So wählen Sie Aktivkohle für die Wasseraufbereitung aus

Was ist Aktivkohle?

Aktivkohle ist eine Art mikrokristallines Kohlenstoffmaterial, das aus kohlenstoffhaltigen Rohstoffen hergestellt wird. Es zeichnet sich durch ein schwarzes Aussehen, eine hochentwickelte innere Porenstruktur, eine große spezifische Oberfläche und ein starkes Adsorptionsvermögen aus und wird häufig als Adsorptionsmittel, Katalysator oder Katalysatorträger verwendet.

Je nach Rohstoffquelle kann Aktivkohle in Aktivkohle auf Holzbasis, Aktivkohle auf Nussschalenbasis, Aktivkohle auf Tierknochen-/Blutbasis, Aktivkohle auf Mineralbasis, Aktivkohle auf Kunstharzbasis, Aktivkohle auf Gummi-/Kunststoffbasis, regenerierte Aktivkohle usw. eingeteilt werden. Unter den Nussschalenserien sindKokosnussschalen-Aktivkohle zur Wasseraufbereitungzeichnet sich durch zahlreiche Mikroporen und eine stabile Wasseraufbereitungsleistung aus. Aufgrund der physikalischen Form wird es in pulverförmige, körnige, unregelmäßig körnige, zylindrische, kugelförmige und faserige Aktivkohle unterteilt. Bei vielen Wasseraufbereitungsprojekten werden Granulattypen eingesetzt und durchgeführtGranulat-Aktivkohle-Wasserfiltrationum organische Schadstoffe und Chroma effizient zu entfernen.

Aktivkohle verfügt über äußerst umfangreiche Anwendungen, die nahezu alle nationalen Wirtschaftssektoren und Alltagsszenarien abdecken, darunter Wasserreinigung, Goldgewinnung, Zuckerentfärbung, pharmazeutische Injektionsraffinierung, Blutreinigung, Luftreinigung, Schutz der persönlichen Sicherheit und mehr.

 

 

Zusammensetzung und Herstellung von Aktivkohle

Aktivkohlematerial bezieht sich auf amorphen Kohlenstoff, der durch eine spezielle Behandlung verarbeitet wird. Es verfügt über eine große spezifische Oberfläche und ein hervorragendes Adsorptionsvermögen für anorganische/organische Substanzen und kolloidale Partikel in Gas- und Flüssigkeitsphasen. Zu den Hauptarten gehören Aktivkohle (AC) und Aktivkohlefasern (ACF).

Als Hochleistungsadsorptionsmittel beruht seine herausragende Leistung auf einzigartigen Oberflächenstruktureigenschaften und chemischen Oberflächeneigenschaften. Aktivkohle zeichnet sich durch stabile chemische Eigenschaften, hohe mechanische Festigkeit, Säure-/Laugen-/Hitzebeständigkeit, Unlöslichkeit in Wasser und organischen Lösungsmitteln sowie Recyclingfähigkeit aus. Es ist in der chemischen Industrie, im Umweltschutz, in der Lebensmittelverarbeitung, in der Metallurgie, in der pharmazeutischen Raffinierung, im militärischen Chemikalienschutz und in anderen Bereichen weit verbreitet. Derzeit wird modifizierte Aktivkohle in großem Umfang in der Abwasseraufbereitung und Luftreinhaltung eingesetzt, was vielversprechende Aussichten für die Umweltsanierung bietet.

Aktivkohle besteht zu über 80–90 % aus Kohlenstoffelementen, was für ihre hydrophobe Adsorptionseigenschaft verantwortlich ist. Neben Kohlenstoff enthält es zwei Arten von Verunreinigungen:

• Chemisch gebundene Elemente: hauptsächlich Sauerstoff und Wasserstoff. Diese Rückstände stammen von einer unvollständigen Karbonisierung oder von fremden Nicht--Kohlenstoffelementen, die während der Aktivierung chemisch an die Kohlenstoffoberfläche gebunden werden. Beispielsweise kommt es bei der Dampfaktivierung zu einer Oberflächenoxidation.
• Aschegehalt: der anorganische Anteil der Aktivkohle.

