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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。4 k& ^8 A: Q1 k& H  y# b2 A
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' ^% s) H3 K. L    一、活性炭的性质
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    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。
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- ?- V7 R# s: y$ P8 t; c: @4 m    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。
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    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。
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    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。
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    二、吸附质（溶质或污染物）的性质0 h: t7 d+ [( \
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$ ?- Z: m9 ^* k& t* m8 Y3 }    同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。( k0 |+ F: J3 P6 [# B
   
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   （一）溶解度
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8 A8 a% u$ d# l" q; r    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。
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7 g: i: [$ E  m& H    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。
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   （二）分子构造! h1 \: r! v' A7 r$ |3 Q
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    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。
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( `1 h3 \& W& N8 m2 \$ l$ S   （三）极性/ u% N! E  Q! w- f( n& R
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    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。
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% e, ~+ i9 S+ I" N# u   （四）吸附制裁（溶质）# _3 k# l1 w0 F* a, x5 C. L" G0 O, x

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& K& J% O0 c! ]& L6 p2 v    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。
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    三、溶液pH的影响
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/ s# ^# d  K, ?    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。: O5 l4 P0 t6 ?$ w2 T
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。- ^% G) N3 H' E

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$ _+ [! B/ x; [) p$ }    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。4 h5 x3 x6 A$ w# d1 p* f  n" g! v

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    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。
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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。  G6 a0 h3 M% E
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1 j3 l1 {' ~, m3 y    四、溶液温度的影响, ~$ J; ?- P$ s. R' _4 C

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    因为液相吸附时吸附热较小，所以溶液温度的影响较小。; K% P! C9 Z* w! B. P

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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。5 V+ D$ ]5 @2 X
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( K7 _7 h4 f! o) L$ N1 \, v& H4 \    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。
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    用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。
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6 ?* U- Q3 T' v0 f; U/ D6 D8 f    五、多组分吸附质共存的影响
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    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。8 v. Y* n4 |* o0 V8 A# F2 l

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    六、吸附操作条件5 [3 K9 y/ G: Z3 i- f5 S

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+ [: w4 m' B9 j7 w    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。
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" _$ S# |4 p+ F; V6 ^9 Y/ j    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。
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