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自来水厂粉状活性炭湿法、干法投加工艺对比

目前自来水厂投加粉末活性炭常见的有两种工艺方式。一种是将粉末活性炭配置成浓度为10%左右的浆液，由计量泵输送至投加点，此种方式被称为湿法投加方式；另一种是将粉末活性炭由定量给料设备直接定量（计量）投加到水射器中，由水射器将炭粉投加至投加点中。对此两种工艺方式，哪种工艺更好，现尚未有一个明确的定论，在此本人做一个简单分析比较，供各位共同探讨。
湿法投加工艺，上料—储料—制备活性炭浆液（投料和供水）—混合搅拌—由计量泵定量投加至加投加点。
干法投加工艺，上料—储料—活性炭连续定量投加—由射流器投加至投加点。
1.投加精度的比较
湿法工艺采用制备活性炭浆液，由计量泵定量输送至加药点的方式，活性炭浆液采用计量泵投加，活性炭浆液的投加量可以控制的非常精确，但对于活性炭浆液制备浓度的精度较高，主要是对炭粉的投加量和供水量的控制，如活性炭浆液的浓度的精度较低，则虽然计量泵输送浆液的流量精确，亦不能得到精确的活性炭粉的投加量；干法工艺采用直接由给料设备将炭粉投入到水射器中，通过水射器将炭粉投加到投加点中，粉炭的计量是通过给料设备来完成的，只要保证给料设备的投加精度即能保证粉炭的投加精度（湿法和干法工艺的炭粉给料设备均属于定量给料设备），同时干法工艺仅考虑炭粉的投加精度，而不考虑（制备炭浆）水流量，仅考虑水射器出口端压力，故在控制炭粉的投加精度方面，较湿法工艺更容易保证精度。
2.粉炭投加后在原水中均匀性的比较
一般认为湿法工艺投加后的均匀性较好，主要考虑的因素为炭粉和水在混合罐内经过搅拌可以得到混合非常均匀的浆液，故经过计量泵输送至加药点中（取水管路）后，炭粉在管路中的分散均匀性较好。其实不能认为活性炭浆液的混合均匀度高，即可达到活性炭在取水管路中的分散均匀性就高的效果，况且干法工艺中炭粉在经过射流器后，其（在射流水中）均匀度也很高。
3.设备成本和运行成本的比较
湿法工艺比干法工艺增加了混合罐、搅拌机、供水控制系统、计量泵等，而干法工艺仅增加了射流器（和增压泵），故湿法工艺的设备成本和运行成本（及占地面积）均较干法工艺高很多。
以上是本人对自来水厂投加粉末活性炭的两种工艺方式的比较的一点不成熟的看法，希望各位批评指正并进行进一步深入详细的讨论。

使用粉末炭时，必须根据要去除的污染物的类型和浓度进行吸附试验，以确定活性炭的类型和所需的木炭量，在加入粉末炭之前，应注意将碳粉制成碳浆并均匀加入水中，接触时间越长，去污效果越好，在使用碳粉的过程中，还应注意以下安全问题;当粉尘浓度达到一定比例时。
暴露在明火中很容易发生，因此手术室禁止吸烟，火花和明火;应避免与氧化剂混合;因为粉状碳颗粒小而轻应注意使用过程中的粉尘污染，操作人员应戴防尘口罩，避免吸入肺部，生产的注射用碳杂质少，纯度高，过滤速度快。
脱色，净化和纯化效果好，主要用于脱色，精制和去除它还可以用维生素C和其他原料脱色，具有很强的脱色能力和快速的过滤速度，适用于药品，农药，中西药的脱色，精制，具有吸收肠道细菌和解毒的功能，焦糖的脱色率是活性粉末活性炭对有色物质的吸附性能。
性能良好的粉状活性炭可达100~110，一般由高产生，-质量木屑，采用氯化锌法，具有发达的介孔结构，吸附能力大，过滤速度快，主要用于各种氨基酸工业，脱色，净化，除臭，杂质去除等高糖颜料溶液，如精制糖脱色。

