1.1.1 VOC专用再生蜂窝活性炭的工作原理

活性炭是由含炭为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔，具有巨大的比表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。影响活性炭吸附的因素有：活性炭的特性；被吸附物的特性和浓度；废水的PH值；悬浮固体含量等特性；接触系统及运行方式等。活性炭吸附是城市污水高级处理中重要的处理技术，得到广泛的应用。

活性炭能有效吸附氯代烃、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂，还能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、烷基苯磺酸及许多酯类和芳烃化合物。二级出水中也含有不被活性炭吸附的有机物，如蛋白质的中间降解物质，比原有的有机物更难被活性炭吸附，活性炭对THMS的去除能力较低，仅达到23～60%。活性炭吸附法与其他处理方法联用，出现了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工艺、活性炭-硅藻土法等，使活性炭的吸附周期明显延长，用量减少，处理效果和范围大幅度提高。

活性炭吸附技术，诞生于世界大战时期，在残酷的毒气战中官兵们佩带防毒面具保护自己。2003年非典时期，医生护士们乃至众多普通百姓都用活性炭过滤作为自己最后的防线！这些足以证明，活性炭吸附技术成为目前成熟的有害气体吸附治理技术。活性炭是

一种多孔的含碳物质，其发达的空隙结构使它具有很大的表面积，所以很容易与空气中的有毒有害气体充分接触，活性炭孔周围强大的吸附力场会立即将有毒气体分子吸入孔内。

活性炭吸附技术利用碳的吸收异味、吸附有害气体的原理，很早以前就开始使用，因此比较成熟、稳定，而且成本低廉，无毒，对硫化氢、氨气、甲醛、苯、挥发性有机物（VOC）的吸附效果很好，不会产生二次污染。

1.1.2 VOC专用再生蜂窝活性炭的分类

1) 椰壳炭——椰壳活性炭以海南、东南亚等地的优质椰子壳为原料，原料经过筛选、水蒸气碳化后精制处理，然后再经除杂、活化筛分等系列工艺制作而成。椰壳活性炭为黑色颗粒状，具有发达的孔隙结构、吸附能力高、强度大、化学性能稳定、经久耐用。广泛应用于冶金化工、石油电力、食品饮料、饮用水、纯净水、工业用水的深度净化以及贵重金属的提炼，具有脱色除臭、吸附除浊之功效，和沸石、分子筛配用效果更佳,深受用户欢迎。

2) 果壳炭——果壳活性炭主要以果壳和木屑为原料，经炭化、活化、精制加工而成。具有比表面积大、强度高、粒度均匀、孔隙节构发达、吸附性能强等特点。并能有效吸附水中的游离氯、酚、硫、油、胶质、农药残留物和其他有机污染以及有机溶剂的回收等。适用于制药、石油化工、制糖、饮料、酒类净化行业，对有机物溶剂的脱色、精制、提纯和污水处理等方面。

3) 木质炭——是以优质木材为原料，外形为粉末状，经高温炭化、活化及多种工序精制而成木质活性炭，具有比表面积大，活性高，微孔发达，脱色力强，孔隙结构较大等特点，孔隙结构大，能有较吸附液体中的颜色等较大的各种物质、杂质。主要用于食品、酒类、油类、饮料、染料、化工、自来水净化、污水处理、降COD、药用活性炭等各种用途脱色。

4) 柱状炭——①特点：采用优质木屑、椰壳等为原料，经粉碎、混合、挤压、成型、干燥、炭化、活化而制成。②创造性：采用非粘结成型活性炭专有技术。改变传统用煤焦油、淀粉等传统粘结剂成型的办法。不含粘结剂成份，完全靠炭分子之间的亲和力和原料本身的特殊性质。科学配方，制作而成，有效避免炭孔堵塞，充分发挥丰富发达炭孔的吸附功能。③先进性：由于采用优质木屑、椰壳为原料，制成的柱状活性炭比传统的煤质柱状炭灰份低、杂质少、气相吸附值、CTC占优势。产品孔径分布合理，达到较大吸附与脱附，从而大大提高产品的使用寿命（平均2～3年），是普通煤质炭的1.4倍。有柱状和球形颗粒等规格。④适用性：气相吸附、有机溶剂回收（苯系气体甲苯、二甲苯、醋酸纤维行业中的丙酮回收）、杂质和有害气体去除与废气回收 、炼油厂、加油站、油库过量汽油回收。

5) 煤质炭——煤质柱状活性炭选用优质无烟煤为原料，采用先进工艺精制加工而成，外观呈黑色圆柱状颗粒；具有合理的孔隙结构，良好的吸附性能，机械强度高，易反复再生，造价低等特点；用于有毒气体的净化，废气处理，工业和生活用水的净化处理，溶剂回收等方面。

1.1.3 活性炭的挑选

1) 碘值——碘值是活性炭的一个性能差数，果壳、竹炭、煤制的碘值都在几百，活性炭原料碘值从800、850、900、950、1000、1100mg/g等多种，吸附能力也不同！成本价格也不同！同碘值的活性炭也只有椰壳的效果较好。

