活性炭,你知道多少?

在生活中灵活运用活性炭,是可以解决我们很多的烦恼的。随着生活质量的提高,我们的生活环境也面临着巨大挑战,汽车尾气,大气环境恶化等,这些对我们的健康都有着很大威胁。而活性炭常被运用在生活中,保证物品的生存环境、净化水质、吸附甲醛等,很多人了解活性炭却又不是真正意义上的了解。活性炭还有很多我们不为所知的用途。

洗面奶是年轻人的必需品,有一些洗面奶由于吸附能力强,所以他的去油性能也比较优越,适合新陈代谢较快的人使用。

还有很多人熟悉的活性炭香皂,很多人觉得比洗面奶更控油。洗发露中也逐渐开始应用活性炭,在洗发水中应用活性炭,能够更深度地清理头皮上的污垢,让头皮不那么油腻。

活性炭也很受珍贵艺术品收藏家们的青睐,据《本草纲目》记载:“活性炭具有孔隙多的结构特点,有较强的吸附力,可除湿、防霉,活性炭本身具有除虫杀菌的药用功能。所以能使珍贵的书画古籍始终保持本色,安然无恙。”

相同道理,将活性炭在家中药箱里放置一小包,也能很好地保存药品,保证药品的质量。

介绍了活性炭的原理、特点、分类及应用

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什么是活性炭

活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色,内部孔隙结构发达,比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料,是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。活性炭按原料来源可分为:木质活性炭、果壳活性炭、兽骨/血活性炭、矿物原料活性炭、合成树脂活性炭、橡胶/塑料活性炭、再生活性炭等;活性炭按外观形态可分为:粉状、颗粒状、不规则颗粒状、圆柱形、球形和纤维状等。活性炭的应用极其广泛,其用途几乎涉及所有的国民经济部门和人们日常生活,如水质净化、黄金提取、糖液脱色、药品针剂提炼、血液净化、空气净化、人体安全防护等。

活性炭的成分及制作

活性炭材料是经过加工处理所得的无定形碳,具有很大的比表面积,对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力。活性炭材料主要包括活性炭(AcTIvated Carbon , A C )和活性炭纤维(AcTIvated Carbon Fibers, ACF )等。活性炭材料作为一种性能优良的吸附剂,主要是由于其具有独特的吸附表面结构特性和表面化学性能所决定的。活性炭材料的化学性质稳定,机械强度高,耐酸、耐碱、耐热,不溶于水与有机溶剂,可以再生使用,已经广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域 。目前,改性活性炭材料被广泛用于污水处理、大气污染防治等领域,在治理环境污染方面越来越显示出其诱人的美好前景。

活性炭80%-90%以上由碳元素组成,这也是活性炭为疏水性吸附剂的原因。除了碳元素外,还包含有两类掺和物:一类是化学结合的元素,主要是氧和氢,这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中,或者在活化过程中,外来的非碳元素与活性炭表面化学结合,如用水蒸气活化时,活性炭表面被氧化或水蒸气氧化;另一类掺和物是灰分,它是活性炭的无机部分。

活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料,如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳、杏壳、枣壳等。这些含碳材料在活化炉中,在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。在此活化过程中,巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成, 而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的,活性炭中孔隙的大小对吸附质有选择吸附的作用,这是由于大分子不能进入比它孔隙小的活性炭孔径内的缘故。活性炭是由含炭为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔,具有巨大无比的表面积,能有效地去除色度、臭味,可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物,包含某些有毒的重金属。

活性炭的原理

1、过滤原理

活性炭过滤器是将水中悬浮状态的污染物进行截留的过程,被截留的悬浮物充塞于活性炭间的空隙。滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小,随活性炭料粒度的加大而增大。即活性炭粒度越粗,可容纳悬浮物的空间越大。其表现为过滤能力增强,纳污能力增加,截污量增大。同时,活性炭滤层孔隙越大,水中悬浮物越能被更深地输送至下一层活性炭滤层,在有足够保护厚度的条件下,悬浮物可以更多地被截留,使中下层滤层更好地发挥截留作用,机组截污量增加。

从严格的理论上讲,活性炭所具有的对悬浮物的截留能力来自活性炭所提供的表面积。流速低时,机组的过滤能力主要地来自活性炭的筛除作用,而流速快时,过滤能力来自活性炭颗粒表面的吸附作用,在过滤过程中活性炭所提供的颗粒表面积越大,对水中悬浮物的附着力越强。

2、吸附原理

根据吸附过程中活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同,可将吸附分为两大类:物理吸附和化学吸附(又称活性吸附)。在吸附过程中,当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附;当活性炭分子和污染物分 子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性炭的物理性质有关,与活性炭的化学性质基本无关。由于范德华力较弱,对污染物分子的结构影响不大,这种力与分子间内聚力一样,故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。

由于化学键强,对污染物分子的结构影响较大,故可把化学吸附看做化学反应,是污染物与活性炭间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移,而不是简单的微扰或弱极化作用,是不可逆的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力。

吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程,分子的自由能会降低,因此,吸附过程是放热过程,所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。由于物理吸附和化学吸附的作用力不同,它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。

活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史。20世纪70年代开始用于工业废水处理。生产实践表明,活性炭对水中微量有机污染物具有卓越的吸附性,它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果。一般情况下,对废水中以BOD、COD等综合指标表示的有机物,如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等,都有独特的去除能力。所以,活性炭吸附法已逐步成为工业废水二级或三级处理的主要方法之一。

吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的缓慢作用过程。吸附是一种界面现象,其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种,一种是溶剂水对疏水物质的排斥力,另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附,多数是这两种力综合作用的结果。活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力,在选择活性炭时,应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。此外,灰分也有影响,灰分愈小,吸附性能愈好;吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近,愈容易被吸附;吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响。在一定浓度范围内,吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外,水温和pH值也有影响。吸附量随水温的升高而减少。

活性炭的特性

1、吸附特性

活性炭吸附法是利用多孔性的活性炭,使水中一种或多种物质被吸附在活性炭表面而去除的方法,去除对象包括溶解性的有机物质,合成洗涤剂、微生物、病毒和一定量的重金属,并能够脱色、除臭、空气净化。

活性炭、磺化煤、沸石、焦炭等都是水处理常用的吸附剂,活性炭经过活化后碳晶格形成形状和大小不一的发达细孔,大大增加比表面积,提高吸附能力。活性炭的细孔有效半径一般为1-10000nm,小孔半径在2nm以下,过渡孔半径一般为2-100nm,大孔半径为100-10000nm。小孔容积一般为0.15-0.90mL/g,过渡孔面积一般为0.02-0.10mL/g;大孔容积一般为0.2-0.5mL/g。

活性炭是一种很细小的炭粒,有很大的表面积,而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力,由于炭粒的表面积很大,所以能与气体(杂质)充分接触。当这些气体(杂质)碰到毛细管被吸附,起净化作用。活性炭的表面积研究是非常重要的,活性炭的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内有很多仪器只能做直接对比法的检测。现阶段国内外比表面积测试统一采用多点BET法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的,请参看中国国家标准(GB/T 19587-2004)-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。

比表面积检测其实是比较耗费时间的工作,由于样品吸附能力的不同,有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间,如果测试过程没有实现完全自动化,那测试人员就时刻都不能离开,并且要高度集中,观察仪表盘,操控旋钮,稍不留神就会导致测试过程的失败,这会浪费测试人员很多的宝贵时间。F-Sorb 2400比表面积测试仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器(兼备直接对比法) ,更重要的F-Sorb 2400比表面积测试仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备,其测试结果与国际一致性很高,稳定性也很好,同时减少人为误差,提高测试结果精确性。

影响活性炭吸附的因素有:活性炭的特性;被吸附物的特性和浓度;废水的PH值;悬浮固体含量等特性;接触系统及运行方式等。活性炭能有效吸附氯代烃、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂,还能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏剂、烷基苯磺酸及许多酯类 和芳烃化合物。二级出水中也含有不被活性炭吸附的有机物,如蛋白质的中间降解物质,比原有的有机物更难被活性炭吸附,活性炭对THMS的去除能力较低,仅达到23-60%。活性炭吸附法与其他处理方法联用,出现了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工艺、活性炭-硅藻土法等,使活性炭的吸附周期明显延长,用量减少,处理效果和范围大幅度提高。

2、化学特性

活性炭的吸附除了物理吸附,还有化学吸附。活性炭的吸附性既取决于孔隙结构,又取决于化学组成。

活性炭不仅含碳 ,而且含少量的化学结合、功能团开工的氧和氢,例如羰基、羧基、酚类、内酯类、醌类、醚类。这些表面上含有的氧化物和络合物,有些来自原料的衍生物,有些是在活化时、活化后由空气或水蒸气的作用而生成。有时还会生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含矿物质集中到活性炭里成为灰分,灰分的主要成分是碱金属和碱土金属的盐类,如碳酸盐和磷酸盐等。

3、机械特性

1、粒度:采用一套标准筛筛分法,求出留在和通过每只筛子的活性炭重量,表示粒度分布。

2、静观密度或堆密度:应是孔隙容积和颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。

3、体积密度和颗粒密度:应是孔隙容积而不应是颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。

4、强度:即活性炭的耐破碎性。

5、耐磨性:即耐磨损或抗磨擦的性能。

这些机械性质直接影响活性炭应用,例如:密度影响容器大小;粉炭粗细影响过滤;粒炭粒度分布影响流体阻力和压降;破碎性影响活性炭使用寿命和废炭再生。

活性炭的分类

按原料来源分:

1、木质活性炭

2、兽骨 / 血活性炭

3、矿物质原料活性炭

4、其它原料的活性炭

5、再生活性炭

按制造方法分:

1、化学法活性炭(化学炭)

2、物理法活性炭(物理炭)

3、化学–物理法或物理–化学法活性炭

按外观形状分:

1、粉状活性炭

2、颗粒活性炭

3、不定型颗料活性炭

4、圆柱形活性炭

5、球形活性炭

6、其它形状的活性炭

按孔径分:

1、大孔:孔径》1000A°

2、过渡孔:孔径20 ~1000A°

3、微孔:孔径《 20A°活性炭的表面积主要是由微孔提供的,

按材质分类:

1、种类:原料

2、木质活性炭:以木屑、木炭等制成的活性炭

3、果壳活性炭:以椰子壳、核桃壳、杏核壳等制成的活性炭 煤质活性炭 以褐煤、泥煤、烟煤、无烟煤等制成的活性炭 石油类活性炭 例如以沥青等为原料制成的沥青基球状活性炭 再生炭 以用过的废炭为原料,进行再活化处理的再生活性炭。