价格却会有差别呢，活性炭价格不同的原因主要是由原料，加工程序和市场供求决定的，今天，主要分析原料对活性炭价格的影响，活性炭材料按原料主要分为三种煤，木料，果壳，以及椰子壳中特殊的活性炭活性炭，煤质颗粒活性炭采用优质煤为原料。
以先进的工艺设备精制而成经过炭化→冷却→活化→洗涤等一系列工序精制而成，外形分颗粒，柱状，粉状等，煤质颗粒活性炭优点:价格较低，原料资源储量大，煤质颗粒活性炭缺点:杂质高难做成高性能活性炭，难适用于高要求领域。
其外观普遍为黑色圆柱状活性炭，不定形破碎炭，一般由粉状原料和粘结剂经混捏，挤压成型再经炭化，活化等工序制成，也可以用粉状活性炭加粘结剂挤压成型，近年来随着煤价的上涨，价格优势慢慢退去，逐步被木质，椰壳类产品替代。
木质活性炭是以优质木粉为原料，外形为粉末状，柱状，颗粒经高温炭化，造粒，活化及多种工序精制而成木质活性炭，随着技术的进步，国内采用非粘结成型活性炭专有技术，制成木质柱状，木质颗粒等造粒活性炭，优点:比表面积大。
活性高，灰份杂质低，中孔发达，脱色力强，孔隙结构较大等比重轻性价比高，缺点:价格偏高，资源有限，逐步替代煤质柱状活性炭用于**溶剂回收，空气净化，摩托车碳罐，油气回收，**废气处理，防护，气体脱硫脱臭。
催化剂及载体等领域，传统木质粉状活性炭用于各种用途脱色，果壳活性炭主要以果壳(常见的有椰壳，杏壳，樱桃壳，酸枣壳，核桃壳，橄榄壳等)为原料，经炭化，活化，精制加工而成，优点:价格较低，缺点:强度较低，难适用于高要求领域。
与椰壳炭比质量不如椰壳炭，但价格较低，椰壳活性炭是果壳炭中质量较好的一种，进口优质椰子壳为原料用水蒸气法生产的不定型颗粒炭，外形为不定形颗粒或柱状，具**械强度高，孔隙结构发达，比表面积大，吸附速度快。
吸附容量高，易于再生，经久耐用等特点，优点:吸附性强，强度高，杂质低，缺点:受原料进口价格不断上涨影响，价格较高，主要用于催化剂及触媒载体，氰化法金矿的提金，以及饮水净化，味精工业溶液精制，食品，饮料。
酒类，空气净化活性炭和高纯饮用水的除臭，去除水中重金属，除氯及液体脱色，并可广泛用于化学工业的溶剂回收和气体分离等1，碘吸附值:碘吸附值是它的一个重要的物理指标，果壳炭,竹炭,煤制炭的碘吸附值都在500-1200之间,活性炭炭化料碘值从800。
850，900，950，1000，1100mg/g等多种，吸附能力也不同，成本价格也很大区别，同碘值的活性炭因为比表面积大的特点为椰壳活性炭的效果较好，2，用称重对比重量:上面已经介绍过了，要想提高活性炭的碘吸附性能。
应尽可能在活性炭表面上制造更多的孔隙结构，孔隙结构越多，活性炭越轻密度越小，相对密度也就会越轻，因此优良的活性炭手感上会比较轻，在同等重量包装的情况下，性能优良的活性炭会比相对质量差的活性炭体积大很多。
3，看水中气泡情况:将一小把活性炭放入水中，由于水分子的渗透作用，水分子会逐渐浸入活性炭的微孔隙结构中，使孔隙中的空气排出，从而产生一连串的较细微的气泡，在水中形成一连串的气泡线，同时会发出微小的气泡声。
十分有趣，这种现象发生的越厉害，持续时间越长，活性炭的吸附性就优良，4，看亚甲蓝脱色能力:活性炭吸附能力的另一个表现就是亚甲兰脱色能力，活性炭微孔隙结构具有将有色液体变成浅色或无色的卓特点，这其实就是因为柱状活性炭能吸附有色液体里的色素分子的造成的现象。
