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吸附处理吸附类型物理吸附吸附剂与吸附质之间通过范德华力而产生的吸附;化学吸附由原子或分子间的电子转移或共有,即剩余化学键力所引起的吸附。在水处理中,物理吸附和化学吸附并不是孤立的,往往相伴发生,是两类吸附综合的结果,例如有的吸附在低温时以物理吸附为主,而在高温时以化学吸附为主。吸附类型吸附性能物理吸附化学吸附作用力选择性形成吸附层吸附热吸附速度温度可逆性分子引力(范德华力)一般没有选择性单分子或多分子吸附层均可较小,一般在41.9kJ/mol以内快;几乎不要活化能放热过程;低温有利于吸附较易解吸剩余化学价键力有选择性只能形成单分子吸附层较大,相当于化学反应热,一般在83.7~418.7kJ/mol较慢;需要一定的活化能温度升高,吸附速度增加化学价键力大时,吸附不可逆物理吸附与化学吸附及其比较吸附剂从广义而言,一切固体表面都有吸附作用,但实际上,只有细微物质或多孔物质,因其具有很大的表面积而显示出明显的吸附能力。在废水处理中:活性炭,磺化煤,焦碳,木炭,泥煤,高岭土,硅藻土,硅胶,炉渣,木削,活性铝等影响吸附的因素(1)吸附剂的性质:种类,比表面,空隙分布,表面性质。(2)被吸附物质性质:分子量,空间结构,极性,官能团,溶解度,浓度。(3)环境条件:pH,温度,压力,溶剂性质,共存竞争吸附质,生物协同作用。(4)操作条件:运行方法,接触时间,水利条件。活性炭(1)活性炭几乎可利用含碳的任何物质做原料来制造,包括木材、锯末、煤、果壳(核)、骨头、皮革废物、纸厂废物等。近年来有些国家倾向于用天然煤和焦炭制造粒状活性炭。(2)活性炭吸附能力强,容易制造,成本低,但不易再生。(3)活性炭有粒状与粉状之分,粒状活性炭制造成本较高,但使用方便,再生容易。(4)活性炭本身是非极性的,但其表面的酸性氧化物使活性炭具有极性的性质,因而倾向于吸附极性较强的化合物。另外,活性炭表面的金属离子部位带有正电荷,对那些带有过剩电子部位的分子具有吸附性,可以增加活性炭吸附速率,活性炭不仅可以去除水中的非极性物质,还可以吸附极性溶质甚至某些微量的金属离子及其化合物。活性炭的吸附性能与孔隙结构的关系:(1)大孔主要为吸附质的扩散提供通道作用,使吸附质通过此通道扩散到过渡孔和小孔中去,因此吸附质的扩散速度受大孔影响;(2)过渡孔除为吸附质的扩散提供通道,使吸附质扩散到小孔中的作用外,对于分子直径较大的吸附质也具有吸附作用;(3)小孔对于活性炭是最重要的,小孔的表面积占比表面积的95%以上,活性炭的吸附容量主要受小孔支配。吸附容量和吸附速度活性炭的吸附能力用吸附容量和吸附速度等特性来表示,它与活性炭的孔隙结构特性、颗粒大小、形状、被吸附物质的浓度及溶液的温度等有关。因此下述三个过程的速度影响活性炭的吸附速度:(1)被吸附物质(污染物质)向活性炭颗粒表面的迁移速度;(2)被吸附物质在活性炭颗粒内部孔隙的扩散速度;(3)被吸附物质在活性炭颗粒内部孔隙表面上的吸附反应速度。活性炭吸附在废水处理中的作用(1)除臭除去由酚、石油等引起的异味(2)去色去除由各种染料形成的颜色或有机污染物及铁、锰等形成的色度(3)去除有机物农药、杀虫剂、氯代烃、芳香族化合物以及他生物难降解有机物的(4)去除重金属汞、铬等重金属离子活性炭在污染水源净化中的应用采用普通给水净化工艺(混凝沉淀、砂滤、加氯消毒),对一些污染物,如病毒和某些化学物质(酚、氰、DDT、BHC、ABS等)不能有效的去除。活性炭用于给水处理,是因为活性炭对水中微量有机污染物具有卓越的吸附特性,这种吸附特性是其应用于水源净化的根据所在。除嗅、除味、除色以天然湖泊作为水源时,由于湖泊的富营养化,藻类的大量:繁殖,使水体带有臭味,在夏季高温季节更为强烈。活性炭吸附法是用于给水除臭、除味的最有效方法之一。此外。它对于由铁、锰及植物分解产物成有机物污染,而使水体带有的颜色的去除也是十分有效的。粒状活性炭去除有机物及色度的效果见下表项目原水絮凝沉淀处理水粒状活性炭处理水生化需氧量(mg/L)化学需氧量(mg/L)洗涤剂(mg/L)色度(度)200—400400—6002—4—130—601.1—2.93013—160.002—0.055去除有机氯在给水净化工艺小,多采用加氯消毒的方法,对那些受生活和有机化学污染严重的水源,加氯最就要增加,折点加氯法可能使出水中有显著的氯嗅味。经研究发现,用活性炭去除水中微量有机氯及共产生的异臭味是最为有效的方法。通过活性炭吸附氯试验结果见下表。通水小时数146915入口活性余氯含mg/L出口活性余氯含mg/L吸附率(%)30100301002010030.059920.0599本章的习题1.什么是吸附处理?2.简述吸附处理的机理。3.影响吸附处理的主要因素是什么?4.活性炭在水处理过程中的是怎样应用的?5.例举出常用的吸附材。6.给出吸附平衡的三个等温式。
本文标题:5吸附处理新版2007xg
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