Karbonju attivat, magħruf ukoll bħala faħam tal-kannol attivat jew char attivat. Huwa trab iswed jew sustanza tal-karbonju granulari. Il-karbonju attivat huwa karbonju poruż b'densità baxxa ta 'ppakkjar u erja speċifika kbira tal-wiċċ minħabba l-arranġament irregolari ta' karbonju mikrokristallin u l-preżenza ta 'pori bejn konnessjonijiet trasversali, li jistgħu jikkawżaw difetti fl-istruttura tal-karbonju waqt l-attivazzjoni. Huwa wkoll il-materjal ewlieni biex isiru filtri.
Produzzjoni ta 'karbonju attivat
Il-materja prima ewlenija għall-karbonju attivat tista 'tkun kważi l-materjali organiċi kollha li għandhom kontenut kbir fil-karbonju, bħal faħam, injam, qxur tal-frott, qxur tal-ġewż, qxur tal-ġewż, qxur tal-berquq, qxur tal-jujube, eċċ. Dawn il-materjali li fihom il-karbonju huma kkonvertiti f'karbonju attivat permezz ta' piroliżi f'temperatura għolja u ċertu pressjoni f'attivazzjoni. Matul dan il-proċess ta 'attivazzjoni, erja tal-wiċċ enormi u struttura kumplessa tal-pori jiffurmaw gradwalment, u l-hekk imsejjaħ proċess ta' adsorbiment iseħħ f'dawn il-pori u fuq il-wiċċ. Id-daqs tal-pori fil-karbonju attivat għandu effett ta 'adsorbiment selettiv fuq l-adsorbat, minħabba li molekuli kbar ma jistgħux jidħlu fil-pori ta' karbonju attivat li huma iżgħar mill-pori tiegħu. Il-karbonju attivat huwa adsorbent idrofobiku prodott minn karbonizzazzjoni ta 'temperatura għolja u attivazzjoni ta' sustanzi prinċipalment li fihom il-karbonju bħala materja prima. Il-karbonju attivat fih numru kbir ta 'mikropoori u għandu erja tal-wiċċ oerhört kbira, li tista' tneħħi b'mod effettiv il-kulur u r-riħa. Jista 'wkoll ineħħi ħafna sustanzi li jniġġsu organiċi u ċerti sustanzi inorganiċi, inklużi metalli tqal tossiċi, minn effluwent sekondarju.
Il-prinċipju tal-karbonju attivat
1. Prinċipju ta 'filtrazzjoni
Filtru tal-karbonju attivat huwa l-proċess ta 'interċettazzjoni ta' sustanzi li jniġġsu sospiżi fl-ilma, u s-solidi sospiżi interċettati jimlew il-lakuni bejn karbonji attivati. Id-daqs tal-pori u l-porożità tas-saff tal-filtru jiżdiedu bid-daqs tal-partikula tal-materjal tal-karbonju attivat. Iktar ma jqanqal id-daqs tal-partikula tal-karbonju attivat, iktar ikun kbir l-ispazju li jista 'jakkomoda solidi sospiżi. Iwettaq bħala abilità ta 'filtrazzjoni msaħħa, żieda fil-kapaċità ta' żamma ta 'tniġġis, u kapaċità ta' interċettazzjoni akbar. Fl-istess ħin, iktar ikunu kbar il-pori fis-saff tal-filtru tal-karbonju attivat, is-solidi sospiżi aktar fil-fond fl-ilma jistgħu jinġarru lejn is-saff li jmiss ta 'saff tal-filtru tal-karbonju attivat. Bi ħxuna protettiva suffiċjenti, solidi aktar sospiżi jistgħu jiġu interċettati, li jippermettu saffi tan-nofs u aktar baxxi tas-saff tal-filtru biex ikollhom aħjar ir-rwol ta 'interċettazzjoni u jżidu l-kapaċità ta' interċettazzjoni ta 'l-unità.
