燒結炭棒為什么比壓縮炭棒好的多?
燒結炭棒為什么比壓縮炭棒好的多?燒結炭棒超強的除余氯能力從何而來?
只要是做凈水器行業(yè)的同事們都知道燒結炭棒去除余氯和改善口感的效果特別好,而壓縮炭棒則基本沒有什么去除余氯效果,更別提改善口感了。
10寸標準的壓縮炭棒的市場行情批發(fā)價大概在2-3元左右每只,而燒結炭棒的單價至少在10元以上,甚至接近20元。那么它們到底有什么區(qū)別?
燒結炭棒主要是用超高分子量高聚乙烯與細篩椰殼活性炭充分混合,裝填到模具中,在烘烤設備中保溫一定時長而固化成型的的。優(yōu)級的細篩活性炭炭粉的規(guī)格通常是80-200目占85%以上,碘值1000mg/g以上,水分5%以內。進口活性炭和優(yōu)質的國產活性炭能達到這樣的指標,而一般的國產細篩粉炭水分一般只能承諾10%,甚至15%以內。水分過高會浪費烘烤設備的能源,以及影響炭棒的強度。超高分子量聚乙烯的細度也在50目以細,國產和進口的塑膠粉在細度上有較大區(qū)別。
壓縮炭棒多采用蘭炭的篩下料,輔以低分子量的聚乙烯。后者的熔融指數極低,流動性很好。蘭炭和焦炭類似,但是比焦炭的等級略差,基本上測不出碘吸附值,因此不能算成是活性炭。所以壓縮炭棒并不具備活性炭濾芯的功能。所以壓縮炭棒根本不存在與燒結炭棒比較的前提。
那么燒結炭棒與顆?;钚蕴繛V芯的過濾性能比較如何呢?結論是后者被秒殺。先給一個大致的結論:同等重量的燒結炭棒是顆?;钚蕴繛V芯的過濾壽命的10倍左右。為什么?
我們以10寸UDF(顆粒活性炭)為例,如果填裝1000碘值以上的椰殼活性炭,大概只能裝280g左右,折合0.6升體積。而凈水器濾芯中水的流速大致在2-4升/分鐘。那么接觸時間為0.6升除以3升/分鐘=0.2分鐘,約12秒。我們參考一下工程水處理的接觸時間的要求,大約為15-30分鐘。也就是說這樣的小濾芯容許活性炭工作的時間區(qū)間是很短的,實際上在這么短的時間內,水中的污染物還未傳送至活性炭的內表面,可能就已經從濾芯流出了,所以普通的顆粒炭濾芯去除效率是很低的。
根據醉漢回家模型可以知道,隨機前行達到目的地的時間大約為直線前行的2倍。那么溶質達到活性炭顆粒中心的時間也正比于活性炭的顆粒大小。通常UDF采用的是10-20目左右的活性炭,即0.85mm-2.0mm, 而燒結炭棒的原料細篩粉炭的目數是80-200目,即0.075-0.18mm,很顯然,前者是后者尺寸的約10倍左右。
我們又根據美國ASTM測試活性炭碘值的標準可以知道,100目以細的活性炭在30秒以內已經能夠吸附絕大部分碘溶液中的碘分子,而對顆粒炭而言,10目左右的活性炭要想做到這一點,時間會變成300秒以內。活性炭吸附的速度瓶頸是膜擴散(傳質過程的一個步驟),并非界面吸附。
所以,常規(guī)的10寸UDF,在凈水器正常工作狀態(tài)下,并不能達到其理想的工作狀態(tài),不能發(fā)揮活性炭的全部吸附能力。相反,燒結炭棒由于采用顆粒極小的炭粉,能滿足活性炭充分吸附的條件,因此其過濾效果得到最大的發(fā)揮。根據我們實驗室的測試,在全程加標2ppm余氯,流速3.5升每分鐘條件下,采用我們活性炭炭粉的燒結活性炭10寸濾芯在過濾20噸水的時候,仍然能達到85%的余氯去除率。
而10寸UDF濾芯在同樣條件下測試,在不到1.5噸水的時候,余氯去除率就已經下降到85%以內。
本文作者:董帝豪
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