利用活性炭的吸附性處理混凝沉淀
1.凝劑效果比較試驗(yàn):分別采用聚合硫酸鐵(PFS)、混合氯化鋁(PAC)、明礬作混凝沉淀劑,結(jié)果表明,采用明礬作為混凝劑較為經(jīng)濟(jì)合理,其用量一般可控制在30mg/L左右。
2.沉降時(shí)間對(duì)廢水的影響:確立混凝后的靜置時(shí)間為30min。
3.吸附試驗(yàn):粉末活性炭的用量比顆粒活性炭的用量少,基本在其一半的情況下,即可達(dá)到相同的效果。同時(shí),由于粉末活性炭易進(jìn)入精礦,不會(huì)在水循環(huán)中積累,故選用其做為吸附劑。其用量一般為50~100mg/L。
4.聚丙烯酰胺PAM對(duì)混凝效果的影響:PAM的加入,進(jìn)一步提高了廢水的混凝處理效果,但由于其是有機(jī)高分子,導(dǎo)致水中COD值上升.在實(shí)踐中,將混凝處理效果的變化和COD值的增加結(jié)合考慮,一般采用PAM的投入量0.2mg/L即可。
5.浮選試驗(yàn):廢水經(jīng)混凝沉淀、活性炭吸附后,可全部回用,且對(duì)選礦指標(biāo)無任何影響。經(jīng)過明礬(30mg/L)、PAM(0.2mg/L)}昆凝沉淀,然后用粉末活性炭(50~100rag/L)工藝凈化后,出水水質(zhì)不但達(dá)到國家礦山廢水排放標(biāo)準(zhǔn),而且回用結(jié)果表明,經(jīng)該工藝處理后的廢水,不僅可以全部回用,不影響選礦指標(biāo),在選礦過程中還減少了浮選藥劑用量,給企業(yè)帶來了相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。同時(shí),由于廢水的回用,使每天的新鮮水用量減少,這對(duì)于水資源短缺的我國來說,更具有減少污染、凈化環(huán)境的社會(huì)意義。該法流程簡單,效果好,具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
醫(yī)藥針劑活性炭是一種經(jīng)過特殊處理、符合醫(yī)藥嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的活性炭,在醫(yī)藥針劑生產(chǎn)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用,以下為你詳細(xì)介紹:
定義與基本特性
醫(yī)藥針劑活性炭是以木屑、椰殼、煤等為原料,經(jīng)過高溫炭化、活化以及一系列嚴(yán)格的精制處理過程而制成的。它具有豐富的微孔結(jié)構(gòu),比表面積大,吸附能力強(qiáng),同時(shí)具備化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、副作用等特點(diǎn),能夠滿足醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)Π踩院陀行缘母咭蟆?br />
在醫(yī)藥針劑中的作用
脫色:醫(yī)藥針劑中的一些原料或中間產(chǎn)物可能帶有顏色,影響產(chǎn)品的外觀和質(zhì)量?;钚蕴康亩嗫捉Y(jié)構(gòu)可以吸附這些有色物質(zhì),從而使針劑變得澄清透明,提高產(chǎn)品的感官質(zhì)量。例如,在維生素C針劑的生產(chǎn)中,活性炭可有效去除其中的色素,針劑的色澤符合藥典標(biāo)準(zhǔn)。
去除熱原:熱原是微生物產(chǎn)生的能引起恒溫動(dòng)物體溫異常升高的致熱物質(zhì),如果針劑中含有熱原,注入人體后會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱反應(yīng),嚴(yán)重時(shí)甚至危及生命?;钚蕴烤哂袕?qiáng)大的吸附能力,能夠吸附熱原,從而針劑的安全性。在注射用抗生素、生物制品等針劑的生產(chǎn)過程中,活性炭脫熱原是關(guān)鍵步驟之一。
去除雜質(zhì):原料藥在生產(chǎn)過程中可能會(huì)混入一些金屬離子、有機(jī)雜質(zhì)等,這些雜質(zhì)可能會(huì)影響藥物的穩(wěn)定性和療效,甚至對(duì)人體產(chǎn)生危害?;钚蕴靠梢晕竭@些雜質(zhì),提高針劑的純度和質(zhì)量。比如,在某些中藥注射劑的生產(chǎn)中,活性炭可去除其中的重金屬和農(nóng)藥殘留等雜質(zhì)。