B'mod ġenerali, l-abbiltà tal-karbonju attivat li jinterċetta s-solidi sospiżi ġejja mill-erja tal-wiċċ ipprovduta minn karbonju attivat. Meta r-rata tal-fluss hija baxxa, il-kapaċità ta 'filtrazzjoni ta' l-unità ġejja prinċipalment mill-effett ta 'skrining tal-karbonju attivat, filwaqt li meta r-rata tal-fluss tkun mgħaġġla, il-kapaċità ta' filtrazzjoni ġejja mill-effett ta 'adsorbiment fuq il-wiċċ ta' partiċelli tal-karbonju attivat. Matul il-proċess ta 'filtrazzjoni, iktar tkun kbira l-erja tal-wiċċ tal-partikuli pprovduta minn karbonju attivat, iktar tkun b'saħħitha l-adeżjoni mas-solidi sospiżi fl-ilma.
2. Prinċipju ta 'adsorbiment
Skond il-forzi differenti bejn molekuli tal-karbonju attivati u molekuli li jniġġsu matul il-proċess ta 'adsorbiment, l-adsorbiment jista' jinqasam f'żewġ kategoriji: adsorbiment fiżiku u adsorbiment kimiku (magħruf ukoll bħala adsorbiment attiv). Matul il-proċess ta 'adsorbiment, meta l-forza ta' interazzjoni bejn molekuli tal-karbonju attivati u molekuli li jniġġsu hija forza van der Waals (jew attrazzjoni elettrostatika), tissejjaħ adsorbiment fiżiku; Meta l-forza ta 'interazzjoni bejn molekuli tal-karbonju attivati u molekuli li jniġġsu hija rabta kimika, tissejjaħ adsorbiment kimiku. Is-saħħa ta 'l-adsorbiment ta' adsorbiment fiżiku hija prinċipalment relatata mal-proprjetajiet fiżiċi ta 'karbonju attivat, u ftit għandha x'taqsam mal-proprjetajiet kimiċi ta' karbonju attivat. Minħabba l-forza dgħajfa ta 'Van der Waals, hija għandha ftit effett fuq l-istruttura ta' molekuli li jniġġsu. Din il-forza hija simili għal koeżjoni intermolekulari, u għalhekk l-adsorbiment fiżiku jista 'jiġi analizzat bħala fenomenu ta' kondensazzjoni. Il-proprjetajiet kimiċi ta 'sustanzi li jniġġsu jibqgħu mhux mibdula waqt l-adsorbiment fiżiku.
Minħabba l-bonds kimiċi qawwija, l-adsorbiment kimiku għandu impatt sinifikanti fuq l-istruttura ta 'molekuli li jniġġsu. Għalhekk, adsorbiment kimiku jista 'jitqies bħala reazzjoni kimika, li hija r-riżultat ta' l-interazzjoni kimika bejn sustanzi li jniġġsu u karbonju attivat. L-adsorbiment kimiku ġeneralment jinvolvi qsim ta 'pari elettroni jew trasferiment ta' elettroni, aktar milli perturbazzjoni sempliċi jew polarizzazzjoni dgħajfa, u huwa proċess ta 'reazzjoni kimika irreversibbli. Id-differenza fundamentali bejn l-adsorbiment fiżiku u l-adsorbiment kimiku tinsab fil-forza li tiġġenera bonds ta 'adsorbiment.
Il-proċess ta 'adsorbiment huwa l-proċess li fih il-molekuli li jniġġsu huma assorbiti fuq wiċċ solidu, u l-enerġija ħielsa tal-molekuli tonqos. Għalhekk, il-proċess ta 'adsorbiment huwa proċess eżotermiku, u s-sħana rilaxxata tissejjaħ is-sħana tal-adsorbiment tat-tniġġis fuq dan il-wiċċ solidu. Minħabba l-forzi differenti ta 'adsorbiment fiżiku u adsorbiment kimiku, huma juru ċerti differenzi fis-sħana ta' adsorbiment, rata ta 'adsorbiment, enerġija ta' attivazzjoni ta 'adsorbiment, temperatura ta' adsorbiment, selettività, saffi ta 'adsorbiment, u spettri ta' adsorbiment.
