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影响水处理活性炭操作吸附的主要五因素

2012-06-11 10:27 来源:未知

 

    由于水处理活性炭是一种具有非极性表面的多孔吸附剂,而水分子虽存在缔合性,但属于极性溶剂,因此,活性炭自水溶液中吸附有机物是理想的状态。
    一般活性炭(特例除外)对溶质的吸附是遵循特劳贝法则的,它涉及液相多元素系统中溶质的分离、提取和纯化。虽然特老贝法则的理论表达并不令人信服,但就大多数实用场合还是很适应的,特老贝法则亦适用于活性炭的气相吸附规律。
    在液相吸附方面,可以用简单的文字表达特劳贝法则:即在同一溶液中,优先吸附表面张力小的成分。在多元系统中,溶解度小的成分易被吸附,极性较小的成分易被吸附;而同一物质在溶解度小的溶剂中易被吸附;同一族化合物中分子量大的成分易被吸附。
    活性炭的微孔发达,以致某些大分子化合物无法进入微孔时,特劳贝法则就无法适用。这在实际应用时经常碰到,也说明在实际应用时对活性炭品种的选择是非常重要的。
    活性炭在液相中的应用,应考虑的因素很多,主要的有活性炭的添加、温度、时间、酸碱度、作业方式等。
    一、活性炭添加量
    添加量可通过实验研究确定,但时间证明,生产车间的实际需要量往往比实验室多确定的量要少,其原因至今尚未获得满意的解释。因此,为了取得较好的脱色效果和投入少量的活性炭,往往根据生产者成熟的实践经验。因为每批溶液和每批活性炭的状况不甚相同,这就需要找住实验室和生产车间用量之间的相互关系或比例,但更重要的还要依赖有经验的操作者的判断,好是在投炭后5~10min取样观察效果,以此检验判断是否正确,以积累更多的经验。
    二、时间
    脱色或精制所需要的时间,受许多因素的影响,如炭的粒度和用量,液体的温度和黏度等,一般需要10~60min。炭越细或用炭量越多,则时间越短,当液体黏度越大或用炭量很少时,则时间就越长些。对给定的色素和给定的活性炭种类,在同一条件下,随着时间的延长,单位质量的活性炭对色素的吸附变化并不大。
    所有的活性炭的吸附速度都是不相同的,因此,为求生产效率,生产车间的脱色作业时间应由实验室或车间操作经验确定。
    三、温度   
    活性炭的吸附过程是放热反应,一般温度越低越好。但温度增高可增大溶液中分子的活度并向炭表面扩散,同样在炭内部的孔隙和通道的游动也加快。有时规定某一吸附温度是被迫的,例如黏度大的液体不得不靠提高温度来增加流动性和便于过滤;有些熔点较高的物质不得不将温度提到高于熔点。有些热敏性物质,又要考虑防止有效成分的破坏。总之,无法借温度的变化来提高活性炭对色素的吸附量,活性炭的脱色作业无法统一规定操作温度,亦应由实验室和车间生产经验确定。
    四、酸碱度
    溶液的PH对活性炭吸附色素的影响较大。来自农副产品的天然色素大为酸性色素,也存在少量的碱性色素。活性炭对一些物质的吸附均随介质PH的变化而变化,包括水溶液和非水溶液。
    五、作业方式
    活性炭脱色方式有很多种,应根据物料的性能灵活掌握。例如,按照活性炭需要的总量,将活性炭一次性投入或分批次投入。当前,比较通行的方法是双阶段法,即将已用过一次脱色的活性炭重新用在色素负荷重要的溶液然后投入新炭再脱色一次,此经过使用的炭重新用来粗品脱色。某些溶液在脱色后要经蒸发浓缩,蒸发浓缩前后都经脱色效果。
    使用粉炭脱色多是间歇作业,粉炭用水调和后用泵抽到脱色缸,脱色后的溶液通过各种形式的滤器过滤,滤饼再经洗涤。
    如要实现连续脱色作用,则要使用颗粒状活性炭装填脱色塔。有多个塔串联组成,连续脱色,分布再生。好多工厂采用两步法,即色素负荷大、溶液杂质多的情况下先用粉炭脱色,滤液再经颗粒炭脱色精制。

 

    《影响水处理活性炭操作吸附的主要五因素》源自:http://www.hxtcj.cn

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