活性炭水处理的主要影响因素

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由于活性炭水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂，因此影响因素也较多。主要与活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及选择的运转参数与操作条件等有关。
   
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9 [- p3 V7 y9 D7 b) j& p* P4 \    一、活性炭的性质
   

    由于吸附现象发生在吸附剂表面上，所以吸附剂的比表面积是影响吸附的重要因素之一，比表面积越大，吸附性能越好。
   
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    因为吸附过程可看成三个阶段，内扩散对吸附速度影响较大，所以活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素。
   

    此外活性炭的表面化学性质、极性及所带电荷，也影响吸附的效果。
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/ W8 ]4 C! W  a, i6 m# K$ ^    用于水处理的活性炭应有三项要求：吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。活性炭的吸附容量附其他外界条件外，主要与活性炭比表面积有关，比表面积大，微孔数量多，可吸附在细孔壁上的吸附质就多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关，水处理用的活性炭，要求过渡孔（半径20~1000A）较为发达，有利于吸附质向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水头损失要增大，一般在8~30目范围较宜，活性炭的机械耐磨强度，直接影响活性炭的使用寿命。
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( ~! l2 \- c8 p& c    二、吸附质（溶质或污染物）的性质
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; ^9 i7 Z/ i& D6 `    同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。
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7 ^* l1 d2 X- O" m" F3 `   （一）溶解度
   
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0 _7 N+ m: f5 u5 ]% O! e: I  P& |    对同一族物质的溶解度随链的加长而降低，而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小，越易吸附。
   
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    如活性炭从水中吸附有机酸的次序是按甲酸--乙酸--丙酸--丁酸而增加。
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/ k9 v9 @% v# b6 Z% R2 I! ~   （二）分子构造
  

    吸附质分子的大小和化学结构对吸附也有较大的影响。因为吸附速度受内扩散速度的影响，吸附质（溶质）分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例，最利于吸附。在同系物中，分子大的较分子小的易吸附。不饱和键的有机物较饱和的易吸附。芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。
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   （三）极性
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4 N5 t: r# b: c    活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂，对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。
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   （四）吸附制裁（溶质）


4 o* K. K9 y( d( M! o# m# D$ r% M4 T    吸附质的浓度在一定范围时，随着浓度增高，吸附容量增大。因此吸附质（溶质）的浓度变化，活性炭对该种吸附质（溶质）的吸附容量也变化。


    三、溶液pH的影响


8 w# D* `9 c+ i- m0 `' {    溶液pH值对吸附的影响，要与活性炭和吸附质（溶质）的影响综合考虑。
* V% ]6 E  C+ _# M* s溶液pH值控制了酸性或碱性化合物的离解度，当pH值达到某个范围时，这些化合物就要离解，影响对这些化合物的吸附。

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5 b6 ]: \2 K% a+ G( S    溶液的pH值还会影响吸附质（溶质）的溶解度，以及影响胶体物质吸附质（溶质）的带电情况。

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    由于活性炭能吸附水中氢、氧离子，因此影响对其他离子的吸附。
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" J0 d5 g) C0 A) x/ u% V    活性炭从水中吸附有机污染物质的效果，一般随溶液pH值的增加而降低，pH值高于9.0时，不易吸附，pH值越低时效果越好。在实际应用中，通过试验确定最佳pH值范围。


7 B4 S/ q5 m0 e. x$ y7 W    四、溶液温度的影响

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    因为液相吸附时吸附热较小，所以溶液温度的影响较小。

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5 l3 |  }9 ]) ]6 w9 t    吸附是放热反应。吸附热，即活性炭吸附单位重量的吸附质（溶质）放出的总热量，以KJ/mol为单位。吸附热越大，温度对吸附的影响越大。


# t$ r- s3 d+ x* J. J; w0 j    另一方面，温度对物质的溶解度有影响，因此对吸附也有影响。


+ V1 N3 m9 a. ]7 A    用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。


    五、多组分吸附质共存的影响


% j" a- n5 V  j. e    应用吸附法处理水时，通常水中不是单一的污染物质，而是多组分污染物的混合物。在吸附时，它们之间可以共吸附，互相促进或互相干扰。一般情况下，多组分吸附时分别的吸附容量比单组分吸附时低。


    六、吸附操作条件
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    因为活性炭液相吸附时，外扩散（液膜扩散）速度对吸附有影响，所以吸附装置的型式、接触时间（通水速度）等对吸附效果都有影响。


% I) Q( K0 f2 e5 x& z5 Q1 J, Q    综上所述，影响吸附的因素很多，应综合分析，根据具体情况，选择最佳吸附条件，达到最好的吸附效果。
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