活性炭的技术指标

注:选用优质木炭和木屑为原料,采用物理法和化学法精制而成。产品为黑色粉末状,无毒无味,孔隙发达,不含对水质有不良影响的水中溶解物。具有吸附能力强、脱色效果佳、过滤速度快等优点。能有效吸附液相中大小分子结构不良物质,广泛应用于生活污水、化工污水、医用污水及城市污水等各种类型的污水,特别是对污水的脱色、除味,降COD等有绝佳的效果。

活性炭的作用

1、利用活性炭物理吸附与化学吸附的双重性,经过特殊孔径调节工艺处理,使其具备与室内有害气体分子大小相匹配的孔隙结构,完全吸附有害气体而非遮盖或淡化气味,从根本上彻底清除室内污染。

2、活性炭能够对室内所有有害气体分子进行吸附,同时具有调节催化作用等功能,能够有效地吸附形成于空气中的各种有害气体,如笨系物、甲醛、酮、酸等有机物的成分及空气中的浮游细菌,杀灭霉菌、大肠杆菌、黄色葡萄球菌、脓菌等致病菌,抑制流行性病原的传播,具有去毒、吸味、除臭、祛湿、防霉、杀菌、净化等综合功能。

3、室内环保专家指出:装饰装修所造成的室内污染,其污染源挥发甲醛、苯、甲苯、氨气等是一个缓慢释放的过程,甚至将会持续3到15年,开窗通风法、化学喷除法、花卉去除法等只是迅速遮盖或驱散已挥发的有害气体,而不能根本去除缓慢释放的有害气体,而活性炭的吸附过程是一个长效稳定的过程,基本与有害气体的释放过程相吻合,从而达到完全去除的效果。

4、活性炭是选用优质绿色环保的果壳为原料,从源头上完全避免了以煤等原料制成的活性炭灰分及重金属含量高等造成的二次污染,在加工时没有添加任何化学成分,对人体无毒副作用,同时又可避免喷剂等对家具造成的褪色、潮湿的二次污染,完全是自然生态下的物理吸附,是一种真正高品质的绿色环保产品。5、 利用活性炭本身的分子运动规律,经特殊工艺处理,在使用20天左右后,在高温下暴晒3至5小时,利用高温使被吸附到活性炭孔隙中的有害气体分子产生运动而释放,将活性炭再度净化而达到反复利用却不影响效果的目的,可反复使用3到6个月,在密封条件下可达到5至10年不变质。

5、易操作:使用方便,可随意摆放,不受空间、地点限制,不需辅助设备,无能耗。

活性炭是如何分级的_活性炭的分级方法

1、直接看厂家提供的指标

活性炭常用吸附指标主要有:碘吸附值、四氯化碳(CTC)吸附值、亚甲蓝吸附值,碘吸附值用来表示活性炭对液体物质的吸附能力,四氯化碳吸附值用来表示活性炭对气体物质的吸附能力,亚甲蓝吸附值是用来表示活性炭脱色能力的。这三种指标越高,表明活性炭的吸附能力越强。因此大家在购买活性炭时可根据自己的使用情况结合厂家提供的这些指标来选购适合自己用途的活性炭。

  2、看体积

同样12包*50g=1盒为什么快活林活性炭要比别家的体积大呢?上面已经介绍过了,要想提高活性炭的吸附性能,只有尽可能多地在活性炭上制造孔隙结构,孔隙越多,活性炭越酥松,相对密度也就会越轻,因此好的活性炭手感上会比较轻,在同等重量包装的情况下,性能好的活性炭会比劣质活性炭体积大许多。

3、看气泡

将一小把活性炭投入水中,由于水的渗透作用,水会逐渐浸入活性炭的孔隙结构中,迫使孔隙中的空气排出,从而产生一连串的极为细小的气泡,在水中拉出一条细小的气泡线,同时会发出丝丝的气泡声,十分有趣。这种现象发生得越剧烈,持续时间越长,活性炭的吸附性就越好。

4、看脱色能力

活性炭吸附能力的另一个表现就是脱色能力,活性炭具有能将有色液体变成浅色或无色的神奇能力,这其实就是因为活性炭吸附了有色液体里的色素分子的原因造成的。正因为活性炭的这种特性,被广泛应用于制糖工业领域中红糖变白糖的生产过程中。

取两只透明杯子,在一只杯子里放入纯净水,然后滴入一滴红墨水(这里可以用任何一种便于观察但不改变水的性质的色素都可以,例如蓝墨水、打印机彩色墨水,但不能使用墨汁和碳素墨水),搅拌均匀后将一半有色水倒入另一个杯子中留作对比样。将活性炭放入有色水中,数量应达到水的一半或更多,这样效果会比较明显,置10―20分钟后与对比水样进行对照,在同等条件下,脱色效果越强说明活性炭吸附性越好。

活性炭的应用

水处理行业

活性炭作为一种环境友好型吸附剂,具有较强的吸附性和催化性能,原料充足且安全性高,耐酸碱、耐热、不溶于水和有机溶剂、易再生等优点,对水中溶解的有机污染物如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等具有较强的吸附能力,而且对用生物法和其他化学法难以去除的有机污染物,如色度、亚甲基蓝表面活性物质、除草剂、杀虫剂、合成染料及许多人工合成的有机化合物都有较好的去除效果;此外,活性炭对电镀废水和冶炼工业废水中的重金属也有较强的吸附能力;对水质浑浊有明显的澄清作用,可以除去水中的异臭、异味,对细菌也有极好的过滤作用。

