活性炭在污水處理中的影響因素主要有哪些
作者來源:gysxlc 發(fā)布時(shí)間： 2014/7/20 9:18:02 標(biāo)簽：
導(dǎo)讀：活性炭水處理的主要影響因素由于活性炭水處理所涉及的吸附過程和作用原理較為復(fù)雜，因此影響因素也較多。主要與活性炭的性質(zhì)、水中污染物的性質(zhì)、活性炭處理的過程原理以及選擇的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)與操作條件等有關(guān)。一、活性…
活性炭水處理的主要影響因素
由于活性炭水處理所涉及的吸附過程和作用原理較為復(fù)雜，因此影響因素也較多。主要與活性炭的性質(zhì)、水中污染物的性質(zhì)、活性炭處理的過程原理以及選擇的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)與操作條件等有關(guān)。
一、活性炭的性質(zhì)
由于吸附現(xiàn)象發(fā)生在吸附劑表面上，所以吸附劑的比表面積是影響吸附的重要因素之一，比表面積越大，吸附性能越好。
因?yàn)槲竭^程可看成三個(gè)階段，內(nèi)擴(kuò)散對吸附速度影響較大，所以活性炭的微孔分布是影響吸附的另一重要因素。吸附性質(zhì)是活性炭的首要性質(zhì)。活性炭具有像石墨晶粒卻無規(guī)則地排列的微晶。在活化過程中微晶間產(chǎn)生了形狀不同、大小不一的孔隙，假定活性炭的孔隙是圓筒孔形狀，活性炭按一定方法計(jì)算孔隙的半徑大小可分為二類：(1) 按IUPAC分：微孔 <1.0nm；中孔 1-25nm；大孔 >25nm。(2) 按習(xí)慣分：微孔 <150nm；中孔 150-20 000nm；大孔 >20 000nm。
由于這些孔隙，特別是微孔提供了巨大的表面積。活性炭表面積理應(yīng)包括內(nèi)表面積和外表面積，事實(shí)上吸附性質(zhì)主要來自巨大的內(nèi)表面積，因此不能誤認(rèn)為：把活性炭研碎磨細(xì)會(huì)明顯提高表面積從而提高吸附力。此外活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)、極性及所帶電荷，也影響吸附的效果。
用于水處理的活性炭應(yīng)有三項(xiàng)要求：吸附容量大、吸附速度快、機(jī)械強(qiáng)度好。活性炭的吸附容量附其他外界條件外，主要與活性炭比表面積有關(guān)，比表面積大，微孔數(shù)量多，可吸附在細(xì)孔壁上的吸附質(zhì)就多。吸附速度主要與粒度及細(xì)孔分布有關(guān)，水處理用的活性炭，要求過渡孔（半徑20-1000A）較為發(fā)達(dá)，有利于吸附質(zhì)向微細(xì)孔中擴(kuò)散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水頭損失要增大，一般在8-30目范圍較宜，活性炭的機(jī)械耐磨強(qiáng)度，直接影響活性炭的使用壽命。
二、吸附質(zhì)（溶質(zhì)或污染物）的性質(zhì)
同一種活性炭對于不同污染物的吸附能力有很大差別。
（一）溶解度：對同一族物質(zhì)的溶解度隨鏈的加長而降低，而吸附容量隨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。如活性炭從水中吸附有機(jī)酸的次序是按甲酸--乙酸--丙酸--丁酸而增加。
（二）分子構(gòu)造：吸附質(zhì)分子的大小和化學(xué)結(jié)構(gòu)對吸附也有較大的影響。因?yàn)槲剿俣仁軆?nèi)擴(kuò)散速度的影響，吸附質(zhì)（溶質(zhì)）分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例，最利于吸附。在同系物中，分子大的較分子小的易吸附。不飽和鍵的有機(jī)物較飽和的易吸附。芳香族的有機(jī)物較脂肪族的有機(jī)物易于吸附。
（三）極性：活性炭基本可以看成是一種非極性的吸附劑，對水中非極性物質(zhì)的吸附能力大于極性物質(zhì)。
（四）吸附制裁（溶質(zhì)）：吸附質(zhì)的濃度在一定范圍時(shí)，隨著濃度增高，吸附容量增大。因此吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的濃度變化，活性炭對該種吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的吸附容量也變化。
三、溶液pH的影響
溶液pH值對吸附的影響，要與活性炭和吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的影響綜合考慮。溶液pH值控制了酸性或堿性化合物的離解度，當(dāng)pH值達(dá)到某個(gè)范圍時(shí)，這些化合物就要離解，影響對這些化合物的吸附。溶液的pH值還會(huì)影響吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的溶解度，以及影響膠體物質(zhì)吸附質(zhì)（溶質(zhì)）的帶電情況。由于活性炭能吸附水中氫、氧離子，因此影響對其他離子的吸附。活性炭從水中吸附有機(jī)污染物質(zhì)的效果，一般隨溶液pH值的增加而降低，pH值高于9.0時(shí)，不易吸附，pH值越低時(shí)效果越好。在實(shí)際應(yīng)用中，通過試驗(yàn)確定最佳pH值范圍。
四、溶液溫度的影響
因?yàn)橐合辔綍r(shí)吸附熱較小，所以溶液溫度的影響較小。吸附是放熱反應(yīng)。吸附熱，即活性炭吸附單位重量的吸附質(zhì)（溶質(zhì)）放出的總熱量，以KJ/mol為單位。吸附熱越大，溫度對吸附的影響越大。另一方面，溫度對物質(zhì)的溶解度有影響，因此對吸附也有影響。用活性炭處理水時(shí)，溫度對吸附的影響不顯著。
五、多組分吸附質(zhì)共存的影響
應(yīng)用吸附法處理水時(shí)，通常水中不是單一的污染物質(zhì)，而是多組分污染物的混合物。在吸附時(shí)，它們之間可以共吸附，互相促進(jìn)或互相干擾。一般情況下，多組分吸附時(shí)分別的吸附容量比單組分吸附時(shí)低。
六、吸附操作條件
因?yàn)榛钚蕴恳合辔綍r(shí)，外擴(kuò)散（液膜擴(kuò)散）速度對吸附有影響，所以吸附裝置的型式、接觸時(shí)間（通水速度）等對吸附效果都有影響。
綜上所述，影響吸附的因素很多，應(yīng)綜合分析，根據(jù)具體情況，選擇最佳吸附條件，達(dá)到最好的吸附效果。
