產品詳情
由于活性炭水處理所涉及的吸附過程和作用原理較為復雜,因此影響因素也較多。主要與活性炭的性質、水中污染物的性質、活性炭處理的過程原理以及選擇的運轉參數(shù)與操作條件等有關。
一、活性炭的性質
由于吸附現(xiàn)象發(fā)生在吸附劑表面上,所以吸附劑的比表面積是影響吸附的重要因素之一,比表面積越大,吸附性能越好。
因為吸附過程可看成三個階段,內擴散對吸附速度影響較大,所以活性炭的微孔分布是影響吸附的另一重要因素。此外活性炭的表面化學性質、極性及所帶電荷,也影響吸附的效果。
用于水處理的活性炭應有三項要求:吸附容量大、吸附速度快、機械強度好?;钚蕴康奈饺萘扛狡渌饨鐥l件外,主要與活性炭比表面積有關,比表面積大,微孔數(shù)量多,可吸附在細孔壁上的吸附質就多。吸附速度主要與粒度及細孔分布有關,水處理用的活性炭,要求過渡孔(半徑20~1000A)較為發(fā)達,有利于吸附質向微細孔中擴散?;钚蕴康牧6仍叫∥剿俣仍娇?,但水頭損失要增大,一般在8~30目范圍較宜,活性炭的機械耐磨強度,直接影響活性炭的使用壽命。
二、吸附質(溶質或污染物)的性質
同一種活性炭對于不同污染物的吸附能力有很大差別。
(一)溶解度
對同一族物質的溶解度隨鏈的加長而降低,而吸附容量隨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。
如活性炭從水中吸附有機酸的次序是按甲酸--乙酸--丙酸--丁酸而增加。
(二)分子構造
吸附質分子的大小和化學結構對吸附也有較大的影響。因為吸附速度受內擴散速度的影響,吸附質(溶質)分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例,最利于吸附。在同系物中,分子大的較分子小的易吸附。不飽和鍵的有機物較飽和的易吸附。芳香族的有機物較脂肪族的有機物易于吸附。
(三)極性
活性炭基本可以看成是一種非極性的吸附劑,對水中非極性物質的吸附能力大于極性物質。
(四)吸附制裁(溶質)
吸附質的濃度在一定范圍時,隨著濃度增高,吸附容量增大。因此吸附質(溶質)的濃度變化,活性炭對該種吸附質(溶質)的吸附容量也變化。
三、溶液pH的影響
溶液pH值對吸附的影響,要與活性炭和吸附質(溶質)的影響綜合考慮。溶液pH值控制了酸性或堿性化合物的離解度,當pH值達到某個范圍時,這些化合物就要離解,影響對這些化合物的吸附。
溶液的pH值還會影響吸附質(溶質)的溶解度,以及影響膠體物質吸附質(溶質)的帶電情況 由于活性炭能吸附水中氫、氧離子,因此影響對其他離子的吸附。活性炭從水中吸附有機污染物質的效果,一般隨溶液pH值的增加而降低,pH值高于9.0時,不易吸附,pH值越低時效果越好。在實際應用中,通過試驗確定最佳pH值范圍。
四、溶液溫度的影響
因為液相吸附時吸附熱較小,所以溶液溫度的影響較小。吸附是放熱反應。吸附熱,即活性炭吸附單位重量的吸附質(溶質)放出的總熱量,以KJ/mol為單位。吸附熱越大,溫度對吸附的影響越大。
另一方面,溫度對物質的溶解度有影響,因此對吸附也有影響。用活性炭處理水時,溫度對吸附的影響不顯著。
五、多組分吸附質共存的影響
應用吸附法處理水時,通常水中不是單一的污染物質,而是多組分污染物的混合物。在吸附時,它們之間可以共吸附,互相促進或互相干擾。一般情況下,多組分吸附時分別的吸附容量比單組分吸附時低。
六、吸附操作條件
因為活性炭液相吸附時,外擴散(液膜擴散)速度對吸附有影響,所以吸附裝置的型式、接觸時間(通水速度)等對吸附效果都有影響。綜上所述,影響吸附的因素很多,應綜合分析,根據具體情況,選擇最佳吸附條件,達到最好的吸附效果。
電導率的測量原理:
電導率的測量原理是將相互平行且距離是固定值L的兩塊極板(或圓柱電極),放到被測溶液中,在極板的兩端加上一定的電勢(為了避免溶液電解,通常為正弦波電壓,頻率1~3kHz)。然后通過電導儀測量極板間電導。
電導率的測量需要兩方面信息。一個是溶液的電導G,另一個是溶液的幾何參數(shù)K。電導可以通過電流、電壓的測量得到。根據關系式S=K×G可以等到電導率的數(shù)值。這一測量原pH/Cond 3400i型手持式PH/電導率測試儀理在直接顯示測量儀表中得到廣泛應用。
而K= L /A
A——測量電極的有效極板;
L——兩極板的距離;
這一值則被稱為電極常數(shù)。在電極間存在均勻電場的情況下,電極常數(shù)可以通過幾何尺寸算出。當兩個面積為1cm的方形極板,之間相隔1cm組成電極時,此電極的常數(shù)K=1cm-1。如果用此對電極測得電導值G=1000μs,則被測溶液的電導率K=1000μs/ cm。
一般情況下,電極常形成部分非均勻電場。此時,電極常數(shù)必須用標準溶液進行確定。標準溶液一般都使用KCl溶液這是因為KCl的電導率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定,準確。0.1mol/l的KCl溶液在25℃時電導率為12.88ms/cm。