因此,活性炭在水处理中越来越受到重视。但是,由于普通活性炭存在灰分高、孔容小、微孔分布过宽、比表面积小和吸附选择性能差等特点,加上其表面官能团及电化学性质的一些限制,使其对污染物的吸附去除作用有限,远远不能满足国内外市场的要求。因此,有必要对其结构和性质进行改性,以增大其吸附能力,缓解水污染压力。

家用

活性炭吸附法去除室内污染是应用最广泛、最成熟、最安全、效果最可靠、吸收物质种类最多的一种方法。活性炭作为一种优良的物理、化学吸附剂,越来越受到人们的重视。

高效环保活性炭包能够吸附空气中的甲醛、氨、苯、二甲苯、氡等室内所有有害气体分子,快速消除装修异味,均匀调节空间湿度,对于居室、家具衣橱、书柜、鞋柜、鞋内、冰箱、卫生间、地板、鱼缸、汽车、空调、电脑、办公、宾馆及娱乐场所,都有 很好的效果,它是甲醛的克星,杀毒的专家。

南京市生态环境系统对活性炭进行了专项执法检查:一是改不改,二是好不好

扬子晚报网9月17日讯(通讯员 汤洁 记者 刘浏)VOCs治理设施活性炭专项检查是南京市生态环境系统深入开展夏季大气污染因子协同管控的重要抓手。执法人员表示:“我们对‘码上换’管理平台提供的203条线索清单进行按比例抽查,一看‘换没换’,二看‘好不好’。”

活性炭设计使用量及更换频次是否符合要求。(了解“马上换”管理平台:致全市工业企业负责人关于打响臭氧污染防治阻击战的一封信)合格活性炭碘值在800以上,灰分小于15%。(活性炭碘值和灰分是衡量活性炭吸附能力和纯度的专业指标)

近日,南京市汪洋制泵有限公司不正常使用活性炭吸附装置案被江苏省作为活性炭专项执法行动典型案例曝光,该公司工作人员擅自降低活性炭使用标准,导致废气处理设施未正常运行,便是在“换没换”上出现了问题。

2021年3月26日,南京市生态环境局执法人员在小型工业园区专项检查中发现,某公司建有喷漆房一座,配套建有含挥发性有机物废气处理设施一套。该废气处理设施工艺为过滤棉+活性炭吸附,处理后的废气进行15米高空排放。经查,该废气处理设施最近一次更换活性炭时间为2020年12月22日,活性炭填充量为12.5公斤,填充明显不足。执法人员对填充情况进行拍照取证,初步认定该废气治理设施未正常运行。

南京市生态环境局于2021年4月21日对违法当事人进行了调查询问,并听取当事人情况说明,完成调查取证工作。经核实,环评文件要求废气处理设施活性炭填充量为50公斤,企业在2020年底更换活性炭时,因工人理解错误,认为订单少,喷漆房使用率低,一天平均使用约1小时,且使用的是水性漆,气味不大,不需要填充50公斤活性炭,故未按环评要求填充,导致废气处理设施未正常运行。

违法当事人违反了《中华人民共和国大气污染防治法》第四十五条规定。依据《中华人民共和国大气污染防治法》第一百零八条,经南京市生态环境局对案件集体讨论后通过,2021年6月9日对违法当事人下达行政处罚决定书,处罚款4万元。

在夏季,臭氧已成为导致我市空气质量超标的首要因素,活性炭吸附装置在臭氧防治中发挥着无可替代的重要作用。至今,南京市已于全市各区完成活性炭线索抽查十余条,发现并移交问题线索8个,下一步,南京市生态环境系统将联合市场监管等相关部门,通过“线上+线下”的方式,常态化开展VOCs治理设施活性炭质量检查,确保臭氧防控无“短板”。

校对 苏云

来源:紫牛新闻

活性炭对秸秆厌氧消化系统的生物和非生物效应研究进展

我国是秸秆大国。秸秆的资源化利用技术不断发展,仍有大量的秸秆废弃物被就地焚烧、填埋。粗放处理方式造成环境污染,导致生物质资源浪费。秸秆中蕴含着大量可被转化的生物质(半纤维素、纤维素等),经厌氧消化后可转化为生物天然气,实现秸秆的 “变废为宝”。

然而,秸秆厌氧消化系统甲烷产率较低长期以来是制约该技术规模化应用的重要因素。近来,一些研究发现活性炭的添加可以显著提升厌氧消化系统的产气性能,且在废水、餐厨、果蔬垃圾的处理中均取得成功应用。但有一些研究提出活性炭的添加反而会抑制甲烷的生成。

