活性炭吸附法
文章來源:本站 發(fā)布時間:2017/9/29 點擊數(shù): 1390 次
活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。PH值會對吸附質(zhì)在水中存在的狀態(tài)及溶解度等產(chǎn)生影響,從而影響吸附效果。類似材料類似材料有竹炭、木炭、納米活礦石等,都可用來吸附甲醛、TVOC、苯等有害氣體。
活性炭的吸附作用
吸附是指液體或氣體附著集中于固體表面的作用,一般的活性炭都能發(fā)生這種作用。吸附與吸收不同,吸收是指讓液體或氣體進入固體的內(nèi)部的原子結(jié)構(gòu)中,但活性碳并不具備這樣的能力,它的吸附作用只是一個表面現(xiàn)象,所以只發(fā)生于它的表面。
吸附作用的形成,主要來自倫敦分散力,這也是另一種凡得瓦力的表現(xiàn)形式。此種力普遍存在于不具有永久性偶極矩的分子之間,它是一種自然的吸引力。只要分子足夠靠近,都會很自然產(chǎn)生這種作用力。凡是能利用此種力把物質(zhì)吸住的作用,我們稱為物理吸附。此種作用力與溫度無關(guān),因此不受溫度之影響。
倫敦分散力必須在炭表面與被吸附分子之間達到作用的距離之后才會發(fā)生,該力的大小涉及被吸附分子中所有相關(guān)原子與活性炭表面碳原子密切接觸的程度。如果接觸的程度越高,則該力越大,同時活性炭對該分子的吸附能力也越強。
影響因素
編輯
①活性炭吸附劑的性質(zhì)
活性炭的比表面積越大,吸附能力就越強; 活性炭是非極性分子,易于吸附非極性或極性很低的吸附質(zhì);活性炭吸附劑顆粒的大小,細孔的構(gòu)造和分布情況以及表面化學性質(zhì)等對吸附也有很大的影響。
②吸附質(zhì)的性質(zhì)
取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度、附質(zhì)的濃度等
③廢水PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。
PH值會對吸附質(zhì)在水中存在的狀態(tài)及溶解度等產(chǎn)生影響,從而影響吸附效果。
④共存物質(zhì)
共存多種吸附質(zhì)時,活性炭對某種吸附質(zhì)的吸附能力比只含該種吸附質(zhì)時的吸附能力差
⑤溫度
溫度對活性炭的吸附影響較小
⑥接觸時間
應保證活性炭與吸附質(zhì)有一定的接觸時間,使吸附接近平衡,充分利用吸附能力。
活性炭化學性
活性炭的吸附除了物理吸附,還有化學吸附;钚蕴康奈叫约热Q于孔隙結(jié)構(gòu),又取決于化學組成。
評價指標
編輯
如何客觀地評價活性炭的優(yōu)劣?根據(jù)活性炭處理對象和應用于不同的工藝情況,確定是選用煤質(zhì)活性炭還是木質(zhì)活性炭,是選用顆;钚蕴窟是粉末活性炭,并收集活性炭基本資料,如碘值、亞甲藍、強度、孔隙率、漂浮率、灰分、粒度、水分、堆重等。除了《凈水用煤質(zhì)顆;钚蕴俊稧B/T7701.4-1997國家標準的部分指標值,此外還應收集企業(yè)的經(jīng)營狀況,如年產(chǎn)量、年產(chǎn)值、企業(yè)規(guī)模、經(jīng)營管理水平、生產(chǎn)工藝、工程業(yè)績等,在價格適中的同時考慮貨源充足,來源方便,進行初步評價。
確定活性炭吸附性能及物化性能指標值
在活性炭評價體系中應納入以下活性炭評價指標:碘值(碘值越大,炭粒越多,強度越低。很多研究結(jié)果表明,碘值與出水水質(zhì)并沒有必然的聯(lián)系)、亞甲藍吸附值、丹寧酸吸附值、腐殖酸吸附值、強度、有效粒徑、均勻系數(shù)、灰分、水分、漂浮物、比表面積、孔容積、pH值、堆重,以確定活性炭吸附性能和理化性能的優(yōu)劣。
1.活性炭吸附容量
活性炭吸附容量主要是以Freundrich方程作為評價依據(jù):在Freundrich吸附等公式中,k值是表征活性炭吸附容量的一個參數(shù),k值越大,吸附容量越大。1/n是吸附容量指數(shù),反映隨著濃度的增加,活性炭吸附容量增加的速度,1/n越高則在高濃度時吸附容量越大,而在低濃度時吸附容量顯著降低,如果1/n越小則從低濃度到高濃度都比較容易吸附。活性炭用于給水處理,有機物濃度偏低,因此1/n不宜過大,且當1/n>2的活性炭,物質(zhì)則難于被吸附。
2.活性炭動態(tài)吸附容量
活性炭動態(tài)過濾試驗是選擇飲用水用活性炭的重要依據(jù)之一;钚蕴縿討B(tài)過濾試驗充分結(jié)合了當?shù)卦|(zhì)特征,進行活性炭對有機物去除效果比較,是較為科學的一種方式。我們可以根據(jù)活性炭過濾吸附試驗計算出單位質(zhì)量活性炭的動態(tài)吸附容量、活性炭處理水量倍數(shù)、活性炭穿透時間、水頭損失、反沖頻率等。
3.綜合評價指標
根據(jù)活性炭動態(tài)過濾試驗結(jié)果與不同活性炭性能指標的相關(guān)性,對活性炭不同性能指標與對應的相關(guān)系數(shù)進行加權(quán)計算,并建立綜合評價指標體系,建立自來水用煤質(zhì)顆;钚蕴考夹g(shù)通用規(guī)范,現(xiàn)行自來水公司也進行了大量的研究工作。
4.經(jīng)濟評價分析
在活性炭評價體系中,還應納入投資經(jīng)濟成本、運行費用、活性炭再生得率、活性炭企業(yè)的技術(shù)實力、經(jīng)營狀況、管理水平等參數(shù)。