《吸附原理.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吸附原理.doc（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1、吸附原理 固体表面有吸附水中溶解及胶体物质的能力，比表面 积很大的活性炭等具有很高的吸附能力，可用作吸附 剂。吸附可分为物理吸附和化学吸附。 如果吸附剂与被 吸附物质之间是通过分子间引力 (即范德华力 )而产生吸 附，称为物理吸附； 如果吸附剂与被吸附物质之间产生 化学作用，生成化学键引起吸附，称为化学吸附。离子 交换实际上也是一种吸附。 3 S' W7 j- D; O2 x* b0 k+ M 物理吸附和化学吸附并非不相容的， 而且随着条件的变 化可以相伴发生， 但在一个系统中， 可能某一种吸附是 主要的。在污水处理中，多数情况下，往往是几种吸附 的综合结果。 一定的吸附剂所吸附物
2、质的数量与此物质的性质及其 浓度和温度有关。 表明被吸附物的量与浓度之间的关系 式称为吸附等温式。 目前常用的公式有二： 弗劳德利希 (Freundlich) 吸附等温式，朗格缪尔 (Langrnuir) 吸附等温 式。2、影响吸附的因素 . l7 5 M. M) t1 2 t' O. F 吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。 固体 吸附剂吸附能力的大小可用吸附量来衡量。 吸附速度是 指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。 在水 处理中，吸附速度决定了污水需要与吸附剂接触的时 间。吸附速度快，则所需的接触时间就短，吸附设备的 容积就小。 多孔性吸附剂的吸附过程基本上可分为
3、三个阶段： 颗粒 外部扩散阶段，即吸附质从溶液中扩散到吸附剂表面； 孔隙扩散阶段， 即吸附质在吸附剂孔隙中继续向吸附点 扩散； 吸附反应阶段， 吸附质被吸附在吸附剂孔隙内的 吸附点表面。 一般， 吸附速度主要取决于外部扩散速度 和孔隙扩散速度。颗粒外部扩散速度与溶液浓度成正比， 也与吸附剂的比 表面积的大小成正比。 因此吸附剂颗粒直径越小， 外部 扩散速度越快。 同时， 增加溶液与颗粒间的相对运动速 度，也可以提高外部扩散速度。 Y- , V. O# y2 8 j. j% f5 n1 d孔隙扩散速度与吸附剂孔隙的大小和结构， 吸附质颗粒 的大小和结构等因素有关。一般，吸附剂颗粒越小，孔隙扩散速
4、度越快。+ W8 j. $ W, E7 W+ A$ V- I 吸附剂的物理化学性质和吸附质的物理化学性质对吸 附有很大影响。一般，极性分子 （或离子 ）型的吸附剂容 易吸附极性分子 （或离子 ）型的吸附质；非极性分子型的 吸附剂容易吸附非极性的吸附质。同时， 吸附质的溶解度越低，越容易被吸附。吸附质的浓度增加，吸附量也 随之增加。污水的 pH 值对吸附也有影响，活性炭一般在酸性条件 下比在碱性条件下有较高的吸附量。 吸附反应通常是放 热反应，因此温度低对吸附反应有利。3、吸附剂 " K- Z2 u4 F） X（ h 吸附剂的种类很多。常用是活性炭和腐植酸类吸附剂。（1）活性炭 在生产
5、中应用的活性炭的种类很多。 一般都制成粉末状 或颗粒状。粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价 格较低，但再生困难，一般不能重复使用。颗粒状的活 性炭价格较贵， 但可再生后重复使用， 并且使用时的劳 动条件较好， 操作管理方便。 因此在水处理中较多采用 颗粒状活性炭。活性炭的比表面积可达 8002000m2 / g,有很高的吸 附能力。 6 ?+ N6 y* _（ P+ C' s 颗粒状活性炭在使用一段时间后，吸附了大量吸附质， 逐步趋向饱和并丧失工作能力，此时应进行更换或再 生。再生是在吸附剂本身的结构基本不发生变化的情况 下，用某种方法将吸附质从吸附剂微孔中除去， 恢复它 的吸附能
