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影响活性炭吸附的主要原因

时间:2016-02-26 15:35

  由于活性炭用于水处理中所涉及的吸附过程和作用原量较为复杂,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有关。

  1.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。因为吸附过程可以看成三个附段,内扩散对吸附速度的影响较大,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。

  2.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

  A.溶解度 同一族有机污染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相对分子质量的增大而增加。溶解度越小,越容易吸附。

  B.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,最利于吸附。在同系物中,分子大的比分子小的容易吸附

  C.极性 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。

  D.吸附质的浓度 吸附质的浓度在一定范围内时,随着浓度增高,吸附容量增大。因此吸附质的浓度发生变化,活性炭对该吸附质的吸附容量也随之改变。

  3.溶液pH值的影响

  溶液的pH值控制了酸性和碱性化合 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;溶液的pH值还会影响吸附质的溶解度,以及影响胶体物质吸附质的带电 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污染物的效果,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值越低吸附效果越好。在实际应用中,需要通过实验确定最佳pH值范围。

  4.溶液温度的影响

  由于液相吸附时吸附热较小,所以溶液温度的影响较小。吸附是放热反应,吸附热即系统吸附单位质量的吸附质所放出的总热量,以kj/mol为单位。吸附热越大,温度对吸附的影响越大。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。

  5.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,它们之间可以共吸附,互相促进或互相干扰。一般情况下,多组分吸附时各自的吸附容量比单组分吸附时低。

  6.吸附操作条件的影响

  活性炭对液相吸附时,外扩散速度对吸附有影响,所以吸附装置的型式、接触时间等对吸附效效果都有影响。

  综上所述,影响吸附的因素很多,使用时应综合分析,根据具体情况选择最佳吸附条件,达到最好的吸附效果。

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