涉水活性炭吸附过程及性能

 一、活性炭的性质
由于吸附现象发生在吸附剂表面上，所以吸附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。
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。
活性炭的吸附容量除其他外界条件外，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，要求过度孔（半径20~100A）较为发达，有利于吸附质向细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水头损失要大，一般8~30目范围较为合适，活性炭的机械耐磨强度直接影响活性炭的寿命。
二、吸附质（溶质或污染物）的性质
同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。
1、溶解度：
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。溶解度越小越容易吸附。如活性炭从水中吸附有机酸的是按甲酸-乙酸-丙酸-丁酸而增加。
2、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，吸附质分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例，最利于吸附。不饱和键的有机物较饱和键的有机物易于吸附。芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。
3、极性：
活性炭基本上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。
4、吸附质（溶质）：
吸附质的浓度在一定范围时，随着浓度的增高，吸附容量增大。因此吸附质的浓度变化活性炭对这种吸附质的吸附容量也变化。
三、溶液PH的影响：
溶液PH值对吸附的影响要与活性炭和吸附质的影响综合考虑。溶液PH值控制了酸性或碱性化合物的溶解度，当PH值达到某个范围时，这个化合物就要离解，影响对这些化合物的吸附，溶液的PH值还会影响吸附质的带电情况。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。
活性炭从水中吸附有机物的效果，一般随溶液的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。在实际应用中通过实验确定最佳PH值范围。
四、溶液温度的影响：
因为液相吸附时吸附热较小，所以温度的影响较小。吸附是放热反应，吸附热即活性炭吸附单位重量的吸附质放出的总热量。吸附热越大，温度对吸附的影响越大。另一方面，温度对吸附质的溶解度有影响，因此对吸附也有影响。用活性炭处理水时，温度对吸附影响不显著。
五、多组分吸附质共存的影响：
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，他们之间可以共吸附，互相促进或干扰。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。
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。

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