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技术文献

活性炭在水处理中的作用

[2013/6/19]

关键词：活性炭在水处理中的作用

关键词描述：活性炭在水处理中的作用

一般活性炭在水处理起到的吸附作用，作用原理较为复杂，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。
　　一、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。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。
　　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。
　　二、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。
　　(一)溶解度
　　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。
　　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。
　　(二)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(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。
　　(三)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。
　　(四)吸附制裁(溶质)
　　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。
　　三、溶液pH的影响
　　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。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。
　　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　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。
　　四、溶液温度的影响
　　因为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。
　　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。用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。
　　五、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，多组分吸附时分别的吸附容量比单组分吸附时低

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