使用方法
通常是將醫(yī)藥針劑活性炭按照一定的比例加入到待處理的藥液中,在適當(dāng)?shù)臏囟认聰嚢枰欢〞r(shí)間,使活性炭充分吸附雜質(zhì)、熱原和色素等物質(zhì),然后通過過濾的方式將活性炭從藥液中分離出來。
質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)管
醫(yī)藥針劑活性炭的質(zhì)量直接關(guān)系到針劑的安全性和有效性,因此受到嚴(yán)格的監(jiān)管。它需要符合一系列的藥用標(biāo)準(zhǔn),包括對(duì)重金屬含量、微生物限度、吸附性能等方面的嚴(yán)格要求。生產(chǎn)企業(yè)具備相應(yīng)的生產(chǎn)資質(zhì)和質(zhì)量控制體系,確保產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
垃圾焚燒過程中使用活性炭主要是為了吸附二噁英等有害物質(zhì),以下從原理、作用、使用方式、面臨挑戰(zhàn)幾方面為你詳細(xì)介紹:
原理
二噁英是一類具有強(qiáng)烈毒性的有機(jī)化合物,在垃圾焚燒過程中容易產(chǎn)生?;钚蕴烤哂胸S富的微孔結(jié)構(gòu),比表面積大,這使得它能夠提供大量的活性位點(diǎn)。當(dāng)含有二噁英的煙氣通過活性炭層時(shí),二噁英分子會(huì)被吸附在活性炭的微孔表面,從而從氣相中轉(zhuǎn)移到固相活性炭上,達(dá)到去除二噁英的目的。同時(shí),活性炭也能吸附其他一些揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)和重金屬等有害物質(zhì)。
作用
去除二噁英:這是活性炭在垃圾焚燒中關(guān)鍵的作用。二噁英具有致癌、致畸、致突變等嚴(yán)重危害,通過活性炭吸附可以有效降低煙氣中二噁英的排放濃度,使其達(dá)到嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
吸附重金屬:垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中含有鉛、汞、鎘等重金屬污染物,這些重金屬對(duì)人體和環(huán)境都有很大危害?;钚蕴靠梢晕竭@些重金屬離子,減少其在環(huán)境中的擴(kuò)散。
去除揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs):VOCs是形成細(xì)顆粒物(PM2.5)和臭氧的重要前體物,活性炭能夠吸附多種VOCs,有助于改善空氣質(zhì)量。
使用方式
移動(dòng)床:活性炭以一定的流速通過移動(dòng)床反應(yīng)器,與煙氣逆流或順流接觸,進(jìn)行吸附反應(yīng)。這種方式可以使活性炭與煙氣充分接觸,提高吸附效率,但設(shè)備相對(duì)復(fù)雜,運(yùn)行成本較高。
固定床:活性炭填充在固定的反應(yīng)塔內(nèi),煙氣通過固定床時(shí)與活性炭接觸并被吸附。固定床結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,但活性炭的更換較為麻煩,且容易出現(xiàn)局部吸附飽和的情況。
布袋除塵器協(xié)同吸附:將活性炭噴入布袋除塵器前的煙氣管道中,活性炭與煙氣混合后進(jìn)入布袋除塵器,活性炭顆粒被截留在濾袋表面,繼續(xù)與煙氣中的污染物發(fā)生吸附反應(yīng),后隨濾袋一起被更換或再生。這種方式結(jié)合了活性炭吸附和布袋除塵的優(yōu)點(diǎn),具有較高的去除效率。
面臨挑戰(zhàn)
成本問題:活性炭的生產(chǎn)成本較高,且在使用過程中需要不斷補(bǔ)充,這增加了垃圾焚燒處理的運(yùn)營成本。
二次污染:使用后的活性炭含有大量的二噁英、重金屬等有害物質(zhì),如果處理不當(dāng),會(huì)造成二次污染。目前,對(duì)廢舊活性炭的處理主要采用焚燒或填埋的方式,但這些方式也存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
吸附容量有限:隨著吸附過程的進(jìn)行,活性炭會(huì)逐漸達(dá)到吸附飽和狀態(tài),吸附能力下降,需要及時(shí)更換或再生,否則會(huì)影響去除效果。
