什么是吸附?
一、吸附原理
(一)吸附原理
吸附是利用某些多孔性固體(如活性炭)具有能夠從廢水中選擇性地在其表面凝聚一定組分的能力,從而使廢水中特定組分分離的過程。
固體表面上的原子或分子的力場處于不平衡狀態(tài),表面存在剩余吸引力,具有過剩的能量即表面能。從而當其與廢水接觸時,固體表面可以自動地吸附那些能降低其表面能的溶解的或膠體物質(zhì)。具有吸附能力的物質(zhì)就稱為吸附劑,而被吸附的物質(zhì)就叫做吸附質(zhì)。
(二)吸附分類
吸附可分為物理吸附和化學吸附。如果吸附劑與吸附質(zhì)間是通過分子間引力(即范德華力)而產(chǎn)生的吸附,成為物理吸附。如果吸附劑與吸附質(zhì)之間產(chǎn)生化學作用,生成化學鍵引起的吸附,稱為化學吸附。物理吸附與化學吸附并非*不相容,廢水處理中,往往同時存在兩種吸附過程。
(三)常用吸附劑――活性炭
活性炭由煤、堅果殼、木材等原料經(jīng)炭化與活化制得的一種多孔性含碳物質(zhì),具有很強吸附能力。
1.活性炭特點:
(1)吸附前不需預除水蒸氣
(2)具有極大表面積,吸附容量大
(3)解吸較容易
2.活性炭作用
(1)除臭 除去由酚、石油等引起的異味
(2)去色 去除由各種染料形成的顏色或有機污染物及鐵、錳形成的色度
(3)去除有機物 去除農(nóng)藥、殺蟲劑、氯代烴、芳香族化合物及其他難降解有機物
(4)去除重金屬 去除汞、鉻等金屬離子
(5)去除合成洗滌劑
(6)去除放射性物質(zhì)
(四) 解吸
當吸附劑達到飽和后需再生,廢水處理中常用的活性炭再生方法有:
1.加熱再生 溫度升高,吸附質(zhì)分子的能量提高克服吸附劑的吸附作用而脫離。吸附作用越強,解吸需加熱的溫度越高。常用加熱設(shè)備如圖5-1。
2.化學再生 通過化學反應,使吸附質(zhì)轉(zhuǎn)化為易溶于水的物質(zhì)而解吸下來。例如,吸附了苯酚的活性炭,可用氫氧化鈉溶液浸泡,形成酚鈉鹽而解吸。濕式氧化法也屬于化學再生法,如圖5-2所示,用于曝氣池中的以飽和的粉狀活性炭用高壓泵經(jīng)換熱器和水蒸氣加熱后送入氧化反應。
器,在器內(nèi)被活性炭吸附的有機物與空氣中的氧氣反應,進行氧化分解,使活性炭得到再生。再生后的活性炭經(jīng)熱交換器冷卻后,送入再生炭槽。在反應器底部積聚的灰分定期排出。
(五)操作方式
吸附和解吸〔或稱脫附)操作均可分成間歇式和連續(xù)式兩大類。間歇式操作是將一定的活性炭投加到要處理的廢水中,經(jīng)過一定時間的混合攪拌,使吸附達到平衡,然后用沉降或過濾的方法使污水與炭分離,經(jīng)過一定吸附出水的水質(zhì)不一定達到要求。則可再與新炭進行吸附直至達標排放。它主要用于處理量小和使用細小顆粒吸附劑(如粉末狀活性炭)的操作過程。而連續(xù)式操作是指廢水隨著時間的延續(xù),不斷在流動的條件下進行,主要用于處理量較大和使用顆粒狀吸附劑(如圓柱狀活性炭和分子篩,大孔吸附樹指等)的操作過程。