5，重要提示:目前消费者对活性炭认识不足，有时会把未经活化的竹炭，木炭，椰壳炭等炭化料认为是活性炭成品，其次把低吸附值的炭雕，普通活性炭看成是优质活性炭，所以选购时请加以区别，谨防上当受骗，再生炉从炉底排出到一个小型骤冷罐中。
淬火槽中有两个独立的泵吸管，每个槽有多个喷口和连接管，喷嘴设置在淬火槽中以保持炭流动，将碳浆从骤冷罐送至再生碳储罐或洗涤罐，用于泵送碳浆的两个泵是隔膜式泥浆泵，其工作能力为10至80升/分钟，泥浆泵通过输送管将焦炭浆料送到储罐或清洗罐。
洗涤后，将洗涤槽加压，将炭状再生木炭用管道输送到碳塔的**部，同时，在处理系统中加入一定量的新碳，以补充再生过程中损失的木炭，新木炭需要在放入木炭塔之前在洗涤槽中清洗，粉状活性炭在目前的工艺中，在过滤前加入可以减少负面影响高锰酸钾。
消除了与凝聚的竞争，但同时导致粉末活性炭的接触时间短(现场试验为5-8分钟)，选择不当可以很容易地渗透过滤层，因此，根据过滤材料的粒度和相应的水质选择粉末状活性炭，相应技术指标:网目尺寸为120-150目。
碘值≥800mg/L，亚甲蓝值≥7-8，比表面积800-1200m2/g，剂量法是湿法加压，小样品试验表明，当CODMn约为10mg/L时，剂量优选为20mg/L，粉状活性炭在水气味和工业污染物的处理中具有良好的应用。
使用粉末炭时，必须根据要去除的污染物的类型和浓度进行吸附试验，以确定活性炭的类型和所需的木炭量，在加入粉末炭之前，应注意将碳粉制成碳浆并均匀加入水中，接触时间越长，去污效果越好，在使用碳粉的过程中，还应注意以下安全问题;当粉尘浓度达到一定比例时。
暴露在明火中很容易发生，因此手术室禁止吸烟，火花和明火;应避免与氧化剂混合;因为粉状碳颗粒小而轻应注意使用过程中的粉尘污染，操作人员应戴防尘口罩，避免吸入肺部，生产的注射用碳杂质少，纯度高，过滤速度快。
脱色，净化和纯化效果好，主要用于脱色，精制和去除它还可以用维生素C和其他原料脱色，具有很强的脱色能力和快速的过滤速度，适用于药品，农药，中西药的脱色，精制，具有吸收肠道细菌和解毒的功能，焦糖的脱色率是活性粉末活性炭对有色物质的吸附性能。
性能良好的粉状活性炭可达100~110，一般由高产生，-质量木屑，采用氯化锌法，具有发达的介孔结构，吸附能力大，过滤速度快，主要用于各种氨基酸工业，脱色，净化，除臭，杂质去除等高糖颜料溶液，如精制糖脱色。
味精工业，葡萄糖工业，淀粉糖工业，化学添加剂，染料中间体，食品添加剂，药物制剂高锰酸钾和粉状活性炭絮凝效果的试验测试首先，不同剂量钾的实验进行高锰酸盐和粉末状活性炭，同时进行仅加入高锰酸钾和粉末状活性炭的常规处理方法的对比试验。
粉末炭的用量为10mg/L，高锰酸钾的用量为1.0mg/L，氯化铁混合溶液(以铁计算)的用量为10mg/L，结果表明，高锰酸钾的预氧化可以提高活性炭的吸附去除率，高锰酸钾和粉末状活性炭的组合对于加强低温低浊度水凝固具有更好的效果。
这比单独或单独吸附粉末状活性炭更好，高锰酸钾的预氧化，特别是去除原水的紫外吸收特别明显，粉性炭的吸附降低了后水的紫外吸收约10%与传统工艺相比;高锰酸钾的预氧化使后沉水的紫外吸收降低5%;而高锰酸钾和粉末炭的组合使其下沉。
水的紫外吸光度下降16%至21%，此外，高锰酸钾和粉状炭的组合在一定程度上降低了水的浑浊度，添加高锰酸钾和粉状炭的顺序对低温低浊水的处理效果有一定的影响:从实验结果可以看出高锰酸钾和可同时添加粉状炭，以获得较佳的絮凝效果。
