标题: 活性炭水处理的主要影响因素 [打印本页] 作者: jakee168 时间: 2006-6-7 17:50 标题: 活性炭水处理的主要影响因素 由于活性炭水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂，因此影响因素也较多。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等有关。 3 s6 L o! I/ p' T; } 4 s H% S4 f, a* b2 S. G/ B" L + ~1 P" [" d- b3 H+ m 一、活性炭的性质 - }$ U# [* ]. w# k/ }. J 2 }0 b- G9 X ^" D9 S- u, G p6 n% f1 k" e% A* c! s
由于吸附现象发生在吸附剂表面上，所以吸附剂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。, U$ h+ \) i1 U
4 C P9 z- } O" P6 {8 o
2 l2 D& ]2 a8 X6 S$ Z- T- q; T 因为吸附过程可看成三个阶段，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。$ Y2 ], @$ d: N5 L1 m
) s1 a+ z* O* I. z2 F: X( w # w3 W& b" y! d8 W 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。 " K; D+ u3 o$ Q1 C/ U : |- Z; K4 W/ w8 T. v. ? 0 q9 E# X3 }& L8 X' j 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。活性炭的吸附容量附其他外界条件外，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，要求过渡孔（半径20~1000A）较为发达，有利于吸附质向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水头损失要增大，一般在8~30目范围较宜，活性炭的机械耐磨强度，直接影响活性炭的使用寿命。 " g6 \( A* Z9 L+ T3 ^, X 4 I" f) H8 i, W- s& t* E& A* R
1 F' _, y+ i5 `3 w6 D, g. j+ P 二、吸附质（溶质或污染物）的性质 , M8 ]; y. {2 d- w0 W- A9 g 2 d; I) k- w( C- M1 H% |5 j) Q( D/ h* O$ z' T8 d0 L) Y+ m
同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。 1 Z! ~9 s+ h8 j' B $ z0 i) ?, y% _ Q' ? - P! n( E5 }$ Z; V1 ^* M （一）溶解度 : ]( W, ?4 f% E+ u1 ~3 Y0 }- x. } 5 X$ ^: C' \6 m1 k* ~
* a, i; K( Q6 C 对同一族物质的溶解度随链的加长而降低，而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附。5 e w5 v+ w5 r2 e
( i. C5 T1 [4 J4 r* E- M- o! e4 H( L1 H' K, U7 r' y: r
如活性炭从水中吸附有机酸的次序是按甲酸--乙酸--丙酸--丁酸而增加。 * A" I, Z3 V6 I8 d- O 5 B5 L) ^( f$ ]( _ 6 n8 m) F |5 f$ ^6 h$ k7 [ （二）分子构造9 }4 [* }5 H# I* ]: T' b5 P; E9 e
) m/ T. v6 G5 H3 @9 q) X5 _+ f! y; a8 Q4 \% d: h! F
吸附质分子的大小和化学结构对吸附也有较大的影响。因为吸附速度受内扩散速度的影响，吸附质（溶质）分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例，最利于吸附。在同系物中，分子大的较分子小的易吸附。不饱和键的有机物较饱和的易吸附。芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。 * ? R8 H5 m; s$ Z. V% s& B3 W N : b9 o& g( \9 ~) P- o) |
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（三）极性 2 Q: O- P* h# ~, |' B( g9 J% L$ j ( R8 D, {/ ]6 A, @$ g ) I0 h4 C2 p4 h9 q 活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂，对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。, x5 r( D: h& `" x8 v
* I/ q( t& W, B+ v2 ^$ [) V) }- K- `7 p/ M4 p( T* k1 h' B1 h$ x
（四）吸附制裁（溶质）$ S5 s$ ?% L P4 F* ]. t5 P. u
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. N T) w8 y) ]2 C& x: p, c 吸附质的浓度在一定范围时，随着浓度增高，吸附容量增大。因此吸附质（溶质）的浓度变化，活性炭对该种吸附质（溶质）的吸附容量也变化。7 ]! y ~) f) R, L
( R/ O: h5 c m4 L
- H2 a: V/ t8 ^6 n0 C6 X 三、溶液pH的影响 ' X; {8 d2 K4 v8 O' `, z" X/ I; W6 M ; L( v- L, Y0 _ 9 g: `# x% o" v! m1 u 溶液pH值对吸附的影响，要与活性炭和吸附质（溶质）的影响综合考虑。+ x) [9 l/ w% E( k
溶液pH值控制了酸性或碱性化合物的离解度，当pH值达到某个范围时，这些化合物就要离解，影响对这些化合物的吸附。 2 l7 P* i9 p& x6 d3 v7 Y D, j9 a6 {
' n# h1 Z; ?0 L( F( V6 s 溶液的pH值还会影响吸附质（溶质）的溶解度，以及影响胶体物质吸附质（溶质）的带电情况。! q6 M) z" a2 W; }
7 R* y6 d) U, k4 L& q2 e# `7 ?3 O) E
" \) \" R0 _3 F( d& q2 u S
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。7 o# s- w/ m/ Q4 W2 O& f9 `8 Q: R
0 j. G6 Y# s, X: ?; R, s
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活性炭从水中吸附有机污染物质的效果，一般随溶液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，通过试验确定最佳pH值范围。 ' M: T6 x. v6 O% W c - Z2 U5 Y `; M: ]3 q 1 j- T/ d7 b: G& M" b* a0 d9 v 四、溶液温度的影响" A# K3 g# J# _8 p
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7 I. h9 D7 ~& Z1 f- [ ^6 ^ 因为液相吸附时吸附热较小，所以溶液温度的影响较小。5 v$ j" a& u6 q: Y1 `2 c* P6 X0 I
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吸附是放热反应。吸附热，即活性炭吸附单位重量的吸附质（溶质）放出的总热量，以KJ/mol为单位。吸附热越大，温度对吸附的影响越大。 x5 e- G" P* N" h2 q$ M
+ i: w$ W6 x) G$ b$ u+ l8 | o, _* J' ~+ F0 S6 ^0 J 另一方面，温度对物质的溶解度有影响，因此对吸附也有影响。 0 R' A: G. y. m* p" ~3 p 9 i1 I# t( k4 o. j/ s' Q0 v. Q5 \ 9 \3 u$ U7 Z% _9 n 用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。 , F0 ?; e/ _: L- ^ ! a! B+ {, u' |, T( e* o, u; [! L4 ^1 K2 @
五、多组分吸附质共存的影响- C$ V& p: F( A$ Z7 }
) k% l/ X9 Z. @" g. d6 Z' t7 D/ K! l8 X/ u+ b0 R% A& q) n
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，它们之间可以共吸附，互相促进或互相干扰。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。. S9 [& `) {9 C9 S
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六、吸附操作条件 ' S# C" \8 b6 Q& Y v, i% f2 i; s; d1 L, m! | ! M6 U4 T) T; g. a. M! D 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。5 y0 L' l& x i3 x8 |7 k% e F
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综上所述，影响吸附的因素很多，应综合分析，根据具体情况，选择最佳吸附条件，达到最好的吸附效果。 " i# a# S( k8 K' w3 [& W& U8 k