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。
+ L" q9 R/ v" k$ S+ c* Z8 |5 k: [   

    一、活性炭的性质
6 p; c0 P! W6 |% G7 e   

    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。
   
$ j' S3 D8 |5 Z
    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。
1 {5 s9 t0 ~- ~, ^   

3 Z1 O) v7 b: L( A    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。
   

    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。
8 U! a5 R' }7 [   

7 r) C; V, m* d    二、吸附质（溶质或污染物）的性质
$ b, ~# e5 o  O7 r   
2 u2 I  @+ x5 m& `4 N
    同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。
   

   （一）溶解度
" k' y1 f& j# {3 D   
6 t6 j* Z, P& S9 T/ S. J
( J, |& W1 _  u% ^    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。
; z5 k0 R+ c" d  X0 L   
6 v1 g7 z6 ~; N& N  e1 f: E( }
    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。
   
6 W, N( ~( R2 l/ K$ C) s/ W- ?
   （二）分子构造
' A. f! Y0 O5 _, m  
* Y/ U; h" {8 |$ t
  j  c" v- O" L) b    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。
  
; [& X' N8 ^3 M
3 ]) L( Y+ ]/ X: N! R   （三）极性
2 _6 J& z- V4 x! N& z  ^

    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。

, }% E/ N4 d2 u$ J2 n  z
+ |% k1 f" ]5 j4 l' [   （四）吸附制裁（溶质）


/ F1 _! i& {6 V$ j4 k+ i1 z# |    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。

* |. B2 L/ ~% F& W7 m/ m
    三、溶液pH的影响
4 c! Y4 h& K8 g) m& x9 i

    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。
3 d! }' v* M; S2 j
' p( l" N  q9 d6 z9 J( Q6 t
& D9 A0 d# ^3 d- x$ F  a    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。

  d( ~! s( S1 W; v& E2 ~& f4 d7 T
    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。


/ e. r$ R" G. p2 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。


1 M& N6 J( {* @* r    四、溶液温度的影响

* f/ M" q, f* p3 X) w
, {( e. g/ r( H( J( D    因为液相吸附时吸附热较小，所以溶液温度的影响较小。
2 ~' R; ^, _4 k0 f- m% [; N

    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。


    用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。


3 s2 e8 S8 W& N: B& j* G    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，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。


- z  G. i5 w6 x5 z    六、吸附操作条件
+ V2 V# C  w0 F0 n% o" b3 o: `& ]
. [8 Y7 G) d4 |* H- H# m$ y- r
, l8 M5 v1 C# L. L0 W4 c- j1 ~( M    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。

" a6 o& {0 G& C3 G% @& r$ f8 e/ P) d
    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。