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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。% u) A* ]; x: A3 ~# _# }3 \
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    一、活性炭的性质
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- M' ^4 F) j! j- X1 U# y/ V  l    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。1 r. l8 o0 J  j
   
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+ J! |# g$ t( r9 y    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。) d0 S. i. ?% z1 l$ y
   
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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
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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。5 }  x2 F6 Y8 M3 i0 f0 D. l! l
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   （一）溶解度
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0 q% C9 ]; h6 y" l0 {    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。* r1 F4 o# m0 I3 H/ n9 H; G) |! A0 r
   
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    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。# y  F8 c5 h9 L4 V/ q2 n8 L1 e
   
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   （二）分子构造
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2 @7 Z5 |! q0 u, @    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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   （三）极性8 \9 t, \; F. b/ X/ h3 H* t

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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。8 Y3 Q. Z$ j+ n( {& u/ I

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0 V( j% s% v/ ?! L( I   （四）吸附制裁（溶质）- ]8 w* u( W% L
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$ c' U6 u( B2 f+ d, }8 K; W    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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' s6 j  h/ E0 S. A    三、溶液pH的影响' k1 ?) T, M. ^- Y( `. O: A
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. c! @6 A' ^' d3 O0 F* t' ]# q, V    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。
) y4 E( }) \  Y3 E- c! J0 J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。! m$ W/ P+ u' g) O/ C

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; }, e! h3 u' v  q; F8 A( U: n    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。
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! N: M: `. D" N; x$ [    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。1 Q: Y# X# }, {: S) N- h& J! c
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* m+ o/ [% O8 [    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。
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) y  w+ S6 M0 w6 ]# V    四、溶液温度的影响$ y! U( l, g* D9 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。) u9 _& Z5 ]% C) L
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4 X% a, P8 N+ k* m/ T$ v    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。8 J$ {1 A/ p( a% \
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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。5 p- K  f7 I. b% H: V4 H4 f6 {0 X

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    用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。  c1 v9 {4 W" c# b) l
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    五、多组分吸附质共存的影响; `! K1 i; s% H* B8 w( I% K7 w

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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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    六、吸附操作条件
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7 @* J0 Y7 o+ j7 b    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。. w8 j8 t% E  s/ x; J
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    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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