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活性炭吸附法的基本概念和原理

来源:正达环保 作者:Admin 日期:19-02-07 浏览:

    固体表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能,当某些物质碰撞固体表面时,受到这些不平衡力的吸引而停留在固体表面上,这就是吸附。吸附法利用多孔性的固体物质使污水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除。这种有吸附能力的多孔性物质称为吸附剂,被固体吸附的物质称吸附质。能作为吸附剂的固体物质必须具有较大的吸附量和一定的机械强度及较好的化学稳定性,在水中不致溶解于水,不能含有毒物质。

    溶质在固体表面上的吸附分为:物理吸附和化学吸附两类。吸附剂和吸附质之间通过分间力所产生的吸附称为物理吸附,物理吸附可以形成单分子吸附层和多分子吸附层,由于分间力是普遍存在的,所以一种吸附剂可以吸附多种吸附质。但是物理吸附的吸附剂和吸附间吸附力较弱,容易解吸。当吸附剂和吸附质之间发生化学作用,由于化学键作用而产生附称为化学吸附。化学吸附是一个吸热过程,温度提高将促进化学吸附,化学吸附对吸附选择性,只能形成单分子吸附层,吸附剂和吸附质之间的吸附作用较强,解吸较困难。

      吸附过程中,固液两相经过充分的接触后,最终将达到吸附与脱附的动态平衡时,单位吸附剂所吸附的物质的数量称为平衡吸附量,常用q(mg/g)表示。为吸附剂对某种物质的吸附能力,需进行吸附试验:将一组不同数量的吸附剂与知溶质初始浓度的溶液相混合,在选定温度下使之达到平衡。分离吸附剂后,测立液相的最溶质浓度。根据其浓度变化,分别按下式算出平衡吸附量:
 

q=V(Co-c0)

W

式中V一一溶液体积,L

0c,C一一溶质的初始和平衡浓度,mg/L
W一吸附剂量,g。
   显然,平衡吸附量越大,单位吸附剂处理的水量越大。将平衡吸附量q与相应的平衡浓度Ce作图,得吸附等温线。
1.朗格谬尔等温式
          abc

 1+ac    
式中a一最大吸附量有关的常数
     b—与吸附能有关的常数
2.费兰德利希经验公式
           KC1/m

q=

式中K、n一常数。
    通过实验可以得到上面两式中a、b及K、n两个参数,结合平衡吸附量q可以得到实际处理中吸附剂的投加量。

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