?活性炭是一種經(jīng)特殊處理的炭,將有機原料(果殼、煤、木材等)在隔絕空氣的條件下加熱,以減少非碳成分(此過程稱為炭化),然后與氣體反應(yīng),表面被侵蝕,產(chǎn)生微孔發(fā)達的結(jié)構(gòu) (此過程稱為活化)。下面小編介紹一下
活性炭加工過程中會產(chǎn)生多種污染物,主要包括以下幾類:
?

一、氣體污染物
炭化過程產(chǎn)生的廢氣
揮發(fā)性有機化合物(VOCs):在炭化階段,原料中的有機物(如木質(zhì)素、纖維素等)受熱分解會產(chǎn)生大量的 VOCs。這些化合物包括甲醇、甲醛、酚類等。例如,木材炭化時,在 200 - 400℃的溫度區(qū)間內(nèi),木材中的半纖維素開始分解,會釋放出醋酸等有機酸;在更高溫度下,木質(zhì)素分解會產(chǎn)生苯、甲苯等芳香族化合物。這些 VOCs 如果未經(jīng)處理直接排放,會對大氣環(huán)境造成污染,同時也會危害人體健康,如引起呼吸道刺激、頭暈等癥狀。
一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO?):炭化過程是在缺氧或貧氧條件下進行,但仍會有一定量的一氧化碳和二氧化碳產(chǎn)生。一氧化碳是一種有毒氣體,它會與人體血紅蛋白結(jié)合,降低血液的輸氧能力;二氧化碳雖然無毒,但大量排放會加劇溫室效應(yīng)。特別是在炭化爐的不完全燃燒情況下,一氧化碳的排放量可能會顯著增加。
活化過程產(chǎn)生的廢氣
物理活化廢氣:在物理活化過程中,當使用水蒸氣或二氧化碳作為活化劑時,會產(chǎn)生含有一氧化碳、氫氣等的混合氣體。例如,水蒸氣與炭反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣,這些氣體如果不加以回收利用,直接排放不僅浪費資源,還可能帶來安全隱患,因為一氧化碳和氫氣都是易燃易爆氣體。
化學活化廢氣:化學活化采用化學試劑(如磷酸、氫氧化鉀等),在活化過程中會產(chǎn)生含有酸性或堿性氣體的廢氣。以磷酸為例,在高溫活化過程中可能會有磷酸霧產(chǎn)生,磷酸霧具有腐蝕性,會對設(shè)備和周圍環(huán)境造成損害,同時對人體的呼吸道和皮膚等也會產(chǎn)生刺激作用。
二、固體污染物
原料廢渣
在原料預(yù)處理階段,如對煤炭進行洗選或?qū)δ举|(zhì)原料去除雜質(zhì)時,會產(chǎn)生廢渣。對于煤炭洗選,廢渣主要是煤矸石和其他礦物質(zhì)雜質(zhì),這些廢渣通常含有大量的重金屬(如汞、鎘、鉛等)和其他有害物質(zhì)。如果不進行合理處置,廢渣中的重金屬可能會滲入土壤和水體,造成土壤污染和水體污染。對于木質(zhì)原料,廢渣可能包括樹皮、木屑等,雖然這些物質(zhì)相對較為環(huán)保,但如果大量堆積也會占用土地資源,并且在自然分解過程中可能會產(chǎn)生異味。
炭化和活化殘渣
炭化和活化后會產(chǎn)生一定量的殘渣。炭化殘渣主要是原料中未完全炭化的部分和灰分。這些殘渣的成分較為復(fù)雜,包括礦物質(zhì)、未反應(yīng)的碳質(zhì)材料等?;罨瘹堅某煞謩t與活化方法有關(guān),物理活化殘渣可能包含未反應(yīng)的炭顆粒和一些雜質(zhì);化學活化殘渣除了上述物質(zhì)外,還可能含有殘留的化學活化劑。例如,使用氫氧化鉀進行化學活化后,殘渣中可能含有未洗凈的氫氧化鉀,如果隨意丟棄,會對土壤和水體的酸堿度產(chǎn)生影響,導致環(huán)境污染。
三、液體污染物
化學活化劑廢水
在化學活化過程中,需要使用大量的化學試劑,活化后對活性炭進行洗滌會產(chǎn)生含有化學活化劑的廢水。例如,使用磷酸作為活化劑時,洗滌廢水含有高濃度的磷酸,如果直接排放,會使水體富營養(yǎng)化,導致藻類過度繁殖,破壞水體生態(tài)平衡。同樣,使用氫氧化鉀等堿性活化劑時,廢水的堿性較強,會改變水體的 pH 值,對水生生物造成危害。
清洗廢水
活性炭加工過程中的清洗環(huán)節(jié)(包括原料清洗、活化后產(chǎn)品清洗等)會產(chǎn)生大量的清洗廢水。這些廢水含有雜質(zhì)、有機物和一些溶解的礦物質(zhì)。如果未經(jīng)處理排放,廢水中的有機物會消耗水中的溶解氧,使水體發(fā)黑發(fā)臭,影響水體的自凈能力;溶解的礦物質(zhì)可能會使水體的硬度增加,對下游的用水設(shè)備和水處理設(shè)施造成損害。