Nahezu alle kohlenstoffreichen organischen Materialien wie Kohle, Holz, Kokosnussschalen, Walnussschalen, Aprikosenschalen, Jujubeschalen usw. können als Rohstoffe für Aktivkohle dienen. Diese kohlenstoffhaltigen Rohstoffe werden durch Pyrolyse in Aktivierungsöfen bei hoher Temperatur und einem bestimmten Druck in Aktivkohle umgewandelt. Bei der Aktivierung bilden sich nach und nach große spezifische Oberflächen und komplexe Porennetzwerke, in denen Adsorptionsreaktionen stattfinden. Die Porengröße verleiht Aktivkohle eine selektive Adsorptionsleistung, da große Moleküle nicht in Poren eindringen können, die kleiner als ihre eigene Molekülgröße sind. Als typisches NussschalenproduktKokosnussschalen-Aktivkohle zur Wasseraufbereitungwird durch Dampfaktivierung von Kokosnussschalen hergestellt und bildet -gut entwickelte Mikroporen, die sich ideal für die Entfernung organischer Spuren eignen.

Aktivkohle ist ein hydrophobes Adsorptionsmittel, das durch Hochtemperaturkarbonisierung und Aktivierung von kohlenstoffbasierten Rohstoffen hergestellt wird. Zahlreiche Mikroporen verleihen ihm eine extrem große spezifische Oberfläche und ermöglichen eine wirksame Entfernung von Farbe, Geruch, den meisten organischen Schadstoffen und bestimmten anorganischen Substanzen (einschließlich giftiger Schwermetalle) im Sekundärabwasser.

 

Funktionsprinzipien von Aktivkohle

 

1. Filtrationsprinzip

Aktivkohlefilter fangen suspendierte Schadstoffe im Wasser auf, wobei eingeschlossene suspendierte Feststoffe die Hohlräume zwischen den Kohlenstoffpartikeln füllen. Die Porengröße und Porosität der Filterschichten nimmt mit zunehmender Kohlenstoffpartikelgröße zu. Gröbere Aktivkohle bietet mehr Platz für die Speicherung suspendierter Feststoffe und verbessert so die Filtrationskapazität, die Schmutzaufnahmekapazität und das gesamte Schadstoffauffangvolumen. Die gesamte Betriebslogik vonGranulat-Aktivkohle-Wasserfiltrationberuht auf diesem dualen Mechanismus aus physikalischem Abfangen und Oberflächenadsorption.

Durch größere Poren können Schwebstoffe tiefer in tiefere Kohlenstoffschichten eindringen. Bei ausreichender Filterdicke können mehr Schadstoffe zurückgehalten werden, wodurch die Abfangleistung der mittleren und unteren Schichten voll zur Geltung kommt und die Gesamtkapazität des Systems zur Schadstoffaufnahme erhöht wird.

Theoretisch ergibt sich die Abfangkapazität für suspendierte Feststoffe aus der Gesamtoberfläche der Aktivkohle. Bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit dominiert die Siebung bei der Filtration; Bei hoher Strömungsgeschwindigkeit übernimmt die Oberflächenadsorption von Kohlenstoffpartikeln die Führung. Eine größere Gesamtoberfläche der Kohlenstoffpartikel sorgt für eine stärkere Haftung an suspendierten Feststoffen im Wasser.

 

2. Adsorptionsprinzip

Basierend auf intermolekularen Kräften zwischen Aktivkohle und Schadstoffmolekülen lässt sich die Adsorption in zwei Kategorien einteilen: physikalische Adsorption und chemische Adsorption (auch aktive Adsorption genannt).

• Physikalische Adsorption: angetrieben durch Van-der-Waals-Kraft oder elektrostatische Anziehung. Die Adsorptionsstärke hängt hauptsächlich von den physikalischen Eigenschaften des Kohlenstoffs ab und wird kaum von seiner chemischen Zusammensetzung beeinflusst. Die Van-der-Waals-Kraft ist schwach und bewirkt bei Schadstoffen kaum strukturelle Veränderungen, analog zur Kondensation. Schadstoffe behalten nach der physikalischen Adsorption ihre ursprünglichen chemischen Eigenschaften.
• Chemische Adsorption: angetrieben durch chemische Bindungen, vergleichbar mit chemischen Reaktionen mit schwerwiegenden strukturellen Veränderungen an Schadstoffmolekülen. Dabei handelt es sich eher um die gemeinsame Nutzung oder Übertragung von Elektronen als um eine schwache Polarisation, und es handelt sich um einen irreversiblen Prozess. Der grundlegende Unterschied zwischen physikalischer und chemischer Adsorption liegt in der Kraft, die Adsorptionsbindungen bildet.