所謂非均勻電場(也稱作雜散場,漏泄場)沒有常數(shù),而是與離子的種類和濃度有關。因此,一個純雜散場電極是最復雜的電極,它通過一次校準不能滿足寬的測量范圍的需要。
一、活性炭的性質
由于吸附現(xiàn)象發(fā)生在吸附劑表面上,所以吸附劑的比表面積是影響吸附的重要因素之一,比表面積越大,吸附性能越好。
因為吸附過程可看成三個階段,內擴散對吸附速度影響較大,所以活性炭的微孔分布是影響吸附的另一重要因素。此外活性炭的表面化學性質、極性及所帶電荷,也影響吸附的效果。
用于水處理的活性炭應有三項要求:吸附容量大、吸附速度快、機械強度好?;钚蕴康奈饺萘扛狡渌饨鐥l件外,主要與活性炭比表面積有關,比表面積大,微孔數(shù)量多,可吸附在細孔壁上的吸附質就多。吸附速度主要與粒度及細孔分布有關,水處理用的活性炭,要求過渡孔(半徑20~1000A)較為發(fā)達,有利于吸附質向微細孔中擴散?;钚蕴康牧6仍叫∥剿俣仍娇?,但水頭損失要增大,一般在8~30目范圍較宜,活性炭的機械耐磨強度,直接影響活性炭的使用壽命。
二、吸附質(溶質或污染物)的性質
同一種活性炭對于不同污染物的吸附能力有很大差別。
(一)溶解度
對同一族物質的溶解度隨鏈的加長而降低,而吸附容量隨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。
如活性炭從水中吸附有機酸的次序是按甲酸--乙酸--丙酸--丁酸而增加。
(二)分子構造
吸附質分子的大小和化學結構對吸附也有較大的影響。因為吸附速度受內擴散速度的影響,吸附質(溶質)分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例,最利于吸附。在同系物中,分子大的較分子小的易吸附。不飽和鍵的有機物較飽和的易吸附。芳香族的有機物較脂肪族的有機物易于吸附。
(三)極性
活性炭基本可以看成是一種非極性的吸附劑,對水中非極性物質的吸附能力大于極性物質。
(四)吸附制裁(溶質)
吸附質的濃度在一定范圍時,隨著濃度增高,吸附容量增大。因此吸附質(溶質)的濃度變化,活性炭對該種吸附質(溶質)的吸附容量也變化。
三、溶液pH的影響
溶液pH值對吸附的影響,要與活性炭和吸附質(溶質)的影響綜合考慮。溶液pH值控制了酸性或堿性化合物的離解度,當pH值達到某個范圍時,這些化合物就要離解,影響對這些化合物的吸附。
溶液的pH值還會影響吸附質(溶質)的溶解度,以及影響膠體物質吸附質(溶質)的帶電情況 由于活性炭能吸附水中氫、氧離子,因此影響對其他離子的吸附。活性炭從水中吸附有機污染物質的效果,一般隨溶液pH值的增加而降低,pH值高于9.0時,不易吸附,pH值越低時效果越好。在實際應用中,通過試驗確定最佳pH值范圍。
四、溶液溫度的影響
因為液相吸附時吸附熱較小,所以溶液溫度的影響較小。吸附是放熱反應。吸附熱,即活性炭吸附單位重量的吸附質(溶質)放出的總熱量,以KJ/mol為單位。吸附熱越大,溫度對吸附的影響越大。
另一方面,溫度對物質的溶解度有影響,因此對吸附也有影響。用活性炭處理水時,溫度對吸附的影響不顯著。
五、多組分吸附質共存的影響
應用吸附法處理水時,通常水中不是單一的污染物質,而是多組分污染物的混合物。在吸附時,它們之間可以共吸附,互相促進或互相干擾。一般情況下,多組分吸附時分別的吸附容量比單組分吸附時低。
六、吸附操作條件
因為活性炭液相吸附時,外擴散(液膜擴散)速度對吸附有影響,所以吸附裝置的型式、接觸時間(通水速度)等對吸附效果都有影響。綜上所述,影響吸附的因素很多,應綜合分析,根據具體情況,選擇最佳吸附條件,達到最好的吸附效果。
電導率的測量原理:
電導率的測量原理是將相互平行且距離是固定值L的兩塊極板(或圓柱電極),放到被測溶液中,在極板的兩端加上一定的電勢(為了避免溶液電解,通常為正弦波電壓,頻率1~3kHz)。然后通過電導儀測量極板間電導。
電導率的測量需要兩方面信息。一個是溶液的電導G,另一個是溶液的幾何參數(shù)K。電導可以通過電流、電壓的測量得到。根據關系式S=K×G可以等到電導率的數(shù)值。這一測量原pH/Cond 3400i型手持式PH/電導率測試儀理在直接顯示測量儀表中得到廣泛應用。
而K= L /A
A——測量電極的有效極板;
L——兩極板的距離;
這一值則被稱為電極常數(shù)。在電極間存在均勻電場的情況下,電極常數(shù)可以通過幾何尺寸算出。當兩個面積為1cm的方形極板,之間相隔1cm組成電極時,此電極的常數(shù)K=1cm-1。如果用此對電極測得電導值G=1000μs,則被測溶液的電導率K=1000μs/ cm。
一般情況下,電極常形成部分非均勻電場。此時,電極常數(shù)必須用標準溶液進行確定。標準溶液一般都使用KCl溶液這是因為KCl的電導率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定,準確。0.1mol/l的KCl溶液在25℃時電導率為12.88ms/cm。
所謂非均勻電場(也稱作雜散場,漏泄場)沒有常數(shù),而是與離子的種類和濃度有關。因此,一個純雜散場電極是最復雜的電極,它通過一次校準不能滿足寬的測量范圍的需要。