影響活性炭吸附的主要因素:
①活性炭吸附劑的性質(zhì)
其表面積越大,吸附能力就越強(qiáng); 活性炭是非性分子,易于吸附非性或性很低的吸附質(zhì);活性炭吸附劑顆粒的大小,細(xì)孔的構(gòu)造和分布情況以及表面化學(xué)性質(zhì)等對(duì)吸附也有很大的影響。
②吸附質(zhì)的性質(zhì)
取決于其溶解度、表面自由能、性、吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度、附質(zhì)的濃度等
③廢水PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。 PH值會(huì)對(duì)吸附質(zhì)在水中存在的狀態(tài)及溶解度等產(chǎn)生影響,從而影響吸附效果。
④共存物質(zhì)
共存多種吸附質(zhì)時(shí),活性炭對(duì)某種吸附質(zhì)的吸附能力比只含該種吸附質(zhì)時(shí)的吸附能力差
⑤溫度
溫度對(duì)活性炭的吸附影響較小
⑥接觸時(shí)間
應(yīng)活性炭與吸附質(zhì)有一定的接觸時(shí)間,使吸附接衡,充分利用吸附能力。 活性炭化學(xué)性 活性炭的吸附除了物理吸附,還有化學(xué)吸附?;钚蕴康奈叫约热Q于孔隙結(jié)構(gòu),又取決于化學(xué)組成。 活性炭不僅含碳,而且含少量的化學(xué)結(jié)合、功能團(tuán)開工的氧和氫,例如羰基、羧基、酚類、內(nèi)酯類、醌類、醚類。這些表面上含有的氧化物和絡(luò)合物,有些來自原料的物,有些是在活化時(shí)、活化后由空氣或水蒸氣的作用而生成。有
時(shí)還會(huì)生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含礦物質(zhì)集中到活性炭里成為灰分,灰分的主要成分是堿金屬和堿土金屬的鹽類,如碳酸鹽和磷酸鹽等。 這些灰分含量可經(jīng)水洗或酸洗的處理而降低。
核工業(yè)活性炭是一種為核工業(yè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)和制造的吸附材料,具有的吸附性能、化學(xué)穩(wěn)定性和輻射抗性,主要用于放射性物質(zhì)的吸附、去除和凈化。它在核電站、核燃料循環(huán)、核廢物處理以及核事故應(yīng)急響應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。
核工業(yè)活性炭的主要特點(diǎn):
高吸附性能:
核工業(yè)活性炭具有的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu),能夠吸附放射性氣體(如碘、氪、氙等)和液體中的放射性物質(zhì)。
對(duì)碘(尤其是碘-131)的吸附能力尤為,常用于核電站的放射性氣體凈化系統(tǒng)。
化學(xué)穩(wěn)定性:
核工業(yè)活性炭通常經(jīng)過特殊處理,具有的化學(xué)穩(wěn)定性,能夠抵抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和高溫環(huán)境,適應(yīng)核工業(yè)中的苛刻條件。
輻射抗性:
核工業(yè)活性炭能夠承受高劑量輻射,不會(huì)因輻射而分解或失效,適合在核反應(yīng)堆和核廢物處理中使用。
耐高溫性:
核工業(yè)活性炭通常具有較高的耐溫性能,能夠在高溫環(huán)境下保持吸附性能,適用于核反應(yīng)堆的冷卻系統(tǒng)或放射性氣體凈化系統(tǒng)。
定制化設(shè)計(jì):
根據(jù)不同的應(yīng)用場景,核工業(yè)活性炭可以定制化設(shè)計(jì),例如調(diào)整孔徑分布、表面化學(xué)性質(zhì)等,以滿足特定的吸附需求。
核工業(yè)活性炭的主要應(yīng)用:
核電站放射性氣體凈化:
用于吸附核電站運(yùn)行過程中產(chǎn)生的放射性氣體(如碘、氪、氙等),防止放射性物質(zhì)泄漏到環(huán)境中。
核燃料循環(huán):
在核燃料的生產(chǎn)、加工和處理過程中,用于吸附和去除放射性物質(zhì),確保工藝的安全性和清潔性。
核廢物處理:
用于核廢物的凈化和處理,吸附放射性液體或氣體中的有害物質(zhì),減少對(duì)環(huán)境的污染。
