活性炭的粒度分布與吸附效果的關系

    活性炭的粒度有好幾種不同參數的表達方式，在本文中我們采取用于描述活性炭的、美國標準分樣篩序列（U.S. Standard Sieve Series mesh numbers）規定的篩目規格如12×40、8×30來表示GAC的粒度分布。采取標準篩篩分法（將GAC試樣通過一系列篩子規格連續降低的分析篩）進行粒度檢測，分別稱重留在每只分析篩上的炭樣重量，在半對數座標圖上將給定分析篩的炭樣累計通過率對標準篩目做圖；用兩個分別指定的產品最大和最小顆粒尺寸的對應篩目來表示產品粒度范圍，如12×40目的GAC表示該批次的活性炭產品應該能全部通過12目分析篩、但應全部被保留在40目分析篩之上。從上述半對數圖中讀取有10%的炭樣可通過的對應篩目，作為活性炭的有效粒徑尺寸；同樣地，讀取有60%炭樣可通過的對應篩目尺寸，除以活性炭的有效粒徑尺寸，作為活性炭的均勻系數；而50%通過率的對應篩目尺寸與平均粒徑相當（雖然平均粒徑確認方法另有規定）。

    均勻系數是一個無因次參數，它表示的是GAC的尺寸均勻程度；當該參數值為1時，表示所有顆粒的尺寸都相同；該數值越大表示顆粒尺寸的變化范圍更大。

    最早是將12×40目的GAC做為標準的水處理炭產品，原因是它與砂礫的有效尺寸最為接近，后來因為考慮到關于最大程度地保留過濾性能且同時最大可能地減小阻力等使用方面的要求，才開始采用粒度為8×30目的顆粒活性炭產品。在生活用水處理領域，確實需要兼顧考慮高過濾速率及產品的通用性能。這種產品粒度方面的變遷甚至促進了更大粒度尺寸活性炭產品的開發工作，一些更大尺寸的GAC水處理炭產品如8×16和8×20目活性炭已在生活水處理中得以應用了，采用直接過濾工藝的水處理工廠是將這些產品用在深床及高濾速、且控制阻力在可接受范圍的工序環節中。

    粒度較小的水處理用活性炭產品具有更高的吸附速率，但與此同時，每單位床層深度的阻力也會更高一些；而且由于其組成的床層空隙率較低，易于被水中存在的膠質體物質“弄臟”。與之相反，8×30目的GAC吸附速率較低，但單位床層深度的阻力也較低，且在再生過程中的損失率非常小；它可以在犧牲很小一部分吸附效率的前提下實現使再生過程損失最小化、炭吸附器操作最簡單化的目標。

    水過濾器中的GAC在首次反沖洗操作時會發生顆粒的“分級分離”現象，反沖洗操作之后最小的顆粒將位于過濾器的頂部區域，而最大的顆粒則會沉積在濾器的底部區域。從流體力學觀點分析，位于濾器頂部區域的GAC的具體尺寸與壓力降及過濾效率直接相關；顆粒的尺寸越小，則壓力降越高、過濾效率也越高。

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