淺談活性炭在水處理中的作用
活性炭是應用在活性炭過濾器里面作為介質濾料,一般活性炭在水處理起到的吸附作用,作用原理較為復雜,主要與活性炭的性質、水中污染物的性質、活性炭處理的過程原理以及選擇的運轉參數與操作條件等有關。
一、活性炭的性質
由于吸附現象發生在吸附劑表面上,所以吸附劑的比表面積是影響吸附的重要因素之一,比表面積越大,吸附性能越好。
因為吸附過程可看成三個階段,內擴散對吸附速度影響較大,所以活性炭的微孔分布是影響吸附的另一重要因素。此外活性炭的表面化學性質、極性及所帶電荷,也影響吸附的效果。
用于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。活性炭的吸附容量附其他外界條件外,主要與活性炭比表面積有關,比表面積大,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,要求過渡孔(半徑20~1000A)較為發達,有利于吸附質向微細孔中擴散。活性炭的粒度越小吸附速度越快,但水頭損失要增大,一般在8~30目范圍較宜,活性炭的機械耐磨強度,直接影響活性炭的使用壽命。
二、吸附質(溶質或污染物)的性質
同一種活性炭對于不同污染物的吸附能力有很大差別。
(一)溶解度
對同一族物質的溶解度隨鏈的加長而降低,而吸附容量隨同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小,越易吸附。
如活性炭從水中吸附有機酸的次序是按甲酸--乙酸--丙酸--丁酸而增加。
(二)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(溶質)分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例,最利于吸附。在同系物中,分子大的較分子小的易吸附。不飽和鍵的有機物較飽和的易吸附。芳香族的有機物較脂肪族的有機物易于吸附。
(三)極性
活性炭基本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于極性物質。
(四)吸附制裁(溶質)
吸附質的濃度在一定范圍時,隨著濃度增高,吸附容量增大。因此活性炭過濾器吸附質(溶質)的濃度變化,活性炭對該種吸附質(溶質)的吸附容量也變化。
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