活性炭水处理的主要影响因素

jakee168

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。
( }3 p$ O( {4 ~! K6 F; `. c   

, v5 r% M% B' I) H- }& G- g" ]" {    一、活性炭的性质
   
: F, c% a, S  y( U
% u  N! Y( u7 R& {    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。
4 A7 Z/ X2 [5 T% z4 l7 B' V   

    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。
* m4 J& h4 i' }2 C' P' u   
' i1 s' Q7 ]/ }2 I$ y: X
    二、吸附质（溶质或污染物）的性质
" f) D# g2 t  x   

    同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。
+ B$ |7 O7 X& N# n2 ^. d5 g6 e   
1 C+ R# k, _# }5 g: d  n6 i) E
   （一）溶解度
   
7 F  r  ^/ N7 \6 D( a/ S: d  O2 z
  l! t( X% [1 D/ ^: M! H$ I7 W3 w    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。
0 B6 u! G0 M  O; d' O   

+ i4 V; t5 \& p8 v) E2 C  K    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。
: b; w6 W$ `' n. V+ a8 h   
% @$ V, }& a, L: T# @2 g. @0 \
/ n5 z2 q+ B; w6 W% `   （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。
2 e& y7 _, G  X+ Q# S  

   （三）极性

% k/ n! I" ~% T4 h; Y0 A) x
# h( K6 e( s1 J$ K# z9 {9 @    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。

( |; D7 o) j/ T6 _. H" R
  F& W7 e! L1 A+ x: I: ]   （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
- E) j0 _- j2 B: i  \+ g( p8 X

* I5 U2 e$ N; x$ k; T; T    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。
' ^9 Z3 b$ r% d6 Z' J7 R! S

    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。
+ o' R  U5 ]0 @
. {3 u3 N& M9 y
    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。


9 @( J: \9 e* H; t    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。
9 `% L! \% v+ j* n0 X0 J

    四、溶液温度的影响
) G5 w  a7 M7 q0 M: s
& B( p# x- S2 I& p
    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。
: x1 o6 ~. Q  `

) ?  L& [* }5 ?4 v8 X8 V" Y$ s    用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。

6 n% w( Z; y3 l( |* |# R" h
7 k+ J* [, W4 Y    五、多组分吸附质共存的影响


  v- P& K5 s) K" m% k6 |" g% @    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。
7 @' g# X8 l- `0 v+ C7 _2 O/ h9 W

    六、吸附操作条件


    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。

' d% Z! V6 X3 `& Y  X
/ [' p" {" H5 x: n' P$ P    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。

. E6 L8 E" s. Z3 D) S