凈水處理劑-納米活性炭纖維實際用途

活性炭纖維的氧化還原特性是由其表面的一系列電極電位不同的表面活性官能團引起的，活性炭纖維既可作為還原劑，也可作為氧化劑。活性炭纖維的氧化還原特性在其從水溶液中吸附金屬離子時表現最為明顯，活性炭纖維能氧化還原吸附銀、鈀、鉑等貴重金屬離子，可用于稀有貴金屬的吸附回收。

近年來，由于市場的需要，一些新的活性炭產品不斷得到開發，如活性炭纖維、活性炭布、高吸附性能和高比表面積活性炭等。

活性炭纖維直徑細，與被吸附質的接觸面積大増加了吸附幾率，孔徑分布窄，材料的孔徑大小可以通過調整工藝參數進行控制，而且漏損小、濾阻小、體積密度小易制作，輕而小型化設備。基于以上優點活性炭纖維已廣泛應用于空氣凈化、工業有機廢水的處理、催化劑或催化劑載體。

ACF對氯仿吸附能力比粉末狀活性炭的吸附能力要高得多，尤其是在高平衡濃度的時候，每克ACF的吸附量是粉末狀活性炭的2~3倍。隨著溫度的升高，ACF的吸附能力増強，在高溫下有利于吸附不利于脫附，因此可以在降溫過程中脫附氯仿。

地下水中的三氯乙烯（TCE)不僅使飲用水變味，而且在人體某一器官內積累后將誘發致癌，因此TCE的污染是一個非常嚴重的問題。用粒狀活性炭吸附水中的TCE時，吸附床的空速一般是3~7h,ACF上的吸附量為粒狀活性炭的4倍，而且在實際處理中，比粒狀活性炭大一個數量級。

由于ACF的優異性能，其在凈水器中的應用也越來越廣泛。

用ACF作為吸附材料制造水凈化裝置，不僅凈化效率高，而且處理量大、裝置緊湊、所占空間小、效益高。斷續通水條件下處理量更大，且相對壽命長。ACF對水質凈化有恃殊功能，例如：對渾濁水質有明顯的澄清作用，可以除去水中的異味；對水中含高鐵、高猛等無機物凈化效果明顯；對氰、氯、酚等有機化合物去除率達90%以上；對細菌有極好的過濾效果，如大腸桿菌去除串達98%以上。經漂白粉處理過的飲用水，若次氯酸鈉含量過高時也會對人體有害，若用ACF處理則可以使其分解為氯化鈉。

國外一些公司已開發了多種家用小型凈水器。如日本的氧氣公司和三菱人造絲公司開發的小型凈水器有很多功能如過濾除臭、滅菌消毒和硬水變軟水等，可以把井水、河湖水直接變為飲用水。

用瀝青基ACF進行處理，對染料分子如亞甲基藍、結晶紫、臭酚藍、酸性藍9、酸性綠74、酸性橙10有很好的去除效果，但由于不同染料的分子大小、酸堿性不同，在用ACF對染料廢水進行處理時應考慮到這兩種因素，須采用適當的pH值和具有適當孔洞的ACF。

ACF用于處理含酚工業廢水，處理后的廢水含酚可降至0.5mg/L以下。用于處理丙烯酸的生產廢水采用傳統的方法處理，根本無法達到排放標準。而用活性炭纖維處理后，可使COD達到排放標準，對水中有機物的去除率達到98%以上。

ACF在處理農藥廢水中，廢水COD可由2462mg/L降至150mg/L以下，凈化率達94%,達到排放標準。

采用ACF三級吸附處理藥廠廢水，效果好，凈化效率達86%以上。

ACF對煉油廢水進行吸脫附，濁度的凈化效率為100%,揮發酚為100%,COD為88.2%,油98.4%。高濃度、成分復雜的頁巖油干餾廢水一般含有75種以上的有機物和大量無機鹽，COD達20000~50000mg/L,用ACF吸附處理時出水CODcr低于1000mg/L,凈化效率為98%以上。ACF失效后經200~500°C過熱蒸氣處理，可循環使用。

活性炭吸附是回收低濃度溶劑常用的方法，ACF的優異性能將使此法更趨完善和合理。

應用ACF回收溶劑與傳統的粒狀活性炭相比，具有以下特點：

①可回收易分解、易聚合、高沸點的有機溶劑。

因為使用ACF回收溶劑，所需脫附溫度低、脫附時間短，對溶劑的熱影響小。此外，ACF的金屬雜質含量低，催化分解作用弱，不易引發聚合、結晶或吸附性能急劇惡化等現象。

②回收溶劑質量好，回收率高。

③裝置小型化。因為ACF的吸附容量大、吸脫附速率高、吸附劑的充填量只及一般活性炭的1/20。

④操作可靠安全。吸附層厚度只及粒狀活性炭的1/5~1/10,故蓄熱少、壓降小，而且解吸溫度低、脫附完全、殘留在吸附床層中的有機溶劑少，催化、熱解和聚合的幾率低，又不易粉化等，都使回收溶劑的操作更趨安全。

⑤省時、節能。ACF對水中的大腸桿菌及氯等都有很好的凈化作用，因此可用于飲用水的凈化。目前，用ACF處理大型的上水凈水池到小型的家用凈水器都有很大發展，不僅凈化效率高，而且處理能力大，使用時間長。

負載金屬及金屬化合物改性是使金屬離子在ACF的表面首先吸附，再利用ACF的還原性，將金屬離子還原成單質或低價態的離子，通過金屬或金屬離子對被吸附物較強的結合力，從而増加ACF對被吸附物的吸附性能。

載銀ACF具有吸附和滅菌雙重功能。用載銀ACF對大腸桿菌進行吸附，大腸桿菌分布于載銀ACF的溝槽處，所吸附的細菌數量隨銀含量和比表面積的増大而增大；細菌吸附量還與載銀ACF表面銀顆粒的大小有關。

Daiken化學公司發明了可改進催化效率的高功能材料，即在ACF上載有超細金屬微粒并含光催化物質二氧化鈦等，能有效分解有害物質，在環保方面發揮作用。

我國江河湖海甚至地下水等水源污染日趨嚴重。污染物主要來自于工業廢水、生活污水和農藥化肥，包括有機物、氮磷化合物和重金屬離子等。一般方法難以除去水中低濃度的有機物、氮磷化合物和重金屬高于用活性碳纖維處理則有很好的效果，可獲得高品質的飲用水。與現在純凈水生產中常用的膜分離工藝相比，活性碳纖維下需高壓，濾阻小，能耗和水耗低。因此，可將活性碳纖維制成專用產品，分別用于大型自來水廠、家庭飲用水和旅行凈水器。

一種新型飲水機，它連接預濾器和超濾器的管路上裝有填充活性炭或炭纖維的吸味器，電控板設有定時沖洗控制電路，注水控制電路及交直流電源，預、超濾器的排污電磁閥等。

ACF被認為是21世紀最優秀的環境材料之一，由于能順應環境保護等的要求得以發展，受到各國開發研究人員的密切關注，現已成為當代世界開發的熱點項目之一。ACF在水處理，空氣凈化，化學物質的吸附應用方面其開發潛力極大。隨著環境保護和各項法規的進一步建立、完善和綠色化學時代的到來，ACF必將呈現光明的發展前景。