主要是由于高锰酸钾的预氧化，粉末炭的吸附增加，即高锰酸钾引起的粉状性炭表面**物的氧化聚合，以及新生态水的氧化和吸附过程中产生的二氧化锰，吸附和催化，充分发挥上述两个作用需要一定的条件，**个角色需要氧化高锰酸钾。
也就是说，它需要在一定量的高锰酸钾存在下;*二个效果是依靠高锰酸钾的还原产物，新生态水合二氧化锰，高锰酸钾的量和还原程度直接影响这一作用，对于粉状活性炭的三个加药点，同时加入高锰酸钾可以更好地满足上述两个条件。
从而获得更好的对**污染物的去除效果，水分5(%)有效物质含量95(%)脱色率12-15(%)粒径80-320(网目)标准化水净化型活性炭材料木屑，木炭外观黑粉Activated碳由贝壳和木屑制成，它具有黑色粉末外观。
无毒无味，比表面积大，吸附能力强，适用于制糖，制药，饮料，酒精等水质的净化行业，它还广泛用于**溶剂的脱色，纯化，净化和污水处理，木质粉状活性炭是从贝壳和木屑中精制而成，外观为黑色细粉，无毒，无味，比表面积大。
吸附能力强，适用于水，糖，医药，饮料，酒类，食品，印染，造纸，化工，工业废水等的净化，还广泛用于脱色，除臭，精制，净化和污水处理，处理**溶剂，理化性能分析与分析项目试验数据分析项目试验数据碘值@900mg/g亚甲蓝吸附值≥120mg/g比表面积≤1000m2/g水分≤8%PH值5-7III。
木材漂白炭-食品，油脂，药品，酒，糖，味精，柠檬酸，氨基酸，啤酒，苏打，清凉饮料，染整，染料工业，**酸和无机工业，用于杂质去除，净化和脱色，该产品采用海南优质椰壳制成，采用蒸汽高温法生产，具有孔结构。
比表面积大，吸附能力强，耐磨性和抗压强度高，床层阻力小，纯度高，易再生，塔内连续操作等特点，粉状活性炭一般采用优质木屑，采用氯化锌法生产，具有发达的介孔结构，吸附能力大，过滤速度快，主要用于各种氨基酸工业。
脱色，净化，除臭，杂质去除等高糖颜料溶液，如精制糖脱色，味精工业，葡萄糖工业，淀粉糖工业，化学添加剂，染料中间体，食品添加剂，药物制剂，粉末状活性炭吸附和微生物降解的协同作用:当处理昂贵的液体时，使用高堆积密度的粉状活性炭可减少保留的液体量在滤饼。
一些保留在木炭颗粒之间，可以用水蒸气，空气，水或其他合适的液体代替，但是，大量的液体残留在碳的孔隙结构中，不能通过置换来回收，当沉淀法去除粉状炭时，含量越高活性炭的堆积密度提供更快的沉降速率，更少的渣脚。
并

粉末活性炭吸附技术与应用
摘要:粉末活性炭吸附技术作为水厂改善水质的有效措施，运行方式灵活，费用低廉，效果明显。通过综合研究成果，对粉末活性炭吸附技术在水厂应用中应重点解决的问题进行了探讨。
关键词:粉末活性炭　水质　**物
1应用状况
粉末活性炭应用的主要特点是设备投资省，价格便宜，吸附速度快，对短期及突发性水质污染适应能力强。
粉末活性炭在给水处理中的使用已有70年左右的历史。自从美国**使用粉末活性炭去除氯酚产生的嗅味以后，活性炭成为给水处理中去除色、嗅、味和**物的有效方法之一。国外对粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明：粉末活性炭对三氯苯酚、二氯苯酚、农药中所含**物，三卤甲烷及前体物以及消毒副产物三氯醋酸、二氯醋酸和二卤乙腈等等均有很好的吸附效果，对色、嗅、味的去除效果已得到公认。
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2制约技术应用的问题