2) 用手掂重量——要想提高活性炭的吸附性能，只有尽可能多地在活性炭上制造孔隙结构，孔隙越多，活性炭越酥松，相对密度也就会越轻，因此好的活性炭手感上会比较轻，在同等重量包装的情况下，性能好的活性炭会比劣质活性炭体积大许多。

3) 看气泡——将一小把活性炭投入水中，由于水的渗透作用，水会逐渐浸入活性炭的孔隙结构中，迫使孔隙中的空气排出，从而产生一连串的极为细小的气泡，在水中拉出一条细小的气泡线，同时会发出丝丝的气泡声，十分有趣。这种现象发生得越剧烈，持续时间越长，活性炭的吸附性就越好。

4) 看脱色能力——活性炭吸附能力的另一个表现就是脱色能力，活性炭具有能将有色液体变成浅色或无色的神奇能力，这其实就是因为活性炭吸附了有色液体里的色素分子的原因造成的。正因为活性炭的这种特性，被广泛应用于制糖工业领域中红糖变白糖的生产过程中。取两只透明杯子，在一只杯子里放入纯净水，然后滴入一滴红墨水（这里可以用任何一种便于观察但不改变水的性质的色素都可以，例如蓝墨水、打印机彩色墨水，但不能使用墨汁和碳素墨水），搅拌均匀后将一半有色水倒入另一个杯子中留作对比样。将活性炭放入有色水中，数量应达到水的一半或更多，这样效果会比较明显，静置10～20分钟后与对比水样进行对照，在同等条件下，脱色效果越强说明活性炭吸附性越好。

活性炭虽然在外型和用途方面可以有许多品种，但活性炭有一个共同的特性，那就是“吸附性"。活性炭产生吸附性的原因就是因为它有发达的孔隙结构，就象我们所见到的海绵一样，在同等重量的条件下，海绵比其他物体能吸收更多的水，原因也是因为它具有发达的孔隙结构。但活性炭的这种孔隙结构是肉眼无法看见的，因为他们只有1×10-12mm―10-5mm之间，比一个分子大不了多少。活性炭孔隙发达的程度是难以想象的，若取1克活性炭，将里面所有的孔壁都展开成一个平面，这个面积将达到1000平方米（既比表面积为1000g/m²）。影响活性炭吸附性的主要因素就取决于内部孔隙结构的发达程度。

只有具备大量孔径略大于有毒有害气体分子直径的活性炭，才有极强的吸附能力。而要达到这一要求，对活性炭的材料选择和加工（造孔、活化）要求就极为严格。活性炭完全符合气相吸附，颗粒大小在20～40目，比表面积极大，内部空隙发达，密度小，手感轻，气泡现象剧烈，同样重量体积更大，可有效净化室内空气。能够吸附空气中的有味、有毒及各种有害气体，特别是对空气中的甲醛、苯系物、TVOC、CO、NH₃、O₃和Cl₂等有独特的吸附净化及催化的能力，广泛用于装修污染去除、过虑器和空调等设备中。

重要提示：消费者对活性炭认识还不够，往往把没有活化过的竹炭、木炭、椰壳炭等炭化料误认为是活性炭；其次把低吸附值的炭雕、普通活性炭看成是优质活性炭。所以选购时请加以区分，不要上当受骗。

1.1.4 活性炭的应用领域和范围

化工、油品、石油化工、制药、农药、汽车部件、涂装、电气、电子元件、印刷、电镀、罐装车、橡胶、感光材料、纤维、塑胶、人造革、干洗等行业。适用有机物种类：

1) 烃类：苯、甲苯、正己烷、石脑油、环己烷、甲基环己烷、二氧杂环己烷、稀释剂、汽油等；

2) 烯类：三氯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烷、二氯甲烷、三氯苯、二氯乙烷、氟立昂等；

3) 醛酮类：甲醛、糠醛、丙酮、MEK（甲乙酮）、MIBK（甲基异丁[基甲]酮）、环己酮等；

4) 酯类：醋酸乙酯、醋酸丁酯、油酸乙酯等；

5) 醚类：甲醚、甲、THF（四氢呋喃）等；

6) 醇类：甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等；

7) 聚合用单体：氯乙烯、丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯等；

8) 酰胺类：二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺等；

1.1.5 活性炭装置特性

更换活性炭方便、快捷；

活性炭吸附效率高；

活性炭吸附饱和率高；

合理的设计结构，减少占地面积；

有效的防止和减少活性炭出现。

1.1.6 活性炭的常规技术参数

1) 温度不可以高于80度；

2) 吸附饱和度26～33%；

3) 普通活性炭的比表面积在500～1700m²/g；

4) 充填密度0.45～0.55g/cm³；

5) 水分≤10%；

6) 颗粒状活性炭的着火点大约是170℃左右；

7) 每1公斤活性炭吸附0.2公斤有机废气，不过按照0.15公斤/公斤活性炭估计比较保险点。

1.1.7 活性炭对各种有机物质之吸附容量

活性炭对各种有机物质之吸附容量实验室统计表