qe KCe1/n
对等式两边取对数可将等式
qe
M
线性化为:
lgqe lgKn1lgCe
lgqe
Ce
1/n lgK
No. 8
lgCe
8
19.2.2 活性炭吸附 1 活性炭简介 2 活性炭的吸附性质 3 影响活性炭吸附的因素 4 活性炭的吸附特性
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No. 9
1 活性炭简介 活性炭分类 活性炭的制备 活性炭细孔构造和分布
▪ 活性炭的细孔构造和分布
大孔的作用 扩散通道，吸附质通过此通道扩散到过渡孔和小
孔中去。 过渡孔的作用
提供通道，促使吸附质通过它扩散到小孔中起作用，活性 炭对大分子吸附质的吸附主要靠过渡孔来完成的。
小孔的作用
吸附量主要受小孔支配。
No. 15
15
吸附过程一般分为3个阶段： 1.液膜扩散（颗粒外部扩散）阶段 2.颗粒内部扩散阶段 3.吸附反应阶段：吸附质被吸附在细孔内表面上。
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No. 13
▪ 活性炭的细孔构造和分布
以碳作骨架结构的黑 色固体物质。活性炭 的发达孔隙，表面积 极大，
活性炭的表面积达 500—1700m2/g碳。 具有良好的吸附特性。
细孔:表面积占整个
表面积的95％以上。
过渡孔：其表面积
占5％以下。
大孔：பைடு நூலகம்面积只有
0.5~2m2/g
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No. 14
非极性吸附剂易吸附非极性的吸附质。 （4）吸附质分子的大小和不饱和度。 活性炭：易吸附分子直径较大的饱和化合物 合成沸石：易吸附分子直径小的不饱和化合物 （5）吸附质的浓度较低时，提高C可增加吸附量。 以后C↑，q增加很小，直至为一定值。
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3.废水的PH值 活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中吸附效果 较好。
活件炭是用含炭为主的物质(如木材、煤)作原料，经高温 炭化和活化而制成的疏水性吸附剂，外观呈黑色。 ❖ 炭化：隔绝空气条件下对原材料加热，热解成炭渣，温度
在600℃以下 。 活化：氧化剂的作用下，对炭化后的材料加热，以形成
多孔结构产品 。 温度在800～900℃时，用蒸汽或二氧化碳为氧化剂 温度在600℃以下时， 用空气做氧化剂
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吸附的影响因素
1.吸附剂的性质 吸附剂的种类、颗粒大小、比表面积，颗粒的细 孔构造与分布、吸附剂是否是极性分子等。
2.吸附质的性质 （1）溶解度：越低越容易吸附，具有较大的影响。 （2）使液体表面自由能W降低得越多的吸附质则
越容易被吸附。
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（3）极性
极性吸附剂易吸附极性的吸附质。
（物以类聚）
化学吸附具有选择性。
吸附只能形成单分子吸附层。
化学吸附是不可逆的。
No. 5
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3 吸附分类 在水处理中，大部分的吸附往往是几种吸附综合
作用的结果。 由于吸附质、吸附剂及其它因素的影响，可能某
种吸附是主要的。例如有的吸附在低温时主要是 物理吸附，在高温时主要是化学吸附。
No. 6
6
4 等温吸附的经验方程
偶极矩作用和范德华力)。
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No. 4
3 吸附分类
1、物理吸附——吸附剂和吸附质之间通过分子间力产生的 吸附。
▪ 其吸附热较小，在低温下就能进行。
▪ 可形成单分子吸附层或多分子吸附层。
▪ 一种吸附剂可吸附多种吸附质。
2、化学吸附——吸附剂和吸附质之间发生的化学作用，是 由于化学键力引起的。
在较高温度下进行，吸附热较大。
19.2 活性炭吸附
19.2.1 吸附概述 19.2.2 活性炭吸附 19.2.3 活性炭吸附的应用 19.2.4 活性炭吸附操作方式 19.2.5 活性炭的再生
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19.2.1 吸附概述
1 吸附概念 2 吸附机理 3 吸附分类 4 等温吸附的经验方程
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No. 2
1 吸附概念
吸附——在相界面上，物质的浓度自动发生累积 或浓集的现象。
在水处理中是固体物质表面对水中物质的吸附作 用。
吸附法——利用多孔性的固体物质，使水中的一 种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。 吸附剂 ——具有吸附能力的多孔性固体物质。 吸附质——水中被吸附的物质。 脱 附——吸附在吸附剂机剂表面的吸附质从吸
附剂表面脱落。
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No. 3
2 吸附机理 吸附过程是一个自发过程。 原因：分子间和分子内键与健之间存在作用力 （吸附力）。 吸附作用：化学作用和物理化学作用（包括氢键、
4.共存物质：对于物理吸附，共存多种物质时的吸附 比单一物质时的吸附要差。
5.温度：对于物理吸附，T高则不利，吸附量减少。 6.接触时间：应保证吸附达到平衡时的时间，而该时
间的大小取决于吸附速度V，V大则所需时间短。
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2 活性炭的吸附性质
活性炭吸附性质的参数：碘值、糖蜜值 ➢ 碘值：在一定条件下活性炭吸附碘的量，表 示活性炭对小分子物质的吸附性能； ➢ 糖蜜值则表示活性炭对大分子物质的吸附性 能。 ➢ 评价活性炭的吸附性能：如四氯化碳吸附值、 亚甲基蓝指数、苯酚吸附值
❖ 吸附容量——达到吸附平衡时，每克活性炭所吸附的溶质 量。即：
qe
xV(Ci Ce) mm
mg碳 V
初始浓度Ci
V 平衡浓度Ce
吸附等温线：单位吸附剂的吸附容量qe和平衡溶液浓度Ce 之间的关系曲线。
No. 7
7
4 等温吸附的经验方程
• Freundlich吸附等温式是一个经验公式，表达形式为：
建造颗粒炭床困难的情况及短期应急措施 11 No. 11
1 活性炭简介
活性炭分类：
粒状炭（GAC）
▪ 优点： ▪ 吸附量大，可定期再生， ▪ 出水水质效果好。 ▪ 缺点： ▪ 基建投资大。 ▪ 适用场所： ▪ 长期、有建设场地处，出水
水质要求较高时。
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No. 12
1 活性炭简介
活性炭的制备
吸附反应速度非常快，V主要取决于第I、II阶 段速度，而颗粒外部扩散速度（液膜扩散） U=f(c、d、搅动)
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溶液浓度C↑，则U↑ 颗粒直径d↓，则U↑ 加强搅动，则U↑ 而颗粒内部扩散速度V=f（细孔大小与构造，吸 附质的d） 吸附剂颗粒直径d↓，V↑。 d的大小对内、外部扩散都有很大影响，d↓,V↑。 所以，粉末状活性炭比粒状活性炭的吸附速度要 快，接触时间短，设备容积小。
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No. 10
1 活性炭简介
活性炭分类：
粉末炭（PAC）： 优点：
–吸附速度快、吸附效果好。 –在水质恶化的季节，能够迅速去除水中的臭、味等。 –所需要的基建费用比较低。 缺点： 冲击负荷适应性差，吸附能力未被充分利用。 污泥处理困难，作业环境恶劣 再生困难，常常只使用一次，所以运行费用较高。 适用条件