为全面探究活性炭对秸秆厌氧消化系统的影响,中国科学院成都生物研究所博士研究生解智杰在研究员李东的指导下,分别构建了中温和高温两套秸秆厌氧消化系统,并综合评价了活性炭对不同系统的生物和非生物影响。结果显示,相同剂量的活性炭(10g/L)在不同温度下对秸秆厌氧消化系统的甲烷产率产生了不同影响。高温条件下,活性炭的存在促进了秸秆的降解,并提高了系统的甲烷产率;中温条件下,添加活性炭虽然使秸秆的降解率提高了6.48%,却使系统的甲烷产率降低了8.16%。研究针对“相同剂量活性炭在不同温度下产生了不同作用效果”以及“中温系统秸秆降解率提高但甲烷产率降低”这两个矛盾现象,提出了“中温条件下活性炭对碳源物质的吸附是造成系统甲烷产率降低的重要原因”这一科学假说。脱附实验及微生物群落分析验证了该假说并阐明了其生物及非生物机理。研究表明,中温系统中活性炭对碳源(CO2、挥发性脂肪酸)物质的吸附使氢型产甲烷菌的底物显著减少,进而使得系统产甲烷代谢通路发生了显著变化。此外,活性炭在中温条件下对Bathyarchaeia(可利用甲烷进行产能代谢)的诱导也是系统甲烷产率降低的重要原因。而同样剂量活性炭对高温系统产气表现出促进的机理在于:活性炭在高温条件下吸附能力较弱,未诱导产生Bathyarchaeia以及更加集中的碳代谢流向甲烷。该研究综合评估了活性炭对不同温度下秸秆厌氧消化过程的影响,进一步分析并揭示了实验中出现的两个矛盾现象内在机理,为该技术的规模化应用提供了理论和技术支撑。

相关研究成果发表在Bioresource Technology上。研究工作得到国家重点研发计划、四川省科技计划项目、中科院“西部之光”人才培养计划、中科院青年创新促进会等的支持。

活性炭对秸秆厌氧消化系统的生物和非生物影响

来源:中国科学院成都生物研究所

你为什么建议放弃活性炭来去除甲醛

目前常用的除甲醛方式就是通风、光触媒、活性炭。活性炭除甲醛的原理,吸附甲醛。很多人选择活性炭的原因,是因为便宜。

活性炭除醛率高吗

活性炭的除醛效果怎么样,取决于碘吸附值的大小。根据《室内空气净化用活性炭》LY/T 3012-2018的要求,碘吸附值≥700mg/g。有人购买了市面上销量和口碑靠前的15款活性炭产品,超过90%的活性炭碘吸附值没有达到要求。这些活性炭的24小时甲醛去除率在20%左右。

可以看到,活性炭的除醛率很低。

用活性炭除甲醛,真的便宜吗?

活性炭吸附甲醛饱和之后,会重新释放出来,很容易造成二次污染。所以,需要频繁更换活性炭。同时,活性炭的除醛率很低。我们来做一个很简单的算术题。在一个100平米的房子,即使是购买2元的炭包,按照每月更换一次计算,将家中甲醛浓度降至0.1mg/m³,大约需要90000个炭包,总费用大约需要18000。

所以,活性炭除甲醛并不便宜。

在实际的除醛场景当中,用活性炭除甲醛,会带来什么后果呢?

1.城市里的生活节奏很快,非常的忙。所以,最初的两三个月,你可能还记得更换活性炭。但是经常性地去更换,你总会有那么一次两次忘记的。一旦你忘记一次,就很容易发生二次污染。小孩和孕妇的免疫力是很差的,她们受到的伤害最大

2.由于活性炭的除醛效率低,所以房子装修完了以后,并不能够达到快速入住的目的。很多人会说,活性炭+通风的方式,更加快速。甲醛的挥发总量和挥发期限是固定的。如果你已经通风了,那么活性炭用不用都一样的了。用活性炭除了不能达到除甲醛的目的,还会浪费你很多的时间。

3.由于甲醛是无色无味的。你要不停地去测试甲醛的数值。标准的甲醛测试方式,密闭12小时之后进行测试。检测产生的费用是很贵的。即使你花200-300块去租赁检测设备,最终算下来也是很大的一笔花哨。假设你每个月测试甲醛一次,测试3次,甲醛达到了标准值。光检测费用,就花费了近1000块。很多人为了省检测费用,会买300左右的检测设备,或者是测试纸。这个央视早就辟谣了。这些方式根本就没有参考价值。

所以,活性炭是一种算下来价格昂贵、除醛效率低、不能达到快速入住的除醛方式。请各位家庭用户,理智选择除醛方式。

如何快速去除新车中的异味和甲醛?活性炭袋和车载空气净化器有用吗

北京理工大学刘琳琳的硕士论文,《乘用车内空气污染物影响因素研究》,上面有讲到的。

车内污染物主要来自于车内地毯、皮座椅、织物、胶粘剂、涂料等等。

主要成分什么?苯、甲醛、甲苯、二甲苯、乙苯、乙醛等,这些东西不同程度都是有刺激性的气味和毒性的。

我们常说的“害人的甲醛”只是这些异味当中的一种物质,这些东西的统称叫做“TVOC”(总挥发性有机化合物)。

车上要除的味道就是我们刚才说的这个东西。

不花钱的方法

先来讲最省钱的除味方法:多晒太阳、勤开窗、多通风。不过这个方法有点技巧的。

吉林大学张莉的硕士论文分享给你,《自然曝晒状态下车内挥发性有机物及醛酮类物质检测技术》。

上面进行了一个温度对车内挥发性有机物浓度的影响测试,发现:车内空气温度从25℃提升到60℃之后,甲醛浓度增加了3倍。

甲苯浓度从0mg/m³左右增加到了0.07mg/m³,乙苯浓度也是从0mg/m³左右增加到了0.03mg/m³。

也就是说:这些有害气体在气温高的时候,会从内饰、中控、座椅里面就散发出来、烤出来了。

新车买来最简单粗暴的办法就多晒,和烧烤是一样的,把味道全部烤出来,人不在就行,对吧?

