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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。' J! }2 @4 I% R, w
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+ Z' A% f% w$ j6 R    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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3 h* u+ q7 [9 H0 D; n6 B    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。" h* D( K' {* N5 D) S1 i; m  _! ]: b
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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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8 v% L, ]$ Y8 p+ E, W    二、吸附质（溶质或污染物）的性质( }3 E1 D. P5 S1 S2 U1 k. E
   
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    同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。/ O, N4 M6 [6 b4 ?% U
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4 j# Z, [  ^# v4 f0 E- S   （一）溶解度3 X% g5 g1 T5 p2 [
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    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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! t; t; v" C$ z$ f    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。) M7 P; w% D+ O$ q
   
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0 Y7 v7 }& k; K5 d8 ?  n   （二）分子构造
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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。1 W7 [, n$ x" X3 t# Y
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   （三）极性- P. @+ t7 r0 G% q* E4 [

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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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- A( `5 i& G( X% J   （四）吸附制裁（溶质）0 @: o4 f( \, @) |) F
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    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。' z# m  y/ b: l: {

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    三、溶液pH的影响
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    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。
6 ~8 @. y& s2 B8 o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。* V+ o1 E: |2 W6 k

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+ I" ~$ {( I( |5 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。. H$ d) W9 n1 t+ d& f8 ~2 J

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; f3 Q5 t# k: E6 i    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。0 Q: x" s' Y: j: Z/ r9 _- L' 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。9 G  h  c1 M. ~

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9 c4 M% Z5 v& z6 k; P1 L    四、溶液温度的影响
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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。
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, ?6 R% r1 a/ C    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。6 o# L# |& D: U* ]" h* a+ J

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    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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7 h7 f/ ]6 L+ d6 s( _  K    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。
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) T5 B+ r& e% ?1 Q    六、吸附操作条件
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    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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4 u3 i: r; A  T5 \6 h$ U    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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