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影响活性炭吸附性能的因素

影响活性炭吸附性能的因素
在水处理中,活性炭对水中有机物的吸附量与很多因素有关,去除率在20%~80%之间,。

1 .活性炭的结构及特性
活性炭的孔径、空容分布及比表面积影响吸附容量。

因活性炭吸附有机物主要在微孔中进行,微孔所占空容和表面积的比例愈大,吸附容量愈大。

由于活性炭表面带微弱的电荷,水中极性溶质竞争活性炭表面的活性位置,导致活性炭对非极性溶质的吸附量降低,而对某些金属离子产生离子交换吸附或络合反应。

2 .被吸附有机物的性质
a.分子结构和表面张力
芳香族有机物比脂肪族有机物更易被活性炭吸附;越是能降低溶液表面张力的有机物越容易被活性炭吸附。

b.有机物的分子量
一般水中有机物的分子量增加,吸附量也增加。

但也有出现随分子量的增大,吸附速度降低的现象。

当活性炭微孔大小为有机物分子的3~6时能够有效地吸附,由于分子筛的作用而使扩散阻力增加,吸附速度就降低。

c.有机物的溶解度
活性炭在本质上是一种疏水性物质,因此被吸附有机物的疏水性愈强愈易被吸附。

因此,在水中溶解度愈小的有机物愈易被活性炭吸附。

3 .影响活性炭吸附的因素
a.水中有机物的浓度
大多数的有机物在浓度和吸附量之间存在特定的关系,而且一般是浓度增加吸附量按指数关系增加。

b.温度和共存物质
活性炭对水中有机物的吸附,温度的影响可以忽略不计。

一般天然水中存在的无机离子对活性炭吸附有机物也几乎没有影响。

但汞、铬、铁等金属离子含量较高时,则可能因为在活性炭表面起化学反应并生成沉淀、积累在炭粒内,使活性炭的孔径变小,影响活性炭的吸附效果。

c.接触时间
因为吸附是液相中的吸附质向固相表面的一个转移过程,所以吸附质与吸附剂之间需要一定的接触时间,才能使吸附剂发挥最大的吸附能力。

在水处理量一定的情况下,增加接触时间,意味着增加水处理设备或增大水处理设备,而且接触时间太长时,吸附量的增加并不明显。

因此,一般设计时接触时间约20~30分钟。

d. pH值
在多数情况下,先把水的pH值降低到2~3,然后再进行活性炭吸附往往可以提高有机物的去除率。

这是因为水中的有机酸在低pH值下电离的比例较小,为活性炭提供了容易吸附的条件。

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