活性炭详解

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*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*，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。

活性炭分级的方法
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。

活性炭吸附的特点和工艺
活性炭吸附是利用活性炭的物理吸附、化学吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除水中污染物的水处理方法。活性炭吸附法广泛用于给水处理及废水二级处理出水的深度处理。类似材料有竹炭、木炭、纳米活矿石等，都可用来吸附甲醛、TVOC、苯等有害气体。

1、物理吸附
物理吸附亦称范德华吸附，是由于吸附剂与吸附质分子之间的静电力或范德华引力导致物理吸附引起的，当固体和气体之间的分子引力大于气体分子之间的引力时，即使气体的压力低于与操作温度相对应和饱和蒸气压，气体分子也会冷凝在固体表面上，物理吸附是一种吸热过程。


2、化学吸附
化学吸附亦称活性吸附，是由于吸附剂表面与吸附质分子间的化学反应力导致化学吸附，它涉及分子中化学键的破坏和重新结合，因此，化学吸附过程的吸附热较物理吸附过程大。


在吸附过程中，物理吸附和化学吸附之间没有严格的界限，同一物质在较低温度下往往是化学吸附。活性炭纤维吸附以物理吸附为主，但由于表面活性剂的存在，也有一定的化学吸附作用。