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涉水活性炭吸附過程及性能

2018-12-10 AG8亚游環保


 一、活性炭的性質
由於吸附現象發生在吸附劑表麵上,所以吸附的比表麵積是影響吸附的重要因素之一,比表麵積越大,吸附性能越好。
用於水處理的活性炭應有三項要求:吸附容量大、吸附速度快、機械強度好。
活性炭的吸附容量除其他外界條件外,主要與活性炭比表麵積有關,比表麵積大,微孔數量多,可吸附在細孔壁上的吸附質就多。吸附速度主要與粒度及細孔分布有關,水處理用的活性炭,要求過度孔(半徑20~100A)較為發達,有利於吸附質向細孔中擴散。活性炭的粒度越小吸附速度越快,但水頭損失要大,一般8~30目範圍較為合適,活性炭的機械耐磨強度直接影響活性炭的壽命。
二、吸附質(溶質或汙染物)的性質
同一種活性炭對於不同汙染物的吸附能力有很大差別。
1、溶解度:
對同一族物質的溶解度隨鏈的加長而降低,而吸附容量隨同係物的係列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小越容易吸附。如活性炭從水中吸附有機酸的是按甲酸-乙酸-丙酸-丁酸而增加。
2、分子構造:
吸附質分子的大小和化學結構對吸附也有較大的影響。因為吸附速度受內擴散速度的影響,吸附質分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例,最利於吸附。不飽和鍵的有機物較飽和鍵的有機物易於吸附。芳香族的有機物較脂肪族的有機物易於吸附。
3、極性:
活性炭基本上可以看成是一種非極性的吸附劑,對水中非極性物質的吸附能力大於極性物質。
4、吸附質(溶質):
吸附質的濃度在一定範圍時,隨著濃度的增高,吸附容量增大。因此吸附質的濃度變化活性炭對這種吸附質的吸附容量也變化。
三、溶液PH的影響:
溶液PH值對吸附的影響要與活性炭和吸附質的影響綜合考慮。溶液PH值控製了酸性或堿性化合物的溶解度,當PH值達到某個範圍時,這個化合物就要離解,影響對這些化合物的吸附,溶液的PH值還會影響吸附質的帶電情況。由於活性炭能吸附水中氫、氧離子,因此影響對其他離子的吸附。
活性炭從水中吸附有機物的效果,一般隨溶液的PH值的增加而降低,PH值高於9。0時不易吸附,PH值越低時效果越好。在實際應用中通過實驗確定最佳PH值範圍。
四、溶液溫度的影響:
因為液相吸附時吸附熱較小,所以溫度的影響較小。吸附是放熱反應,吸附熱即活性炭吸附單位重量的吸附質放出的總熱量。吸附熱越大,溫度對吸附的影響越大。另一方麵,溫度對吸附質的溶解度有影響,因此對吸附也有影響。用活性炭處理水時,溫度對吸附影響不顯著。
五、多組分吸附質共存的影響:
應用吸附法處理水時,通常水中不是單一的汙染物質,而是多組分汙染物的混合物。在吸附時,他們之間可以共吸附,互相促進或幹擾。一般情況下,多組分吸附時分別的吸附容量比單組分吸附時低。
六、吸附操作條件:
因為活性炭液相吸附時,外擴散(液膜擴散)速度對吸附有影響,所以吸附裝置的型式、接觸時間(通水速度)等對吸附效果都有影響。

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