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哪些因素影响着活性炭的吸附效果

2020-04-30 08:12:31

由于活性炭水处理涉及的吸附过程和作用原理复杂,影响因素较多。主要涉及活性炭的性能、水中污染物的性能、活性炭处理的工艺原理、选择的操作参数和操作条件。

一、活性炭的性质

吸附现象发生在吸附剂表面,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。


椰壳活性炭

由于吸附过程可以分为三个阶段,内部扩散对吸附速度的影响较大,因此活性炭微孔的分布是影响吸附的另一个重要因素。

此外,活性炭的表面化学性质、极性和电荷也会影响吸附效果。

活性炭用于水处理应具备三个要求:吸附能力强、吸附速度快、机械强度好。除其他外部条件外,活性炭的吸附能力主要与活性炭的比表面积有关,比表面积大,微孔数量大,能吸附在细孔壁上的吸附量多。吸附速率主要与颗粒大小和细孔分布有关。用于水处理的活性炭需要较发达的过渡孔(半径20-1000a),有利于吸附剂向细孔扩散。活性炭的粒径越小,吸附速度越快,但水头损失增大,一般在8~30目范围内效果越好,活性炭的机械耐磨性,直接影响活性炭的使用寿命。

二、吸附剂性质(溶质或污染物)

同一活性炭对不同污染物的吸附能力有很大差异。

(1)溶解性

同组物质的溶解度随链的延长而减小,吸附容量随同系物的系列或分子量的增加而增大。溶解度越小,吸附越容易。例如,活性炭对水中有机酸的吸附顺序为甲酸-乙酸-丙酸-丁酸,并呈上升趋势。

(2)分子结构

吸附物分子的大小和化学结构对吸附也有很大的影响。由于吸附速度受内部扩散速度的影响,吸附剂(溶质)分子的大小与活性炭孔的大小成正比,有利于吸附。在同系物中,大分子比小分子更容易吸附。不饱和键的有机物比饱和键的有机物更容易被吸附。芳香族有机化合物比脂肪族有机化合物更容易吸收。

(3)极性

活性炭可视为一种非极性吸附剂,对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。

(4)吸附制裁(溶质)

当吸附剂浓度在一定范围内时,吸附能力随浓度的增加而增大。因此,吸附剂(溶质)的浓度发生变化,活性炭对吸附剂(溶质)的吸附能力也发生变化。

 

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