Teknoloġija attivata ta 'adsorbiment tal-karbonju intużat għar-raffinar u d-dekolorizzazzjoni f'industriji bħal farmaċewtiċi, kimiċi, u ikel fiċ-Ċina għal ħafna snin. Dan beda jintuża għat-trattament tad-drenaġġ industrijali fis-snin sebgħin. Il-prattika tal-produzzjoni wriet li l-karbonju attivat għandu proprjetajiet ta 'adsorbiment eċċellenti għal sustanzi li jniġġsu organiċi fl-ilma, u għandu effetti ta' adsorbiment tajbin fuq l-ilma tad-drenaġġ industrijali bħal stampar u żebgħa tat-tessuti, industrija kimika taż-żebgħa, proċessar tal-ikel, u industrija kimika organika. B'mod ġenerali, komposti organiċi rrappreżentati minn indikaturi komprensivi bħal BOD u COD fl-ilma tad-drenaġġ, bħal żebgħat sintetiċi, surfactants, fenoli, benżini, organoklorin, pestiċidi, u prodotti petrokimiċi, għandhom kapaċitajiet ta 'tneħħija uniċi. Għalhekk, l-adsorbiment tal-karbonju attivat gradwalment sar wieħed mill-metodi ewlenin għat-trattament sekondarju jew terzjarju tal-ilma mormi industrijali.
L-adsorbiment huwa proċess bil-mod li fih sustanza taderixxi mal-wiċċ ta 'sustanza oħra. L-adsorbiment huwa fenomenu interfacial li huwa relatat ma 'bidliet fit-tensjoni tal-wiċċ u l-enerġija tal-wiċċ. Hemm żewġ forzi li jmexxu li jikkawżaw adsorbiment, waħda hija l-forza repulsiva ta 'ilma solvent fuq sustanzi idrofobiċi, u l-oħra hija l-attrazzjoni ta' affinità ta 'solidi fuq is-soluti. L-assorbiment fit-trattament tad-drenaġġ huwa l-aktar ir-riżultat tal-azzjoni kkombinata ta 'dawn iż-żewġ forzi. L-erja tal-wiċċ speċifika u l-istruttura tal-pori tal-karbonju attivat jaffettwaw direttament il-kapaċità ta 'adsorbiment tagħha. Meta tagħżel karbonju attivat, dan għandu jkun iddeterminat permezz ta 'esperimenti bbażati fuq il-kwalità tal-ilma tad-drenaġġ. Huwa rakkomandabbli li tagħżel faħam tal-kannol b'pori ta 'transizzjoni żviluppati sew għall-istampar u l-ilma tad-drenaġġ taż-żebgħa. Barra minn hekk, il-kontenut ta 'rmied għandu wkoll impatt, iktar ikun żgħir il-kontenut ta' rmied, aħjar ikun il-prestazzjoni ta 'l-adsorbiment; Iktar ma jkun viċin id-daqs tal-molekuli ta 'adsorbate huwa għad-dijametru tal-pori tal-karbonju, iktar ikun faċli li tkun assorbit; Il-konċentrazzjoni ta 'adsorbat għandha wkoll impatt fuq il-kapaċità ta' adsorbiment ta 'karbonju attivat. Fi ħdan ċerta firxa ta 'konċentrazzjoni, il-kapaċità ta' adsorbiment tiżdied biż-żieda ta 'konċentrazzjoni ta' adsorbata. Barra minn hekk, it-temperatura tal-ilma u l-valur tal-pH huma wkoll relatati. Il-kapaċità ta 'adsorbiment tonqos biż-żieda fit-temperatura tal-ilma.