而且这个论文里面还是有数据的:车内温度从30℃上升到60℃之后,车内甲醛、甲苯等有害物质浓度会趋于平衡。

说人话就是:空气中有害物质浓度饱和了,再多,烤不出来了,充满了。

这个时候通风把有害物质给排走,它们就又会继续释放出来。

想要快速除味,就要一直晒,然后一直通风,这样的甲醛、甲苯的这些东西源源不断烤出来、源源不断被吹走。

所以,有条件的话,可以看一下天气预报,连着晴天,把车子停在有太阳、通风、安全的地方,打开门窗晒个几天,条件比较严苛,对不对?

接着往下讲,北京理工大学李兰的硕士论文分享给你,《乘用车内空气污染物特性研究》。

上面也有个数据的:随着车辆放置时间的增加,TVOC的含量大约是每周下降20%。

一天暴晒通风的时间达到人家一周的量,除味的速度自然就是快了。

花小钱的方法

有这种条件的蛮少的,对不对?没有场地可以晒车子,也可以考虑使用活性炭包来除味,价格也不会太过分的,各种网上面都买得到。

不过在用的时候,要注意活性炭的特性,它在高温下会把吸附的物质重新释放出来的,千万要记住。

华南理工大学李娜的硕士论文分享给你,《负离子/活性炭复合材料的制备及其在甲醛去除中的应用研究》,上面讲到过。

活性炭具有大的比表面积和丰富的孔隙结构,内部孔径的大小能够完全匹配有害气体或者液体的分子大小,可以广泛用于VOCs的吸附。

VOCs和TVOC差不多的,都是总挥发性有机化合物。

这个论文里面还对活性炭复合材料的吸附、脱附性能进行了一个测试:当活性炭复合材料吸附到饱和状态后,再放到60℃的干燥箱中进行脱附。

反复这个过程5次之后,就是吸满、烤出来,吸满、烤出来……5回,吸附能力还能达到82%以上。

说人话:活性炭的确是可以反复用的,像海绵一样的,吸满水拧一下,水就出来,水出来之后,又可以吸水。

所以说,如果买了活性炭包,不要一直扔在车子上不管它。

气温高了,活性炭会把苯、甲醛……原来吸进去的东西又放出来,那你吸它干什么?对不对?反而起副作用了。

正确做法是:用一段时间之后,拿出来就是一顿暴晒,去掉了,然后再放回车里继续吸,这样是比较好的方法。

花大钱的方法

  • 美容店做光触媒

如果觉得用活性炭包比较麻烦,现在也有一些所谓的“高科技”的办法是可以除异味的。

比如说:在美容店可以做一种叫做“光触媒除醛”的东西,价格大概4、500块钱的样子。

胡秋明等人在期刊《南华大学学报(自然科学版)》上发了篇论文,《光触媒降解室内甲醛的影响因素研究》,上面有讲到。

用纳米级二氧化钛喷液在光照条件下,是可以降解甲醛的,并且喷涂面积越大,光照越强,温度越高,紫外线越强,都能够一定程度上增加降解的效果。

美容店里面的光触媒就是这个原理,喷完了二氧化钛之后,再用紫外线来照射催化,就能通过这个方法来除甲醛。

但是这个方法只能保证把已经散发出来的甲醛除掉,很多甲醛其实还藏在内饰件里面,是没有释放出来的,有点治标不治本的味道。

就好比:大夏天,你站在操场上,身上一直都在出汗,热得要死,纸巾擦一下,汗的确是没有了,过会还不是继续出汗嘛?对吧?

  • 车载空气净化器

所以说,除非有条件天天去美容店做光触媒除醛,否则的话,在车里放个车载空气净化器,有可能还更实际一点。

价格几百块钱的,各种都有,大家看自己的预算就可以。

不过车载空气净化器其实也是有不少坑的,现在市面上的车载空气净化器种类真的是多。

听听名字:臭氧、活性炭、光触媒、负离子、等离子、HEPA滤网等等。

还有些说:“啊,我们那些东西是加在一起的,是复合的。”

