poederfijnheid beïnvloedt filtratie; De korrelvormige koolstofgrootteverdeling regelt de vloeistofweerstand en drukval; De fragmentatieweerstand beïnvloedt de levensduur en de efficiëntie van de koolstofregeneratie van afval.

 

Classificatie van actieve kool

 

1. Op grondstof

• Op hout-gebaseerde actieve kool
• Dierlijk bot/bloed actieve kool
• Minerale-gebaseerde actieve kool
• Andere grondstof actieve kool
• Geregenereerde actieve kool

 

2. Volgens productieproces

• Chemisch actieve kool (chemische koolstof)
• Fysisch actieve kool (fysieke koolstof)
• Gecombineerde chemische-fysische/fysische-chemische actieve kool

 

3. Op fysieke vorm

Actieve kool in poedervorm, actieve kool in korrelvorm, onregelmatige actieve kool in korrelvorm, cilindrische actieve kool, bolvormige actieve kool en andere speciaal-gevormde actieve kool.

 

4. Op poriegrootte

• Macroporiën: poriediameter Groter dan of gelijk aan 1000 Å
• Overgangsporiën: poriediameter 20 ~ 1000 Å
• Microporiën: poriediameter kleiner dan of gelijk aan 20 Å Microporiën vormen het grootste deel van het specifieke oppervlak van actieve kool.

 

5. Per grondstofcategorie

• Op hout-gebaseerde actieve kool: vervaardigd uit houtsnippers, houtskool, enz.
• Notendop actieve kool: vervaardigd uit kokosnootschalen, walnootschalen, abrikozenschalen, enz.
• Op steenkool-gebaseerde actieve kool: vervaardigd uit bruinkool, turf, bitumineuze steenkool, antraciet, enz.
• Op aardolie-gebaseerde actieve kool: bijv. op pek-gebaseerde bolvormige actieve kool gemaakt van pek
• Geregenereerde actieve kool: gereactiveerde afvalkool

 

Dit type actieve kool wordt geraffineerd uit houtskool en houtsnippers van hoge kwaliteit- via gecombineerde fysische en chemische activeringsprocessen. Zwart poeder, niet-giftig en geurloos, met goed-ontwikkelde poriën en geen water-oplosbare stoffen die schadelijk zijn voor de waterkwaliteit. Het beschikt over een sterk adsorptievermogen, uitstekende ontkleuring en een hoge filtratiesnelheid. Het adsorbeert effectief grote en kleine moleculaire schadelijke stoffen in de vloeibare fase, die op grote schaal worden toegepast op huishoudelijk rioolwater, chemisch afvalwater, medisch afvalwater, gemeentelijk afvalwater en andere waterlichamen, met uitstekende prestaties op het gebied van ontkleuring, ontgeuring en CZV-reductie.

 

 

Kenmerken van actieve kool van hoge-kwaliteit

Premium actieve kool moet een groot adsorptievermogen, een lange levensduur, een hoge mechanische sterkte, een laag asgehalte, gemakkelijk terugspoelen en een stabiele effluentkwaliteit hebben. Het elimineert vreemde geuren, verbetert de chroma en bereikt hoge verwijderingspercentages voor giftige waterverontreinigende stoffen, waaronder chloor, fenol, kwik, lood, arseen, chloride, detergentia, pesticiden en chemische meststoffen.

 

Kern technische indicatoren

• Deeltjesgrootte (10~24 mesh, 2,0~0,8 mm): Groter dan of gelijk aan 95% Opmerking: Kleinere deeltjes zorgen voor een groter specifiek oppervlak en een betere adsorptie, maar genereren toch meer verlies en stof.
• Jodiumgetal: Groter dan of gelijk aan 1000 mg/g. Opmerking: Een hoger jodiumgetal duidt op een sterkere adsorptiecapaciteit.
• Specifiek oppervlak: 1000–1200 m²/g Opmerking: 1 gram actieve kool ontvouwt zich tot 1000 vierkante meter poriewandoppervlak. De adsorptieprestaties zijn afhankelijk van de mate van porieontwikkeling.
• Ontkleuringsvermogen van methyleenblauw: groter dan of gelijk aan 10 ml/g. Opmerking: vertegenwoordigt het ontkleuringsvermogen.
• Slijtvastheid: groter dan of gelijk aan 95%. Opmerking: Hogere slijtvastheid betekent superieure koolstofkwaliteit.
• Verlies bij drogen: Minder dan of gelijk aan 10% Opmerking: vertegenwoordigt het vochtgehalte; Een lagere waarde duidt op een betere kwaliteit.
• Ontstekingsresidu (asgehalte): Minder dan of gelijk aan 3%. Opmerking: Een lager asgehalte duidt op een betere kwaliteit.
• Bulkdichtheid: 0,48–0,55 g/ml Opmerking: Een lagere bulkdichtheid levert over het algemeen een sterkere adsorptiecapaciteit op.

 

Hartelijk dank voor het lezen tot het einde! Waarschijnlijk heeft u enig inzicht gekregen in de toepassing van actieve kool bij waterbehandeling. Als bedrijf met 27 jaar ervaring in de productie van actieve kool, bieden wij een assortiment actieve koolproducten voor waterbehandeling aan waaruit u kunt kiezen. Neem gerust contact met ons op en wij bieden u 24 uur per dag online service.

Neem nu contact op