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佰科阐述粉末活性炭吸附能力的检测方法

发布时间:2016-03-24 16:42:19

佰科阐述粉末活性炭吸附能力的检测方法

 

    很多人购买活性炭就是因为活性炭的吸附性能强,能够吸附污水中所含有的有机生物和元素,那么我们购买活性炭的同时,如何检测活性炭的吸附能力呢?巩义市佰科活性炭制造厂以粉末活性炭为例为您说明。

粉末活性炭吸附能力的检测:

    在实验室中检测粉末活性炭试样的吸附能力的方法,是一种可快速对备选活性炭品种进行筛选的试验方法。通过使用粉末活性炭进行间歇试验,可获得平衡吸附状态时的等温线检测结果,该结果与商业规模处理装置的使用性能直接相关。通过实验室检测分析能够获得不同炭样的精确“吸附能力”数据,并借以判断哪种粉末活性炭对既定应用领域具有最佳的性价比优势。为获得尽可能精确的数据结果,吸附试验过程必须在平衡状态下进行检测,下述“步骤一”描述的试验程序可用来确定达到“平衡吸附状态”时所需的最少固液相接触时间。

步骤一:试验条件的确定

    为检测活性炭试样的“总吸附能力”,需使吸附过程达到平衡吸附状态时再进行检测分析。一般来说,一个小时的固液相接触时间已足够,但当待处理的工艺流体具有高粘度、低温、或者杂质成分在活性炭中的吸附较为困难时,可能需要延长固液相的接触时间才能达到平衡吸附态。为确定最佳的固液接触时间参数,需要在实验室中采取与实际装置相同的工艺条件(杂质类型、浓度、pH值、温度等),取一系列同等容积量的液相试样,并向其中各自添加同等份数的粉末活性炭试样,然后对不同接触时间的试样进行检测分析,获得相应的吸附量数据。

    一般采用如下试验步骤来进行上述试验:

    (1)试验必须采用实际工艺流体做试样,并尽可能充分模拟真实的工艺操作条件。

    (2)将预先称重好的粉末活性炭试样分别投加到五个烧瓶中。如果待处理的工艺流体杂质浓度较高时,炭的投加量一般在液相试样重量的0.1%到0.5%之间取值;如果待处理的饮用水或废水试样中杂质浓度低于5ppm时,炭样的投加量一般在5到200ppm之间取值。进行接触时间试验时,活性炭试样的投加量应根据预期(或期望)的后继吸附能力检测试验中最小剂量来确定(尽可能与该预期最小剂量值相接近)。

    (3)向上述烧瓶中分别加入200mL(或200克)工艺流体试样,加盖密封。

    (4)在同等操作温度和试验条件下对上述烧瓶进行摇动操作,使各个烧瓶经历不同的处理时间。可选时间长度分别为10、20、30、60和120分钟。

    (5)达到预定的时间长度后,快速进行过滤操作,使炭样与液相分离,并分析滤液中杂质成分的残留浓度。根据杂质成分的特点和性质,有多种分析方法可选,常用的分析方法有:分光光度法、滴定法、色谱法、重量法等。

    (6)以炭的接触时间为X轴、以杂质成分脱除量/率(或残留量/率)为Y轴,做图。获得所示的试验结果。通常来说,一旦超过了最佳的接触时间,曲线就会发生“突变(sharp break)”,最佳接触时间点之后,杂质的脱除率或杂质在粉末活性炭中的吸附量就几乎不再发生变化、或者仅有很小幅度的增加。

    有若干个炭样需要评价时,应分别测定不同炭样的有效接触时间,当炭样的颗粒尺寸各不相同时更需如此进行评价。

步骤二:获得所需的吸附数据

    确定了最佳的接触时间之后,接着需要检测活性炭对目标吸附质的总吸附能力(吸附量)数据。吸附能力检测试验需采用真实的工艺流体,并采取与实际装置中完全相同的工艺条件进行试验。在试验之前必须先确定一个杂质脱除率目标,以初步确定粉末活性炭的基本用量范围数值,可以任意选择一个可接受的产品质量水平值做为脱除目标值,或者可依据相关法规来确定一个产品质量目标参数。依据以脱除杂质成分的性质,杂质成分的脱除率控制值可在50%到99%范围内进行选择。

步骤三:采用下述方法来检测粉末活性炭试样对目标吸附质的吸附量水平:

    (1)向六只烧瓶中分别投加不同数量的粉末活性炭试样,应至少确保其中的一只烧瓶中投加了足够数量的炭样,这个炭样能够确保将杂质成分脱除到低于预期处理目标的浓度水平。当处理的是工艺流体时,活性炭试样的剂量取值范围在0.05%到5%之间,当处理的液体是水和废水时,通常采取更小的活性炭剂量数值。

    (2)向每只烧瓶中加入200mL(或200克)待处理液体,塞住烧瓶进料口;向第七只烧瓶中加入200mL试液,但不投加活性炭试样,做为空白参照样。

    (3)将上述七只烧瓶放置到摇动装置中,完全按照前述接触时间试验采用的工艺条件进行摇动处理,持续时间为既定的最佳接触时间。

    (4)随后快速过滤试样,使活性炭与溶液相互分离。

    (5)采用实践探索出的最好检测方法来检测溶液中杂质成分的残余浓度水平数值,直到杂质的残留浓度达到预期的要求时为止。

    如果其中至少有一个试样的杂质脱除率达到了预定目标时,就可以进行试验结果分析了;但如果所有的试样均没有达到预期目标时,则需采取更高的活性炭用量进行重复性试验。如果使用更大的活性炭剂量仍无法达到预期目标时,可能需要改变某些工艺条件或者采用其它的杂质脱除技术进行试验了。

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