直接活化法与重聚法生成活性炭的比较

 

    饮用水处理专家长期以来，一直认为由烟煤生成的粒状活性炭在饮用水处理中具有最好的性能，然而1999年，当有文章指出由褐煤生成的粒状活性炭比烟煤生成的性能更好时，专家们普遍表示惊讶，并且抱有怀疑态度。“这项发现与长期以来的经验产生了直接冲突”，一位专业人士称。

    这项研究的结果发表在1999年的水质量杂志上，来自美国加利福尼亚州弗雷斯诺的水资源研究机构，选择褐煤基的活性炭和烟煤基的活性炭进行比较研究，结果发现，褐煤基的活性炭在饱和前能比烟煤基的活性炭多处理35%的水，而且，测试还发现褐煤基的活性炭比烟煤基的活性炭的寿命长30%。

    “这次研究有明显的误导”，Calgon公司的市场营销部经理安迪.麦克鲁尔说，“测试数据100%正确，然而报告并没有说明对比研究的烟煤基活性炭是由海外生产的，并由直接活化过程生成的。这与大多数水处理使用的烟煤基活性炭的重聚的生成方法不同。”

直接活化法与重聚法

    弗雷斯诺市的水质量监督官员鲍勃.里特尔说，曾经使用过这两种活性炭的人认为他们是有区别的。主要的区别来源于制造的流程方法。

    重聚法生产过程如下：

1.高等级的原料被研磨成粉状；

2.添加粘合剂

3.产品重聚成煤球；

4.粉碎这些煤球；

5.筛选分级煤球；

6.烘焙这些炭；

7.最后，热活化活性炭。

    海外活性炭的生产通常使用成本节约型的生产流程。直接活化法使用较便宜的原料直接进行破碎、筛分、烘焙与活化。为了节约成本，研磨、粘和、重聚的步骤被取消了。尽管直接活化法生产的活性炭成本较低，但是他对活性炭产品的长期使用造成了不利影响。

    一般来说，内部的孔结构直接关系到活性炭产品得性能。活性炭颗粒的内部孔结构就像公路基础设施一样，有超级高速公路（大孔），有高速公路（中孔），常规公路以及泥路（微孔）。大孔能使有机污染物快速通过。而紧密的微孔结构却能吸附大部分的有机污染物。取消了研磨、粘和以及重聚的生产流程后，海外的活性炭产品中出现少量的超级高速路与高速公路，影响了吸附性能，缩短了吸附床的寿命。

    “活化过程显然控制了活性炭产品的性能”，麦克鲁尔说，“甚至对相同来源的原材料，直接活化的活性炭的性能也比不上重聚生成的活性炭产品。”

    高性能活性炭产品与海外产品对不同的应用的性能区别是不同的。海外产品成本较低，然而，在吸附了少量的有机污染物之后，他们需要经常更换。他们的吸附容量较低，特别是他们不耐磨，冲洗过程的损失较多，损失率约为6%，而高性能活性炭的损失率仅为0.2%。

    另外，海外产品灰分较高，导致产生更多的过滤物质以及较低的吸附容量。灰分率约为14%，而高性能活性炭灰分率约为5%-7%。加上冲洗过程的损失与灰分的损失，海外的活性炭产品比高性能活性炭产品多包含了13%的无用产品。

    无论选择哪种活性炭，买家应该明白，没有经过ISO质量认证的生产厂家的活性炭产品是不能保证产品的成分或者原材料的质量的。

原材料

    烟煤、无烟煤、泥煤、木以及果壳这些原料会影响活性炭固有的孔结构，性质与性能。不过，原材料的质量与一致性也同等重要。

    “水处理专家需要不只是简单的指定使用煤基的活性炭”，Calgon公司的客户经理丹尼斯.彼特说，“他们还需要知道这些活性炭原料的来源地”。

    活性炭供应商应该公布其产品原料的来源地，以及其产品的生产流程，以便买家能进行科学的比较。

    另外一家曾经使用过两种来源活性炭的加利福利亚的水处理厂的经验表明，想了解海外产品的生产细节是十分困难的。一些海外供应商称他们的产品只有一到两种的来源，但是你想，有这么多的海外生产厂，买家不可能知道这些原料的质量的细节，除非经过检验。

    “在弗雷斯诺，我们发现海外活性炭产品在一个水处理点装载一次可以使用15个月，再装载一次却可以使用22个月，但是处理的水质与污染物都无任何变化。”里特尔说，“在城市的货运码头，我们可以检验停靠在4号码头的一到两条货船的产品，而停靠在2号码头货船的产品没有被检验，按照推测，这些海外的活性炭产品是一样的，但是性能上却可能有很大区别。”

    另一家加利福利亚水处理厂的负责人称，“我们曾经使用过来自中国的产品，一包产品符合规格，而另五包就不符合，要知道在中国有数百家的工厂生产活性炭，你可能会从一家厂进一批货，从另一家厂进另一批货，质量与一致性无法保证。我不是说海外产品不好，我只是说还没发现海外产品能和高性能产品一样始终如一的符合规格。”

    重聚生产厂充分利用科技手段，例如用数字显示仪来保持压力与其他参数的稳定。海外产品则更多使用人工的方法。精密调控的生产流程能保证产品符合质量标准，而大规模生产只考虑怎么压碎这些活性炭。

清晰的比较

    在弗雷斯诺市的请求下，Calgon公司用重聚法生成的烟煤基活性炭与褐煤基活性炭重新进行了一次测试。

    麦克鲁尔说，“我们用1999年弗雷斯诺市水处理的样品进行研究，这一次，结果完全不同。重聚法的烟煤基活性炭性能超过了褐煤基的活性炭。而且目前这些活性炭仍在工作。”

    尽管原来的研究是为了表明褐煤基活性炭的优势，但这也证明了直接活化法生成的海外产品与重聚法生成的高性能产品的区别。

    当然，也有公司两种产品都用。林肯大道水公司的鲍勃说：“我们两种都用，高性能活性炭的使用寿命比海外产品强，实际上，我们发现重聚法产品比直接活化法产品的使用寿命长两倍，尽管我们怀疑海外产品的性能，但是我想我们还得用这些产品”。

    而在弗雷斯诺市，在测试褐煤基活性炭的一年后，他们又重新使用烟煤基的活性炭。现在，他们更关心高性能的，重聚法生产的活性炭产品。

（林产化工网 译）