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停留時間活性炭在吸附柱內(nèi)對重金屬廢水的動態(tài)吸附過程往往與廢水組成、流量等條件有關(guān),且應(yīng)保證重金屬廢水在吸附柱內(nèi)有足夠長的停留時間,以確保其較高的去除率。但停留時間有不宜過長,否則會影響活性炭吸附處理流程的連續(xù)化操作并大幅度減少其處理容量。重金屬離子在活性炭上的吸附,無論是屬于物理吸附、化學吸附或是離子交換吸附,盡管在吸附速率上有所不同,但在實際吸附過程中,都難以達到熱力學上的吸附平衡,只能盡可能接近動力學意義上的動態(tài)平衡。
粉末活性炭的凈化原理及效能在制造活性炭的活化階段,炭粒晶格間生成的空隙形成了各種形狀和大小不同的細孔,其中大孔孔隙半徑100~10000nm,中孔孔隙半徑為2~100nm,小孔孔隙半徑<2nm,大、中、小孔孔壁的總面積就是活性炭的總表面積,活性炭的強吸附性能就發(fā)生在這些孔的表面上。活性炭的吸附除表面積外,還與孔的分布、形狀及表面的化學性質(zhì)有關(guān),另外,溶質(zhì)分子的極性、分子量大小、空間結(jié)構(gòu),也會影響活性炭吸附的效果,這一點取決于水源水質(zhì)的特征。
活性炭在制造過程中炭表面能生成一些官能團,這些官能團使活性炭表面和吸附質(zhì)之間有電子交換或共享而發(fā)生的化學反應(yīng),這種吸附是不可逆的。在水處理過程中,活性炭對有機物的吸附過程常為兩種吸附作用的綜合結(jié)果。在水質(zhì)控制中,采用活性炭等固體吸附劑來吸附去除水溶液中溶解性的有機物時,吸附速度是一個極其重要的因素。當含有有機污染物等雜質(zhì)的水與活性炭接觸時,水中溶解的有機物先擴散到活性炭的外表面,然后通過活性炭內(nèi)部的細孔擴散到吸附表面,在表面作用下與吸附表面發(fā)生吸附結(jié)合,使原水得以凈化??傮w說來,吸附作用可分為擴散和吸附兩個階段。吸附階段反應(yīng)速度極快,因此,吸附速度主要由擴散過程控制,溶液條件如pH值、溫度、吸附質(zhì)濃度、存在競爭性物質(zhì)及溶劑的極性等也都會影響活性炭的吸附功能。