6、力。活性炭的再生方法主要有： 1）加热再生法在高温条件下，提高了吸附质分子的能量，使其易于从活性炭的活性点脱离； 而吸附的有机物 则在高温下氧化和分解，成为气态逸出或断裂成低分子。活性炭的再生一般用多段式再生炉。炉内供应微量氧气，使进行氧化反应而又不致使炭燃烧损失。2）化学再生法通过化学反应，使吸附质转化为易溶于水 的物质而解吸下来。（2 ）腐植酸类吸附剂用作吸附剂的腐植酸类物质主要有：天然的富含腐植酸的风化煤、泥煤、褐煤等，它们可以直接使用或经简单 处理后使用；将富含腐植酸的物质用适当的粘合剂制备 成的腐植酸系树脂。4、吸附工艺和设备/ c6 u$ o1 08 m' B吸附的操作方式
7、分为间歇式和连续式。间歇式是将废水和吸附剂放在吸附池内进行搅拌30min左右，然后静置沉淀，排除澄清液。间歇式吸附主要用于小量废水的处 理和实验研究，在生产上一般要用两个吸附池、交换工作。在一般情况下，都米用连续的方式。连续吸附可以采用固定床、 移动床和流化床。固定床连 续吸附方式是废水处理中最常用的。吸附剂固定填放在吸附柱（或塔）中，所以叫固定床。移动床连续吸附是指 在操作过程中定期地将接近饱和的一部分吸附剂从吸 附柱排出，并同时将等量的新鲜吸附剂加入柱中。所谓流化床是指吸附剂在吸附柱内处于膨胀状态，悬浮于由下而上的水流中。由于移动床和流化床的操作较复杂， 在废水处理中较少使用。.nO y2
8、 a3八& w/ H- R2 丫7 q: 在一般的连续式固定床吸附柱中，吸附剂的总厚度为 35m,分成几个柱串联工作，每个柱的吸附剂厚度为 12m。废水从上向下过滤，过滤速度在415m/h之间，接触时间一般不大于 3O 6Omin 。为防止吸附剂层 的堵塞， 含悬浮物的废水一般先应经过砂滤， 再进行吸 附处理。 吸附柱在工作过程中， 上部吸附剂层的吸附质 浓度逐渐增高， 达到饱和而失去继续吸附的能力。 随着 运行时间的推移， 上部饱和区高度增加而下部新鲜吸附 层的高度则不断减小， 直至全部吸附剂都达到饱和， 出 水浓度与进水浓度相等，吸附柱全部丧失工作能力。Ohl A* N4 _0 t
9、: ?# u 在实际操作中， 吸附柱达到完全饱和及出水浓度与进水 浓度相等是不可能的， 也是不允许的。 通常是根据对出 水水质的要求，规定一个出水含污染物质的允许浓度 值。当运行中出水达到这一规定值时， 即认为吸附层已 达到“穿透 ”，这一吸附柱便停止工作，进行吸附剂的更 换。 5 K8 T* N1 B8 F& S+ J5、吸附法在污水处理中的应用 由于吸附法对进水的预处理要求高，吸附剂的价格昂 贵，因此在废水处理中， 吸附法主要用来去除废水中的微量污染物，达到深度净化的目的。女口：废水中少量重 金属离子的去除、少量有害的生物难降解有机物的去 除、脱色除臭等。活性炭吸附原理发布时间：2
10、010-9-17 17:06:32点击次数：1611活性炭是一种很细小的炭粒有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔一一毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表 面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。当这些气体（杂质）碰 到毛细管被吸附，起净化作用。活性炭的表面积研究是非常重要的， 活性炭的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内 也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的， 请参看我国国家标准（GB/T 19587-2004）-气体吸附BET原理测定固态物质 比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样 品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如 果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并 且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程 的失败，这会浪费测试人员很多的宝贵时间。F-Sorb 2400比表面积测试仪是真正能够实现 BET法检测功能的仪器（兼备直接对比法）， 更重要的F-Sorb 2400比表面积测试仪是迄今为止国内唯一完全自动 化智能化的比表面积检测设备，其测试结果与国际一致性很高，稳定 性也很好，同时减少人为误差，提高测试结果精确性。