所以说,我们来挑的时候,真的是要擦亮眼睛。

广州市微生物研究所的王耿鸿等人在期刊《轻工科技》上发了篇论文,《多台车载空气净化器效果分析研究》,上面做了个试验。

发现臭氧原理的空气净化器对微生物有较强的效果,对PM2.5和甲醛没什么去除效果。

HEPA滤网的空气净化器对PM2.5的过滤效果的确就比较好,对微生物和甲醛确实没什么去除效果。

大部分活性炭滤网原理的空气净化器对甲醛、PM2.5的去除效果是还可以的,但是杀微生物的效果又是不太理想。

试验还发现:光触媒、负离子、等离子这些原理的车载空气净化器,对各种污染的净化效果是比较有限的。

光触媒这个技术是没问题,但是光触媒的车载空气净化器,效果有可能没那么靠谱。

你看,刚才美容店,全车都涂满,现在那么个小小的玩意儿,不一定够用了。

说人话就是:买车载空气净化器,要看清楚它的原理是走哪个技术路径的。

如果是新车,PM2.5、微生物的污染情况是非常少的,没有什么堆积的,选个活性炭滤网的空气净化器有可能会更合适。

车子用得比较久了,刚才那种情况,有碎屑了、有零食了,车子有灰尘了、脏了,可以考虑一下HEPA的。

新车除味除甲醛有多种方法

总得来讲,新车买来想不花钱除味,多晒太阳多通风,效果又好又省钱。

只是说你会觉得有点奇怪:车子新车买来,窗户都放下去了,人不在了,对吧?也就这么一个缺点。

如果近期没有晴天,也不好意思干这个事情、觉得不妥当的话,除味,活性炭包,有可能就要靠这些东西了。

想要省心点、持久点,空气净化器预算虽然会高一点,但是持续在净化的话,也是不错的。

各种选择各有利弊,选的时候多留个心眼,我自己是用炭包和开窗通风来解决这个问题的。

夏天开空调,用内循环还是外循环

以前我们还讲到过空调的内、外循环的问题。

当初讲的是制冷,就有朋友在那边留言说:新车买来的时候,车子味道比较重,是开外循环好?还是内循环好呢?

如果开了外循环,想要把气透出去,透不透得出去呢?

如果开了外循环,空调好像又不是很凉,但又怕自己被新车毒死,到底该怎么办嘛?要不一边开窗一边开内循环?到底行不行?

「哎呀」我一开始觉得挺有意思的,这个问题好像有点纠结,但后面发现问的人越来越多了,干脆给大家准备了一些东西。

夏天开空调,内、外循环哪个更凉快?空调风量的大小和油耗有没有关系?和制冷的速度有没有关系?

排除异味,又应该选怎么样的解决方式?和空调相关的8篇干货、论文,都给你找好了。

  • 关键词:空调

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参考文献

[1] 刘琳琳.乘用车内空气污染物影响因素研究[D].北京理工大学,2016.

[2] 张莉.自然曝晒状态下车内挥发性有机物及醛酮类物质检测技术[D].吉林大学,2015.

[3] 李兰.乘用车内空气污染物特性研究[D].北京理工大学,2015.

[4] 李娜.负离子/活性炭复合材料的制备及其在甲醛去除中的应用研究[D].华南理工大学,2020.

[5] 胡秋明,武雪梅.光触媒降解室内甲醛的影响因素研究[J].南华大学学报(自然科学版),2020.

[6] 王耿鸿,丁年平,王春,万分龙,徐国洋,黄永良.多台车载空气净化器效果分析研究[J].轻工科技,2016.

活性炭和活性焦不能清楚区分?看完后你就会明白了

现代科技的迅猛发展,给我们的生活带来了极大的便利的同时,也是给生态环境造成了严重的危害,这点想必大家应该都不会反对吧。

也正是因为知道不能够再继续破坏环境下去了,所以世界各国也都对工业排放有严格的要求,尽可能地避免工业污染进一步破坏生态环境。

活性炭在处理工业污染时有着举足轻重的地位,因此向来是各大企业的首选。

不过有很多人对这一行不太了解,因而很容易就会把活性炭和活性焦给搞混来。那么本文就来教大家如何辨别活性炭与活性焦之间的差别。

活性焦是一种以淮东煤为原料制成的一种非常特殊的煤质。活性焦的特点就是高水分并且沾污性能极强,再加上活性焦的碱金属氧化物的含量非常高。

相比于活性炭,活性焦的有点就是开采的成本更低,售价更为低廉,当然,缺陷也是比较明显的,就是杂志太多,在使用的过程中容易结焦,因此在使用的过程中容易出现很多问题。

而活性炭不同,尽管价格比活性焦更高,但是活性炭适用范围要远远广于活性焦,不光是用于工业废气废水的处理,同时还被用于实验室除生化废料,用于医药,用于食品饮料当中。

一分价钱一分货,活性炭从性能等各方面都是完全碾压活性焦的。

正因此,我国生产的活性焦在国际市场上销量几乎为零,而活性炭已经达到了国际顶尖的水准,已经能够出口到其他国家了。

什么是活性炭?活性炭的特性是什么?尽量把文章讲清楚

前言:今天是连载专栏【污水处理一千零一问】更新的第7篇文章,专栏所有内容都源于我在乐中环保科技所运行过的项目的实践积累和经验。创作不易,如果您喜欢的话请点赞、评论加关注,也欢迎转发给朋友。如果能够帮助到需要帮助的人我将很开心,谢谢~

在污水处理项目中,“活性炭”是一个绕不开的词,今天就来简要的分享一下:什么是活性炭?活性炭有哪些特性?

活性炭是一种非常优良的吸附剂,它是利用木炭、竹炭、各种果壳和优质煤等作为原料,通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。活性炭具有物理吸附化学吸附的双重特性,可以有选择地吸附气相、液相中的各种物质,以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。

吸附性质是活性炭的首要性质活性炭具有像石墨晶粒却无规则地排列的微晶,在活化过程中微晶间产生了形状不同、大小不一的孔隙。按IUPAC方法分:微孔小于1.0nm、中孔1~25nm、大孔大于25nm。活性炭微孔的孔隙容积一般只有0.25~0.9mL/g,孔隙数量约为1020个/g,全部微孔表面积约为500~1500㎡/g,也有称高达3500~5000㎡/g的。这些孔隙特别是微孔提供了巨大的表面积。

活性炭几乎95%以上的表面积都在微孔中,因此微孔是决定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容积一般约为0.02~1.0mL/g,表面积最高可达几百平米,能为吸附物提供进入微孔的通道,又能直接吸附较大的分子。大孔的孔隙容积一般约为0.2~0.5mL/g,表面积约0.5~2㎡/g,其作用一是使吸附质分子快速深入活性炭内部较小的孔隙中去;二是作为催化剂载体,作为催化剂载体时,催化剂只有少量沉淀在微孔内,大都沉淀在大孔和中孔之中。

影响活性炭吸附的主要因素有哪些?

