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什么是吸附?

点击次数:106  发布时间:2020-07-09

一、吸附原理   

(一)吸附原理

吸附是利用某些多孔性固体(如活性炭)具有能够从废水中选择性地在其表面凝聚一定组分的能力,从而使废水中特定组分分离的过程。

固体表面上的原子或分子的力场处于不平衡状态,表面存在剩余吸引力,具有过剩的能量即表面能。从而当其与废水接触时,固体表面可以自动地吸附那些能降低其表面能的溶解的或胶体物质。具有吸附能力的物质就称为吸附剂,而被吸附的物质就叫做吸附质。

(二)吸附分类

吸附可分为物理吸附和化学吸附。如果吸附剂与吸附质间是通过分子间引力(即范德华力)而产生的吸附,成为物理吸附。如果吸附剂与吸附质之间产生化学作用,生成化学键引起的吸附,称为化学吸附。物理吸附与化学吸附并非完全不相容,废水处理中,往往同时存在两种吸附过程。

(三)常用吸附剂――活性炭

活性炭由煤、坚果壳、木材等原料经炭化与活化制得的一种多孔性含碳物质,具有很强吸附能力。

1.活性炭特点:

(1)吸附前不需预除水蒸气

(2)具有极大表面积,吸附容量大

(3)解吸较容易

2.活性炭作用

(1)除臭 除去由酚、石油等引起的异味

(2)去色 去除由各种染料形成的颜色或有机污染物及铁、锰形成的色度

(3)去除有机物 去除农药、杀虫剂、氯代烃、芳香族化合物及其他难降解有机物

(4)去除重金属 去除汞、铬等金属离子

(5)去除合成洗涤剂

(6)去除放射性物质

(四) 解吸

当吸附剂达到饱和后需再生,废水处理中常用的活性炭再生方法有:

1.加热再生  温度升高,吸附质分子的能量提高克服吸附剂的吸附作用而脱离。吸附作用越强,解吸需加热的温度越高。常用加热设备如图5-1。

2.化学再生  通过化学反应,使吸附质转化为易溶于水的物质而解吸下来。例如,吸附了苯酚的活性炭,可用氢氧化钠溶液浸泡,形成酚钠盐而解吸。湿式氧化法也属于化学再生法,如图5-2所示,用于曝气池中的以饱和的粉状活性炭用高压泵经换热器和水蒸气加热后送入氧化反应。

         

器,在器内被活性炭吸附的有机物与空气中的氧气反应,进行氧化分解,使活性炭得到再生。再生后的活性炭经热交换器冷却后,送入再生炭槽。在反应器底部积聚的灰分定期排出。

(五)操作方式

    吸附和解吸〔或称脱附)操作均可分成间歇式和连续式两大类。间歇式操作是将一定的活性炭投加到要处理的废水中,经过一定时间的混合搅拌,使吸附达到平衡,然后用沉降或过滤的方法使污水与炭分离,经过一定吸附出水的水质不一定达到要求。则可再与新炭进行吸附直至达标排放。它主要用于处理量小和使用细小颗粒吸附剂(如粉末状活性炭)的操作过程。而连续式操作是指废水随着时间的延续,不断在流动的条件下进行,主要用于处理量较大和使用颗粒状吸附剂(如圆柱状活性炭和分子筛,大孔吸附树指等)的操作过程。

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