Adsorption ist ein exothermer Prozess, bei dem sich Schadstoffmoleküle mit reduzierter freier Energie an feste Oberflächen anlagern und dabei Adsorptionswärme freisetzen. Divergente Kräfte führen zu Unterschieden in der Adsorptionswärme, der Adsorptionsrate, der Aktivierungsenergie, der Temperaturselektivität, der Adsorptionsschichtmenge und dem Adsorptionsspektrum zwischen physikalischer und chemischer Adsorption.

Die Aktivkohle-Adsorptionstechnologie wird seit Jahrzehnten zur Raffinierung und Entfärbung in der Pharma-, Chemie- und Lebensmittelindustrie eingesetzt und seit den 1970er Jahren für die industrielle Abwasserbehandlung eingesetzt. Die praktische Produktion bestätigt seine außergewöhnliche Adsorptionsleistung für Spuren organischer Schadstoffe im Wasser und liefert bemerkenswerte Behandlungseffekte für Druck und Färberei, Färberei, Lebensmittelverarbeitung und organische chemische Abwässer. Es entfernt auf einzigartige Weise organische Stoffe wie BSB und CSB, einschließlich synthetischer Farbstoffe, Tenside, Phenole, Benzole, Organochlor, Pestizide und petrochemische Produkte. Daher ist die Aktivkohleadsorption zu einem der wichtigsten sekundären und tertiären Behandlungsverfahren für Industrieabwässer geworden.

Adsorption ist ein langsames Grenzflächenphänomen, das mit der Variation der Oberflächenspannung und der Oberflächenenergie zusammenhängt. Zwei treibende Kräfte lösen die Adsorption aus: die Abstoßung des Wasserlösungsmittels gegenüber hydrophoben Substanzen und die Affinitätsanziehung zwischen festem Adsorptionsmittel und gelöstem Stoff. Die Adsorption von Abwasser ist im Allgemeinen die kombinierte Wirkung beider Kräfte.

Die Adsorptionskapazität wird direkt durch die spezifische Oberfläche und Porenstruktur der Aktivkohle bestimmt. Der Kohlenstofftyp wird durch Wasserqualitätstests entsprechend den Abwassereigenschaften ausgewählt. Kohlenstoff mit reichlich Übergangsporen wird für Druck- und Färbeabwässer bevorzugt. Weitere Einflussfaktoren sind:

• Aschegehalt: geringerer Aschegehalt bedeutet bessere Adsorptionsleistung;
• Übereinstimmungsgrad zwischen Adsorbatmolekülgröße und Kohlenstoffporendurchmesser: Eine engere Größenübereinstimmung erleichtert die Adsorption.
• Adsorbatkonzentration: Die Adsorptionskapazität steigt innerhalb eines bestimmten Konzentrationsbereichs;
• Wassertemperatur und pH-Wert: Mit steigender Wassertemperatur nimmt die Adsorptionskapazität ab.

 

 

Eigenschaften von Aktivkohle

 

1. Adsorptionseigenschaft

Die Aktivkohleadsorption entfernt lösliche organische Stoffe, synthetische Reinigungsmittel, Mikroorganismen, Viren und teilweise Schwermetalle, indem sie Verunreinigungen auf porösen Kohlenstoffoberflächen einfängt und gleichzeitig eine Entfärbung, Desodorierung und Luftreinigung bewirkt.

Aktivkohle besteht aus winzigen Kohlenstoffkörnchen mit großer Oberfläche und Mikrokapillarporen im Inneren. Kapillaren besitzen eine starke Adsorptionskapazität. Der vollständige Kontakt zwischen der Kohlenstoffoberfläche und gasförmigen/flüssigen Verunreinigungen führt zur Adsorption und Reinigung.

Die BET-Methode ist der einzige zuverlässige Standard für die Prüfung spezifischer Oberflächen, während viele inländische Instrumente nur direkte Vergleichsmethoden unterstützen. Multi-point BET dient als einheitlicher globaler Teststandard, dokumentiert im chinesischen Nationalstandard GB/T 19587-2004: Bestimmung der spezifischen Oberfläche von Feststoffen durch Gasadsorption unter Verwendung des BET-Prinzips.

