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活性炭在水处理过程中会产生哪些影响

发布时间:2020-05-26 浏览

 活性炭的吸附发生在吸附剂的表面,因此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。由于吸附过程可分为三个阶段,内部扩散对吸附速度有很大影响,因此活性炭的微孔分布是影响吸附的另一个重要因素。此外,活性炭的表面化学性质、极性和电荷也会影响吸附效果。水处理用活性炭应具有吸附容量大、吸附速度快、机械强度好三个要求。除其他外部条件外,活性炭的吸附容量主要与活性炭的比表面积有关。比表面积大,微孔多,孔壁吸附物较多。吸附速度主要与粒径和孔分布有关。水处理用活性炭的过渡孔(半径20-1000a)要求相对发达,有利于吸附质向微孔中扩散。活性炭粒径越小,吸附速度越快,但需增加水头损失,一般适用于8-30目范围。活性炭的机械耐磨性直接影响活性炭的使用寿命。

 
吸附质(溶质或污染物)的性质同一活性炭对不同污染物的吸附能力有很大差异。同一组物质的溶解度随链长的增加而降低,吸附容量随同一组物质的系列或分子量的增加而增大。溶解度越小,吸附越容易。例如,活性炭吸附水中有机酸的顺序为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸。极性活性炭是一种非极性吸附剂,其对水中非极性物质的吸附能力大于对极性物质的吸附能力。分子结构吸附质的大小和化学结构对吸附也有很大的影响。由于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的孔径成正比,有利于吸附。在同系物中,大分子比小分子更容易被吸附。不饱和键比饱和键更容易吸附。芳香族有机物比脂肪族有机物更容易吸附。 当吸附质浓度在一定范围内时,吸附容量随浓度的增加而增大。因此,吸附质(溶质)的浓度发生变化,活性炭对吸附质(溶质)的吸附能力也发生变化。
 
溶液温度的影响很小,因为液体吸附的吸附热很小。吸附是放热反应。吸附热是指被活性炭吸附的单位重量的吸附质(溶质)释放的总热量,单位为kJ/mol,吸附热越高,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,所以对吸附有影响。用活性炭处理水时,温度对吸附的影响不显著。
溶液pH值对吸附的影响应与活性炭和吸附质(溶质)的影响一并考虑。溶液的pH值控制酸性或碱性化合物的分解程度。当pH值达到一定范围时,这些化合物会发生解离,影响这些化合物的吸附。溶液的pH值也会影响吸附质(溶质)的溶解度和胶体物质吸附质(溶质)的荷电条件。由于活性炭能吸附水中的氢和氧离子,因此会影响其他离子的吸附。活性炭吸附水中有机污染物的效果一般随溶液pH值的升高而降低。当pH值大于9时,不易吸附。pH值越低,效果越好。在实际应用中,通过实验确定了较佳pH值范围。
 
活性炭还可以作为造纸厂和石油设备中高COD、BOD废水的二级处理系统。在二次细胞生物消化的生产过程中,活性炭常被用作各种新型长周期负载细胞生物管式反应器的胞外基质载体,可以生物富集有机物,提高细胞生物消化率和较终转化率,提高出水量管式反应器中的长期负荷水。另外,活性炭作为细胞外基质的载体,可以产生微生物菌株活性炭,大大提高了活性炭的使用寿命。
 
含油废水的深度处理和综合利用是解决我国水资源短缺问题的重要途径。正常情况下。通过一级分析化学和二级细胞生物学处理,可使含油废水的处理超过环保水平。但是,如果需要对处理后的废水进行综合利用,则需要进行三级深度处理。在三级处理生产过程中,活性炭主要作为化学空气污染源(持久性有机污染物,包括杂环化合物、多环化合物和长链脂肪烃)吸附和去除水中的残留物,使水质超过了生产制造综合利用的要求。此时,活性炭起着两个重要的作用:一是一般的催化剂载体,二是细胞外基质载体,导致活性炭微产生。
 
工业水处理专用活性炭是工业废水处理的重要原料,可用于废水处理的煤细颗粒炭具有与粉炭相同的功能,但细颗粒炭不易流失,易重塑和回用,适用于空气污染轻、连续运行的废水处理工艺,而目前粉炭不易回收,一般一次性使用,一般作为以间歇性空气污染为主的废水处理工艺。
 
吸附操作条件由于外扩散(液膜扩散)速度对活性炭液相吸附有影响,所以吸附装置的类型和接触时间(水流速度)对吸附效果有影响。综上所述,影响吸附的因素很多,应进行综合分析,根据具体条件选择较佳吸附条件,达到吸附效果。6、 多组分吸附物共存的影响在水的吸附处理中,通常水不是单一污染物,而是多组分污染物的混合物。在吸附过程中,它们可以相互吸附、相互促进或相互干扰。总的来说,多组分吸附的吸附容量低于单组分吸附。