根据我们的研究表明：自来水厂中应用粉末活性炭吸附技术，是一项非常有前景的技术。但是，由于未能很好地解决该技术在应用方面存在的局限性，难以发挥粉末活性炭技术的优势，导致技术应用不能达到实际效果。在自来水厂中的应用必须解决理论依据和应用两大类问题。

2.1工程应用中应解决的问题
(1)应用中粉尘飞扬的污染问题。在自来水厂应用中，由于粉末活性炭在诸多环节如装卸、拆包、配制、投加过程中劳动强度大、容易引起粉尘飞扬，造成工作环境恶劣，操作人员抵触情绪较强，也成为制约粉末活性炭技术应用的一个关键的、实质性的问题。
根据资料报道，有些自来水厂采用负压配制投加方式进行粉末活性炭投加。该方式已经基本解决了粉尘污染的问题，但仍难以避免粉末活性炭(20 kg/袋)在搬运、拆包过程中造成的粉尘飞扬以及劳动强度大的问题，特别是处理能力大于10万m3/d的自来水厂，每小时的粉末活性炭用量一般在60 kg左右(以投加量15 mg/L计算)。
(2)应用中精确制备和定量投加粉末活性炭的问题。为稳定粉末活性炭吸附除污染的效果，应在一定范围内尽量保证投加计量的准确，这不仅关系到处理效果，也与制水成本密切相关。根据合适的参数建造的整个粉末活性炭储存、配制、投加设备或系统必须能很好地防止在各个环节造成的不稳定因素，如在输送投加过程中的堵塞问题，会造成流量不稳定，从而影响除污染的效果。
(3)设备或系统的自动化控制。为进一步降低粉末活性炭投加设备的操作强度，如何实现自动化操作、与水厂原有自动化控制系统相配以及如何根据水质变化情况自动追踪调整，以满足稳定出水水质的目的，这也是制约该技术应用的关键因素。
(4)投资、成本控制。粉末活性炭技术的应用较为关键的问题是投资以及成本的控制，为满足新的《生活饮用水卫生规范》(主要是CODMn＜3 mg/L，特殊情况下不**过5 mg/L)，大多数水司均面临技术改造的问题。对大多数水司而言，水质污染一般是间断性或突发性的，常规工艺在大多数时间是能够满足新的规范要求的，因此粉末活性炭技术是一项实用性非常强的技术，其投资相对较省，成本较低、投用灵活。

根据我们长时间的理论研究以及工程实践表明：粉末活性炭投加作为一项应急性的水质改善手段，只要正确解决技术使用上的炭种选择、投加点、投加方式等问题，可以较好地提高水厂的出厂水水质，特别是对**物(CODMn)、色度等水质指标的改善 ；同时该技术已经取得了工程实践的检验，解决了使用过程中的粉尘污染、精确投加以及降低劳动强度实现自动化控制等诸多问题，并且该技术的使用投资少，效果明显，运行成本低廉。

适用于医药，农药，中西原药的脱色，精制，并具有吸收肠道病菌，解毒，制糖，味精，食品饮料，水处理，化工等生产和生活的方方面面，用作脱色，除臭，去杂，提纯，精制等，3，粉状活性炭的焦糖脱色率是反应粉状活性炭对于有色物质的吸附性能。
性能好的粉状活性炭，吸附值可以达到100-110，适用于葡萄糖蔗糖，麦芽糖等糖类的脱色相精制，以及柠檬酸，胱胺酸，油脂，化工产品中大分子色素的去除，提纯和精制，4，主要适用于各种氨基酸工业，精制糖脱色。
味精工业，葡萄糖工业，淀粉糖工业，化学助剂，染料中间体，食品添加剂，药品制剂等高色素溶液的脱色，提纯，除臭，除杂，5，广泛应用于制药工业，精细化工，如原料药脱色，口服药用(矽碳银，解毒剂，清肠剂)，化工原料。
医药中间体，化学原料药，生物制药，生化科技，各种制剂注射液的脱色，提纯，精制，6，适用于医药业如抗菌素，链霉素，洁霉素，庆大霉素，青霉素，氯霉素，磺氨类，生物碱，激素类，布咯芬，扑热息痛，维生素B1，维生素B6。