由于活性炭水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂,因此影响因素也较多,主要有活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及选择的运转参数与操作条件等。

(1)活性炭的性质

用于水处理的活性炭应有三项要求:吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。

活性炭的吸附容量除其他外界条件外,主要与活性炭比表面积有关,比表面积大,微孔数量多,可吸附在细孔壁上的吸附质就多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关,水处理用的活性炭,要求过渡孔(半径2.0~100mm)较为发达,有利于吸附质向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快,但水头损失要增大,一般在8~30范围较宜。活性炭的机械耐磨强度,直接影响活性炭的使用寿命。

(2)吸附质(溶质或污染物)性质

同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。

①溶解度:对同一族物质的溶解度随链的加长而降低,而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小,越易吸附,如活性炭从水中吸附有机酸的次序是按甲酸→乙酸→丙酸→丁酸而增加。

②分子大小与化学结构:吸附质分子的大小和化学结构对吸附也有较大的影响。因为吸附速度受内扩散速度的影响,吸附质(溶质)分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例,最利于吸附。在同系物中,分子大的较分子小的易吸附。不饱和键的有机物较饱和的易吸附。芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。

极性:活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂,对水中非极性物质的吸附能力大于极性

物质。

④吸附质浓度:吸附质的浓度在一定范围时,随着浓度增高,吸附容量增大。因此吸附质(溶质)的浓度变化,活性炭对该种吸附质(溶质)的吸附容量也变化。

(3)溶液pH

溶液pH值对吸附的影响,要与活性炭和吸附质(溶质)的影响综合考虑。溶液pH值控制了酸性或碱性化合物的离解度,当pH值达到某个范围时,这些化合物就要离解,影响对这些化合物的吸附。溶液的pH值还会影响吸附质(溶质)的溶解度,以及影响胶体物质吸附质(溶质)的带电情况。由于活性炭能吸附水中氢、氧离子,因此影响对其他离子的吸附。活性炭从水中吸附有机污染物质的效果,一般随溶液pH值的增加而降低,pH值高于9.0时,不易吸附,pH值越低时效果越好。在实际应用中,应通过试验确定最佳pH值范围。

(4)溶液温度

因为液相吸附时,吸附热较小,所以溶液温度的影响较小。吸附是放热反应,吸附热越大,温度对吸附的影响越大。另一方面,温度对物质的溶解度有影响,因此对吸附也有影响。用活性炭处理水时,温度对吸附的影响不显著。

(5)多组分吸附质共存

应用吸附法处理水时,通常水中不是单一的污染物质,而是多组分污染物的混合物。在吸附时,它们之间可以共吸附,互相促进或互相干扰。一般情况下,多组分吸附时吸附容量比单组分吸附时低。

(6)吸附操作条件

因为活性炭液相吸附时,外扩散(液膜扩散)速度对吸附有影响,所以吸附装置的型式、接触时间(通水速度)等对吸附效果都有影响。

上述对“污水处理常用到的'活性炭'的粗浅理解和描述”,可能也不一定妥当和完善,但意在抛砖引玉。我是“污水博物馆”,一名专注于环保污水处理知识、经验分享的技术研发博士。欢迎在私信或留言区探讨~希望大家能够踊跃的评论和交流,一起进步哈~

印刷车间废气源处理-活性炭吸附催化燃烧

废气源又可分为有组织排放废气和无组织排放废气两大类。有组织排放废气主要来源于印刷工艺过程,尤其是烘干过程,通常有专门的收集系统和排放系统;无组织排放废气主要来源于各个工艺过程中挥发出来的VOCs, 主要逸散于车间。 低浓度、大风量废气,宜采用活性炭吸附、沸石转轮吸附、减风增浓等浓缩技术,提高 VOCs 浓度后净化处理。

印刷过程中VOCs排放主要来源于油墨、润版液、清洗剂、稀释剂的使用,根据对江苏印刷企业的调查了解,目前仍有少部分企业使用溶剂型油墨,溶剂型油墨一般由颜料、填充剂、辅助剂和连接料溶剂组成,溶剂中常含有乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、甲苯、二甲苯、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯等VOCs。

活性炭吸附脱附催化燃烧设备工作原理:

活性炭吸附脱附催化燃烧设备根据吸附(效率高)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计,采用双气路连续工作,一个催化燃烧室,几个活性炭吸附床交替使用。先将有机废气用活性炭吸附浓缩,当快达到饱和时活性炭停止吸附,然后用热气流将有机废气从活性炭上脱附下来使活性炭可以再利用;脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并送往催化燃烧室进行催化氧化反应,使废气生成二氧化碳及水蒸气排出。

我们专注于持续对印刷、喷涂、印染、电子、塑料、家具、炼油、橡胶、化工、造纸、皮革、农药、制药、食品加工、等恶臭气体、工业废气的净化处理等行业的问题进行深度解析。

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#技术说明 废气处理设施运行记录 工艺流程图 设计方案 内部结构 催化剂成分 设备