活性炭的表麵積巨大,有(yǒu)很(hěn)高的物理吸附和化(huà)學吸附功能。因此活(huó)性炭吸附法被廣泛應用在廢水處理中。活性炭吸附是指利用活性炭的固體表麵對水中的一種或多種物質的(de)吸附作用,以達到淨化水質的目的。今天榴莲视频污污版就一起來了解下活性炭吸附(fù)法在工業廢水處理中的(de)應用。
一、影響活性炭吸附的因素(sù)
吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標。吸附能力的大小是用吸(xī)附量來衡量的。而吸附速度(dù)是指單位重(chóng)量吸附劑在單位時間內所吸附的物質量。在水處理中,吸附速度(dù)決定了汙水需要和吸附劑接觸時(shí)間。 活(huó)性炭的吸附能力與(yǔ)活(huó)性炭的(de)孔隙大小(xiǎo)和結構有關。一般來說,顆粒越小,孔隙擴(kuò)散速度越快,活性炭的吸附能力就越強。 汙水的(de)pH值和溫度對(duì)活性炭的吸(xī)附也有影響。活性炭一般在酸性條件下比在(zài)堿性條件下有較高的吸附量。吸附反應通常是放熱反應,因此溫度低對吸附反應有利。 當然,活性炭(tàn)的(de)吸附能力與汙水濃度有關。在一定的(de)溫度下,活性炭的吸附量隨被吸附物質平衡濃度的提高而提高。
二、活性炭的吸附機理
活性炭在製造過程中,其(qí)揮發性有機物被去除(chú),晶(jīng)格間生成空隙,形成許多形狀各異的細孔。其(qí)孔隙占活性炭(tàn)總體積的70%~80%,每克活性炭的表麵積可高達500~1700平方米,但99.9%都在多孔結構的內部。活性炭的極大吸附能力(lì)即在於它具有這樣大的吸附麵積。活性炭的孔隙大小分布很寬,從 10-1nm到104nm以上,一般按孔徑大小分為微孔、過渡孔和大(dà)孔。在吸附過程中,真正決定活性炭吸附能力的是微孔結構(gòu)。活性炭的全部比表麵幾乎都是微孔構成的,粗孔(kǒng)和過渡孔隻起著吸附通道作用,但它們的存在和分布在相(xiàng)當程度上影響(xiǎng)了吸附和脫附速率。
研究表明:在吸附過程中發生溶(róng)質由溶劑(jì)向活性炭吸附劑表麵的質量傳遞,推動力可以(yǐ)是溶質的疏水特性或溶質對(duì)吸附劑表麵的親(qīn)和(hé)性,或兩者均存在。在水處理中通過活性(xìng)炭吸附而被去(qù)除的物(wù)質一般(bān)為(wéi)兼有疏水基團與親水基團(tuán)的有(yǒu)機化合物。溶質對吸附劑(jì)表麵(miàn)的親和力可分為兩(liǎng)類:一類是溶質在溶劑(jì)中的溶解(jiě)度;另一類則是溶質與吸附劑之間的範德華力、化學鍵力和靜電引力。嚴格地說,活性炭吸附(fù)是一個很複雜的過程。它是利用活性炭的物理吸附、化學吸附、交換吸(xī)附以及氧化、催化氧化和(hé)還原等性能去除水中汙染物的水處理方法。
三、活性炭吸附法在工(gōng)業廢水處理(lǐ)中的(de)應用
(1)活性炭吸附法對含油汙水的處理
石(shí)油及其產業的迅速發(fā)展,使油(yóu)汙染成為一種(zhǒng)常見的汙染,嚴重(chóng)的影響了環境和生態(tài)的平衡。由於石油開(kāi)采、石油貯運、石油(yóu)煉製(zhì)、石油化工、車輛清(qīng)洗等(děng)過程都會產生含(hán)有汙水,導(dǎo)致含油汙水的產量逐漸增多,而且涉及範圍廣泛。當今對含油汙(wū)水的處理已經有很多方法,包括重力分離法、粗粒化法、過濾法、超(chāo)聲波法、吸附法(fǎ)等,新的處理方法還在(zài)不斷的研發中。
吸附法是(shì)利用一些親油性的材(cái)料對水中的溶解油(yóu)和其他溶解性有機物進行(háng)吸(xī)附的方(fāng)法。由於含油(yóu)汙水的處理方法較多(duō),而活性炭相對來說成本較高,且(qiě)活性炭對油的(de)吸附量有限(xiàn),所以,在含油汙(wū)水處理中(zhōng),活性炭吸附(fù)法一般用作多級處理的最後一級,來去除廢水中的微量汙染物,進行水的深度淨化處理,處理後的(de)水含油量難度可以(yǐ)降到0.1~0.2mg/L。
(2)活性炭吸附法對染料廢水的處理
紡織(zhī)印染工業是我國的傳統支柱(zhù)產業之一,在新時期(qī)也獲得了快速的發展。但印染汙水的排放量也在逐漸增加,據不完全統計,我國(guó)印染汙水的日排(pái)放量為(wéi)3000~4000kt,印染(rǎn)廠每加工100m織物,就會產生3~5t的廢水。印染廢水具有充分複雜、色度深、濃度大、COD和BOD值較高、水(shuǐ)質(zhì)變化(huà)大等特點,處理起來比較困(kùn)難(nán)。活性(xìng)炭吸附法是利用活性炭的多孔性對廢水中的汙染(rǎn)物進行吸附,以達到淨化印染(rǎn)廢水的目(mù)的,它能夠有效地去除廢水(shuǐ)的色度和COD與BOD。
印染(rǎn)廢水(shuǐ)的處理方(fāng)法(fǎ)很多(duō),主要有氧化、生物降解、絮凝、膜分離、吸附等,這些方法各有優點和缺點。活性炭處理印染廢水癌國內外都有研究(jiū),但由於印染廢水處理難度大,單獨(dú)使用活性炭進行印染廢水處理的使(shǐ)用和研究都很少,大多是和其他工藝耦(ǒu)合(hé),將活性炭作為載體和催化劑或者是將其用於深度處理(lǐ),以更好(hǎo)的對印染廢(fèi)水進行淨化(huà)和脫色。
(3)活性炭吸附法(fǎ)對重金(jīn)屬廢水(shuǐ)的處理
活性炭對重金(jīn)屬離子(zǐ)的吸附,除了表(biǎo)麵積大,發達的(de)孔隙和較大的空容量外,由(yóu)於(yú)活性炭表麵穩定且可調控、可(kě)改變的含氧和含氮(dàn)官能團的存在(zài)對重金屬例子的化學吸附,是(shì)決定活性炭吸(xī)附重金屬離子多少的關鍵因(yīn)素(sù)。