维生素C，甲硝唑，没食子酸等，亦可用于乙二醛，苯骈三氮唑，甲脂，甘油等精细化工制品的脱色，除杂，去异味，7，在食品，医药，脱色，结晶，过滤，物质提纯等领域具有广泛用途，8，也是活性炭滤毡，活性炭泡沫塑料的主要材料。
粉状活性炭的用途:1，饮料用活性炭以木屑为原料，采用磷酸法生产工艺精制而成，具有发达的中孔结构，吸附容量大，快速过滤等特点，主要适用于各种可乐，果汁，酒类等饮料以及饮用水的净化处理，2，水处理用活性炭粉末活性炭因其优异的空隙结构。
较强的吸附脱色能力，在自来水处理，污水处理领域应用广泛，3，食品及食品添加剂用活性炭以木屑为原料，采用磷酸法生产工艺精制而成，拥有较大的比表面积，具有较强的吸附能力，各项指标性能稳定，主要应用在糖类，油脂。

木质粉状木质活性炭的工艺、技术改进方向

虽用木材作原料制备的活性炭质量较好 ,但由于近年来树木的乱砍乱伐 ,再加之包装、建筑、装修、一次性卫生用具等每年也要消耗掉大量木材 ,而木材资源再生速度很慢 ,少则几年 ,多则十几年或几十年 ,故造成我国木材资源短缺的现状。为推进活性炭行业的健康发展 ,我国有关部门曾就用不同原料代替木材研制生产活性炭进行了大量工作。例如用稻壳制备活性炭 〔4〕,用废弃植物制取可燃气、炭和焦油 〔5〕,用工业水解渣制备活性炭 〔6〕〔7〕,我校化学系也曾就本地资源——麦杆、玉米秸代替木材制备活性炭进行了大量的研究工作 ,其课题已于 1 999年获省级鉴定成果。除此之外也有用甘蔗渣 ,**工业废料等为原料制备活性炭的报道。
因目前化学法活性炭大都采用氯化锌作活化剂 ,因大气污染问题限制了它的发展 ,故人们在不断探索以其它无污染或污染小的活化剂代替氯化锌的新生产工艺。例有报道用硫酸作活化剂可制备高脱色力的脱色剂 ,且炭化活化温度由氯化锌法的 〔8〕,用磷酸作活化剂 ,可基本消除污染 ,且产品质量稳定 ,操作条件易控〔9〕,另外据较新资料报道 ,用辐射工艺和流态化工艺制备活性炭的小试研究正在进行。
随着人们环保意识的增强 ,物理法活性炭工艺将逐渐被人们所重视 ,为改善物理法活性炭的吸附性能 ,各生产单位进行过不少尝试 ,例如将一次高温水蒸气活化工艺改为两次 ,可显著提高产品的脱色力。
活化炉是活性炭生产的较主要关键设备。用回转炉虽操作简单、劳动强度小、物料活化均匀 ,产品质量稳定 ,但因烟道气温度高 ,气相中有部分氯化锌带入而增大消耗 ,若用平板炉 ,虽效率低 ,偶有炭化活化不均等缺点 ,但操作灵活性大 ,污染易解决。如何对两者进行权衡 ,有关*正对此进行探索 ,相信不久的将来会有污染小、机械化程度高、产品质量稳定的高效活化炉问世。
粉碎干燥设备是活性炭各生产工艺中必用的设备。传统粉碎设备大多采用不同规格的矿用球磨机 ,效率低、动力消耗大、噪音污染严重 ,目**些大企业已改用雷蒙机 ,该机效率高 ,粉碎均匀 ,滤速快。关于干燥设备 ,大都采用炭化活化炉的余热作干燥热源 ,采用固定箱式或回转炉式干燥设备 ,但均存在粉大、效率低的缺点 ,有些企业已改用其它效果更好的设备 ,例真空干燥、流化沸腾床干噪等。我国化工部机械化工研究院下属的粉碎设备研究所和干燥设备研究所每年都有新型设备研制成功 ,投放市场 ,供各企业参考选用。
结语
活性炭作为涉及各行各业吸附脱色的产品 ,近年来从原料到工艺设备均有很大的改进和发展 ,但仍还存在不少问题 ,需各专业的人员共同努力 ,以求不断完善 ,满足国民经济发展的需求。