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活性炭水处理的主要影响因素

时间:2019-06-06 浏览:217次

由于活性炭水处理涉及的吸附过程和作用原理 较为复杂,因此影响因素也很多,主要与活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及 选择的运转参数与操作条件有关。

一、 活性炭的性质

由于吸附现象发生在吸附剂 表面上,所以吸附的比表面积是影响吸附的重要因素之一,比表面积越大,吸附性能越好。

因为吸附过程可以看作三个阶段,内扩散对吸附速度影响较大,所以活性炭的微孔分布是影响吸附的另 一重要因素。

此外活性炭的表面化学性质、极性及所带电荷,也影响吸附的效果。

用于水处理的活性炭应有三项要求:吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。活性炭的吸附容量除其 他外界条件外,主要与活性炭比表面积有关,比表面积大,微孔数量多,可吸附在细孔壁上的吸附质就 多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关,水处理用的活性炭,要求过度孔(半径20~100A)较为发达, 有利于吸附质向细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快,但水头损失要大,一般8~30目范围较为 合适,活性炭的机械耐磨强度直接影响活性炭的寿命。

二、 吸附质(溶质或污染物)的性质

同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。

1、 溶解度

对 同一族物质的溶解度随链的加长而降低,而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解 度越小越容易吸附。

如活性炭从水中吸附有机酸的是按甲酸-乙酸-丙酸-丁酸而增加。

2、 分子构造

吸附质分子的大小和化学结构对吸附也有较大的影响。因为吸附速度受 内扩散速度的影响,吸附质分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例,有利于吸附。不饱和键的有机物 较饱和键的有机物易于吸附。芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。

3、 极性

活性炭基本上可以看成是一种非极性的吸附剂,对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。

4、 吸附质(溶质)

吸附质的浓度在一定范围时,随着浓度的增高,吸附容量增大。 因此吸附质的浓度变化活性炭对这种吸附质的吸附容量也变化。

三、 溶液PH的影响

溶液PH值对吸附的影响要与活性炭和吸附质的影响综合考虑。溶液PH值控制了酸性或碱性化合物的 溶解度,当PH值达到某个范围时,这个化合物就要离解,影响对这些化合物的吸附,溶液的PH值还会影 响吸附质的带电情况。由于活性炭能吸附水中氢、氧离子,因此影响对其他离子的吸附。

活 性炭从水中吸附有机物的效果,一般随溶液的PH值的增加而降低,PH值高于9.0时不易吸附,PH值越低时 效果越好。在实际应用中通过实验确定更佳PH值范围。

四、 溶液温度的影响

因为液相吸附时吸附热较小,所以温度的影响较小。吸附是放热反应,吸附热即活性炭吸附单位重量的吸附 质放出的总热量。吸附热越大,温度对吸附的影响越大。另一方面,温度对吸附质的溶解度有影响,因 此对吸附也有影响。用活性炭处理水时,温度对吸附影响不显著。

五、多组分吸附质共存的 影响

应用吸附法处理水时,通常水中不是单一的污染物质,而是多组分污染物的混合物。在 吸附时,他们之间可以共吸附,互相促进或干扰。一般情况下,多组分吸附时分别的吸附容量比单组分 吸附时低。

六、 吸附操作条件

因为活性炭液相吸附时,外扩散(液膜扩散)速度 对吸附有影响,所以吸附装置的型式、接触时间(通水速度)等对吸附效果都有影响。

综上所述,影响吸附的因素很多,应综合分析,根据具体情况,选择更佳吸附条件,达到更好的吸附效果。

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