Die Messung der spezifischen Oberfläche ist zeit-aufwändig; Die Prüfung bestimmter Proben kann einen ganzen Tag dauern. Nicht-automatisierte Geräte erfordern eine Vollzeit--Beaufsichtigung durch den Bediener, wobei geringfügige Fehlbedienungen zu Testfehlern und verschwendeten Arbeitsstunden führen können. Der F-Sorb 2400-Analysator für die spezifische Oberfläche unterstützt die BET-Messung vollständig (kompatibel mit der direkten Vergleichsmethode). Es ist das einzige vollautomatische, intelligente Gerät zur Prüfung spezifischer Oberflächen in China, das sich durch hohe internationale Konsistenz, stabile Testergebnisse, minimierte menschliche Fehler und überlegene Datengenauigkeit auszeichnet.

 

2. Chemische Eigenschaften

Aktivkohle beruht sowohl auf physikalischer als auch auf chemischer Adsorption, die gemeinsam durch die Porenstruktur und die chemische Zusammensetzung bestimmt wird.

Neben Kohlenstoff enthält Aktivkohle geringe Mengen an chemisch gebundenen funktionellen Sauerstoff- und Wasserstoffgruppen, darunter Carbonyl-, Carboxyl-, Phenol-, Lacton-, Chinon- und Ethergruppen. Oberflächenoxide und -komplexe entstehen durch Rohstoffderivate oder Reaktionen mit Luft/Dampf während und nach der Aktivierung; Gelegentlich können sich auch Oberflächensulfide und -chloride bilden. Mineralien aus Rohstoffen konzentrieren sich bei der Aktivierung zu Asche, hauptsächlich Salze von Alkali- und Erdalkalimetallen wie Carbonate und Phosphate.

 

3. Mechanisches Eigentum

• Partikelgröße: Gemessen über Standardsiebsiebung zur Berechnung der zurückgehaltenen Masse und Passieren jedes Siebes zur Analyse der Partikelgrößenverteilung.
• Scheinbare Schüttdichte: Masse der Aktivkohle pro Volumeneinheit, einschließlich des inneren Porenvolumens und des Hohlraumvolumens zwischen den Partikeln.
• Partikeldichte: Masse an Aktivkohle pro Volumeneinheit, einschließlich des inneren Porenvolumens, aber ohne das Hohlraumvolumen zwischen den Partikeln.
• Härte: Bruchfestigkeit.
• Abriebfestigkeit: Verschleißschutz.

Die mechanischen Eigenschaften wirken sich direkt auf die Anwendungseffekte aus: Die Dichte bestimmt das Tankvolumen; Die Feinheit des Pulvers beeinflusst die Filtration. Die Größenverteilung des körnigen Kohlenstoffs bestimmt den Flüssigkeitswiderstand und den Druckabfall. Der Fragmentierungswiderstand beeinflusst die Lebensdauer und die Effizienz der Abfallkohlenstoffregeneration.

 

Klassifizierung von Aktivkohle

 

1. Nach Rohstoff

• Aktivkohle auf Holzbasis-
• Tierische Knochen-/Blut-Aktivkohle
• Aktivkohle auf Mineralbasis-
• Anderer Rohstoff Aktivkohle
• Regenerierte Aktivkohle

 

2. Nach Herstellungsprozess

• Chemisch aktivierter Kohlenstoff (chemischer Kohlenstoff)
• Physikalisch aktivierter Kohlenstoff (physikalischer Kohlenstoff)
• Kombinierte chemisch-physikalische/physikalische-chemische Aktivkohle

 

3. Nach körperlicher Verfassung

Pulverförmige Aktivkohle, körnige Aktivkohle, unregelmäßig körnige Aktivkohle, zylindrische Aktivkohle, kugelförmige Aktivkohle und andere speziell-geformte Aktivkohle.

 

4. Nach Porengröße

• Makroporen: Porendurchmesser größer oder gleich 1000 Å
• Übergangsporen: Porendurchmesser 20 ~ 1000 Å
• Mikroporen: Porendurchmesser kleiner oder gleich 20 Å Mikroporen machen den größten Teil der spezifischen Oberfläche der Aktivkohle aus.