核事故應(yīng)急響應(yīng):
在核事故(如切爾諾貝利、福島核事故)中,核工業(yè)活性炭被廣泛用于吸附放射性碘和其他有害氣體,防止其擴(kuò)散到環(huán)境中。
核醫(yī)學(xué)和科研:
在核醫(yī)學(xué)和核科學(xué)研究中,核工業(yè)活性炭用于吸附和分離放射性同位素,支持科研和醫(yī)療應(yīng)用。
核工業(yè)活性炭的制備:
核工業(yè)活性炭的制備通常采用特殊的原料(如煤、木材、果殼等)和工藝,經(jīng)過高溫炭化、活化處理,并可能進(jìn)行表面改性或負(fù)載特定化學(xué)物質(zhì),以提高其吸附性能和輻射抗性。
總結(jié):
核工業(yè)活性炭是核工業(yè)中不可或缺的關(guān)鍵材料,具有高吸附性能、化學(xué)穩(wěn)定性和輻射抗性,廣泛應(yīng)用于放射性氣體凈化、核燃料循環(huán)、核廢物處理和核事故應(yīng)急響應(yīng)等領(lǐng)域,為核能的安全利用和環(huán)境保護(hù)提供了重要保障。
酸洗活性炭是一種經(jīng)過特殊處理的活性炭產(chǎn)品,主要通過用酸性溶液(如鹽酸、硝酸、硫酸等)清洗原生活性炭,以去除其中的灰分、金屬雜質(zhì)和其他可溶性物質(zhì),從而改善其性能。以下是關(guān)于酸洗活性炭的詳細(xì)介紹:
1. 酸洗活性炭的作用與優(yōu)勢
降低灰分含量:
原生活性炭(尤其是煤質(zhì)或木質(zhì)活性炭)含有較多無機(jī)礦物質(zhì)(如硅、鋁、鐵、鈣等),酸洗可有效去除這些灰分,提高純度(灰分可降至1%以下)。
提高化學(xué)純度:
適用于對(duì)雜質(zhì)敏感的應(yīng)用場景(如食品、醫(yī)藥、電子行業(yè)),避免金屬離子污染。
增強(qiáng)吸附性能:
酸洗可能微調(diào)活性炭的孔隙結(jié)構(gòu),優(yōu)化表面化學(xué)性質(zhì)(如減少表面堿性基團(tuán)),提升對(duì)特定物質(zhì)的吸附能力(如重金屬離子、有機(jī)污染物)。
改善安全性:
減少重金屬(如鉛、砷)溶出風(fēng)險(xiǎn),符合飲用水、食品級(jí)等高標(biāo)準(zhǔn)要求。
2. 酸洗工藝流程
預(yù)處理:
活性炭清洗、干燥,去除表面雜質(zhì)。
酸洗處理:
浸泡于稀酸溶液(如5%~15% HCl或HNO?)中,溫度通常控制在常溫至80℃,時(shí)間數(shù)小時(shí)至數(shù)十小時(shí),具體取決于活性炭類型和目標(biāo)純度。
中和與洗滌:
用清水或堿液中和殘留酸,多次水洗至中性(pH≈7)。
干燥與篩分:
干燥后按粒度分級(jí),包裝成品。
3. 應(yīng)用領(lǐng)域
食品與飲料:
用于糖漿脫色、酒類凈化、飲用水處理(符合NSF/ANSI標(biāo)準(zhǔn))。
醫(yī)藥與化工:
藥品提純、催化劑載體、高純化學(xué)品生產(chǎn)。
電子行業(yè):
超純水處理、半導(dǎo)體制造中的雜質(zhì)控制。
環(huán)保領(lǐng)域:
處理含重金屬廢水(如電鍍廢水)、土壤修復(fù)。
4. 與普通活性炭的區(qū)別
特性 酸洗活性炭 普通活性炭
灰分含量 極低(<1%) 較高(5%~20%)
金屬雜質(zhì) 含量極低(如Fe<10ppm) 可能含較高重金屬
純度 高(食品級(jí)、醫(yī)藥級(jí)) 一般工業(yè)級(jí)
成本 較高 較低
適用場景 高要求領(lǐng)域(如飲用水、電子) 通用吸附(如水處理、脫色)
5. 注意事項(xiàng)
酸洗殘留風(fēng)險(xiǎn):
若工藝控制不當(dāng),可能殘留酸液或有害物質(zhì),需嚴(yán)格檢測(如pH值、重金屬含量)。
選擇性使用:
酸洗可能略微降低活性炭的比表面積(視酸種類和濃度而定),需根據(jù)具體需求權(quán)衡。
環(huán)保處理:
酸洗廢液需妥善處理,避免環(huán)境污染。
6. 常見問題
Q:酸洗活性炭是否適合所有用途?
A:否。例如,普通工業(yè)脫硫或脫色可能無需酸洗,而食品或醫(yī)藥領(lǐng)域使用。
Q:如何判斷酸洗效果?
A:通過檢測灰分、重金屬含量(ICP-MS)、pH值及吸附性能(如碘值、亞甲基藍(lán)值)。
如需更具體的參數(shù)(如酸洗濃度、溫度)或針對(duì)某類應(yīng)用的推薦,可進(jìn)一步說明需求!