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活性炭吸附法的基本概念和原理
活性炭吸附法的基本概念和原理
發(fā)布時(shí)間: 19-01-09 瀏覽
  活性炭吸附法的基本概念和原理
    固體表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能,當(dāng)某些物質(zhì)碰撞固體表面時(shí),受到這些不平衡力的吸引而停留在固體表面上,這就是吸附。吸附法利用多孔性的固體物質(zhì)使污水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除。這種有吸附能力的多孔性物質(zhì)稱(chēng)為吸附劑,被固體吸附的物質(zhì)稱(chēng)吸附質(zhì)。能作為吸附劑的固體物質(zhì)必須具有較大的吸附量和一定的機(jī)械強(qiáng)度及較好的化學(xué)穩(wěn)定性,在水中不致溶解于水,不能含有毒物質(zhì)。


    溶質(zhì)在固體表面上的吸附分為:物理吸附和化學(xué)吸附兩類(lèi)。吸附劑和吸附質(zhì)之間通過(guò)分間力所產(chǎn)生的吸附稱(chēng)為物理吸附,物理吸附可以形成單分子吸附層和多分子吸附層,由于分間力是普遍存在的,所以一種吸附劑可以吸附多種吸附質(zhì)。但是物理吸附的吸附劑和吸附間吸附力較弱,容易解吸。當(dāng)吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)作用,由于化學(xué)鍵作用而產(chǎn)生附稱(chēng)為化學(xué)吸附;瘜W(xué)吸附是一個(gè)吸熱過(guò)程,溫度提高將促進(jìn)化學(xué)吸附,化學(xué)吸附對(duì)吸附選擇性,只能形成單分子吸附層,吸附劑和吸附質(zhì)之間的吸附作用較強(qiáng),解吸較困難。

      吸附過(guò)程中,固液兩相經(jīng)過(guò)充分的接觸后,終將達(dá)到吸附與脫附的動(dòng)態(tài)平衡時(shí),單位吸附劑所吸附的物質(zhì)的數(shù)量稱(chēng)為平衡吸附量,常用qmgg)表示。為吸附劑對(duì)某種物質(zhì)的吸附能力,需進(jìn)行吸附試驗(yàn):將一組不同數(shù)量的吸附劑與知溶質(zhì)初始濃度的溶液相混合,在選定溫度下使之達(dá)到平衡。分離吸附劑后,測(cè)立液相的溶質(zhì)濃度。根據(jù)其濃度變化,分別按下式算出平衡吸附量:
 

q=V(Co-c0)

W

式中V一一溶液體積,L

0c,C一一溶質(zhì)的初始和平衡濃度,mg/L
W
一吸附劑量,g。
  
顯然,平衡吸附量越大,單位吸附劑處理的水量越大。將平衡吸附量q與相應(yīng)的平衡濃度Ce作圖,得吸附等溫線(xiàn)。
1
.朗格謬爾等溫式
          abc

 1+ac    
式中a一大吸附量有關(guān)的常數(shù)
     b
—與吸附能有關(guān)的常數(shù)
2
.費(fèi)蘭德利希經(jīng)驗(yàn)公式
           KC1/m

q=

式中Kn一常數(shù)。
   
通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得到上面兩式中a、bKn兩個(gè)參數(shù),結(jié)合平衡吸附量q可以得到實(shí)際處理中吸附劑的投加量。

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