 

5. Nach Rohstoffkategorie

• Aktivkohle auf Holzbasis-: hergestellt aus Holzspänen, Holzkohle usw.
• Nussschalen-Aktivkohle: hergestellt aus Kokosnussschalen, Walnussschalen, Aprikosenschalen usw.
• Kohle-Aktivkohle: hergestellt aus Braunkohle, Torf, Steinkohle, Anthrazit usw.
• Aktivkohle auf Erdölbasis: z. B. kugelförmige Aktivkohle auf Pechbasis, die aus Pech hergestellt wird
• Regenerierte Aktivkohle: reaktivierte Abfallkohle

 

Diese Art von Aktivkohle wird durch kombinierte physikalische und chemische Aktivierungsprozesse aus hochwertiger Holzkohle und Holzspänen raffiniert. Schwarzes Pulver, ungiftig und geruchlos, mit gut entwickelten Poren und ohne wasserlösliche Substanzen, die die Wasserqualität beeinträchtigen. Es zeichnet sich durch eine starke Adsorptionskapazität, hervorragende Entfärbung und schnelle Filtrationsgeschwindigkeit aus. Es adsorbiert effektiv große und kleine molekulare Schadstoffe in flüssiger Phase und wird häufig in häuslichen Abwässern, chemischen Abwässern, medizinischen Abwässern, kommunalen Abwässern und anderen Gewässern eingesetzt, mit hervorragender Leistung bei der Entfärbung, Desodorierung und COD-Reduzierung.

 

 

Eigenschaften von hochwertiger Aktivkohle

Premium-Aktivkohle zeichnet sich durch große Adsorptionskapazität, lange Lebensdauer, hohe mechanische Festigkeit, geringen Aschegehalt, einfache Rückspülung und stabile Abwasserqualität aus. Es beseitigt seltsame Gerüche, verbessert die Chroma und erreicht hohe Entfernungsraten für giftige Wasserschadstoffe wie Chlor, Phenol, Quecksilber, Blei, Arsen, Chlorid, Reinigungsmittel, Pestizide und chemische Düngemittel.

 

Technische Kernindikatoren

• Partikelgröße (10–24 Mesh, 2,0–0,8 mm): Größer oder gleich 95 % Hinweis: Kleinere Partikel bieten eine größere spezifische Oberfläche und eine bessere Adsorption, erzeugen jedoch höhere Verluste und Staub.
• Jodzahl: Größer oder gleich 1000 mg/g Hinweis: Eine höhere Jodzahl weist auf eine stärkere Adsorptionskapazität hin.
• Spezifische Oberfläche: 1000–1200 m²/g Hinweis: 1 Gramm Aktivkohle entfaltet sich auf 1000 Quadratmeter Porenwandfläche. Die Adsorptionsleistung hängt vom Grad der Porenentwicklung ab.
• Methylenblau-Entfärbungskraft: Größer als oder gleich 10 ml/g. Hinweis: Stellt die Entfärbungsfähigkeit dar.
• Abriebfestigkeit: Größer oder gleich 95 % Hinweis: Höhere Abriebfestigkeit bedeutet überlegene Kohlenstoffqualität.
• Trocknungsverlust: Weniger als oder gleich 10 % Hinweis: Stellt den Feuchtigkeitsgehalt dar; Ein niedrigerer Wert bedeutet eine bessere Qualität.
• Glührückstände (Aschegehalt): Weniger als oder gleich 3 % Hinweis: Ein geringerer Aschegehalt weist auf eine bessere Qualität hin.
• Schüttdichte: 0,48–0,55 g/ml Hinweis: Eine geringere Schüttdichte führt im Allgemeinen zu einer stärkeren Adsorptionskapazität.

 

Vielen Dank, dass Sie bis zum Ende gelesen haben! Wahrscheinlich haben Sie ein gewisses Verständnis für die Anwendung von Aktivkohle in der Wasseraufbereitung gewonnen. Als Unternehmen mit 27 Jahren Erfahrung in der Herstellung von Aktivkohle bieten wir Ihnen eine Reihe von Aktivkohleprodukten zur Wasseraufbereitung zur Auswahl. Sie können uns jederzeit kontaktieren und wir bieten Ihnen einen 24-Stunden-Online-Service.

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