活性炭在工业、生活中的应用
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活性炭作为一种重要的碳素材料,由微晶炭和无定形炭构成,含有数量不等的灰分,是一种黑色多孔固体,孔隙结构发达,具有巨大的比表面积和超强的吸附能力,比表面积一般可高达1000～3000m2/g,对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有很强的吸附能力。作为一种性质优良的吸附剂,活性炭具有独特的孔隙结构和表面活性官能团,化学性质稳定,机械强度高,耐酸、耐碱、耐热,不溶于水和有机溶剂,使用失效后可以再生,广泛地应用于环保、化工、食品加工、湿法冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域,已经成为国民经济和国防建设以及人们日常生活必不可少的重要产品[1]。随着世界范围内工业技术的快速发展,近年来环境污染日益严重。而活性炭在治理环境污染方面则越来越显示出诱人的前景。在环境保护领域,活性炭已经成为一种极其重要的吸附剂,被广泛用于污水处理、大气污染防治等各个方面。
随着科技的进步,人们对饮用水的质量要求越来越严格。原来指标意义上的城市自来水已经不适合人类饮用,越来越多的国家和地区已对自来水的经营企业做出更加严格的规定,例如美国就严格规定,城镇自来水厂如不采用活性炭处理就不准卖水。我国绝大多数城市饮用水达不到世界卫生组织规定的标准,其主要原因就是我国的自来水供给行业受成本限制,在水处理过程中只采用了少量活性炭或根本不用活性炭。
工业废水的处理是环境保护的重大课题之一。由于工业企业的门类很多,不同工厂企业生产的产品不同,工业废水的水量和所含污染物也千差万别,但绝大多数都有毒害作用。工业废水处理通常也分为“二级”和“三级”处理。工业废水处理净化后,不仅能防止对江河湖海的污染,同时可以回收部分有用物质,可以部分或全部将生产用水回用,对能源和资源都是莫大的节约。特别是对严重缺水的国家和地区尤为值得重视。活性炭吸附法作为工业废水深度处理的一种重要方法或环节,绝大多数用在第三级,但也有少量用于只有二级处理的第二级。
水处理：
水处理是环境保护的重点。水质标准最严格的是饮用水和上水源水。它对水中的微量有毒成分、pH、大肠杆菌、生物耗氧量、臭味等都有相应的严格要求。自来水用活性炭处理,可以除去有机杂质、各种臭味,这比用氯和漂白粉处理好,它不会造成含氯碳氢化合物(如氯甲烷)的形成。
活性炭的应用：
人们的日常生活,如居室、厨房、厕所以及公共场所等,由于人们的生活活动,都会给自己的生活小环境的空气带来一定程度的污染。其污染物主要是少量的H2S、SO2、CO、CO2、氮氧化物、NH3、居室装潢的挥发性溶剂、油烟及汗酸臭味等等。采用活性炭吸附过滤法最为合适,通常是用活性炭过滤和空调、换气设备联用的方法。建议研制吸附性能好、流体阻力小的活性炭制品,嵌装在空调或换气设备(吸排油烟)的气体入口位置,可能会收到理想效果,如能加上定期更换的服务定会大受欢迎。
煤和石油的使用都造成硫的排放,由其引起的全球的硫污染已经成为大气污染防治的一个重要内容。我国70%的能源来自燃煤,硫已经成为我国大气污染的主要污染源。据国家有关部门的统计,我国绝大部分大中城市和近三分之一的国土都受到酸雨的危害,有个别城市酸雨的pH已达到4。防治酸雨已成为我国环境保护的紧迫内容。要治理硫的污染有两条路可选:一是尽可能采用含硫低或不含硫能源,二是烟气脱硫。
活性炭应用展望：
预测本世纪活性炭的用途主要还是水处理方面,但是使用活性炭的国家将从发达国家转向一些较发达国家,如阿根廷、巴西和墨西哥等国。预计2003年,世界活性炭产量在现有基础上将再增加12万t,发达国家的增长速率可达4%,而发展中国家可能达到10%。活性炭价格也会稳中有升。可以预料由于工业的蓬勃发展,世界人口的增长、生活条件的改善、环境保护意识的加强以及水资源的紧缺,都将刺激活性炭工业的发展,深加工活性炭、高档活性炭将会有更大的市场。
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