活性炭具有很強的吸附性能,因此被廣泛應用在各個領域。當活性炭作為吸附劑處理液相中的污染物時,有以下五個因素會影響活性炭的吸附效果:
1、溶液pH值
溶液pH值的高低影響著吸附質存在形式及活性炭表面電荷性質,從而影響咐附快慢及活性炭的飽和值。因此,溶液pH值是影響吸附效果的重要因素,確定pH值是研究吸附性能的必要前提。
工業廢水在低pH值條件下,活性炭被質子包圍后表面帶正電荷,會與堿性染料陽離子相互排斥,且陽離子必須將活性炭表面所帶質子置換下來,所以低 PH值不利于堿性染料的吸附,相反活性炭表面質子與陰離子相互吸引有助于酸性染料的吸附。同理,在高pH值時溶液中質子含量減少,堿性染料的吸附效果良好,酸性及活性材料的吸附會受到限制。
pH值影響重金屬離子在廢水溶液中的存在形式,酸性條件下重金屬離子與質子爭奪活性炭上的活性位點,形成競爭吸附;中性或者堿性條件下,重金屬離子會變為金屬氧化物或者氫氧化物沉淀,且金屬離子被陰離子包圍,被吸附劑吸附容量將會減低。因此,選擇適宜溶液pH值對重金屬吸附具有很大意義。
2、溶液初始濃度
單位質量活性炭的吸附位點一定,當溶液中污染物初始濃度較小時活性炭的吸附量會隨初始濃度的增加而增加,而初始濃度達一定量后,吸附位點達飽和狀態, 吸附量同時達到飽和值,而吸附率會隨初始濃度的增大而逐漸減低。所以選擇吸附量和吸附率相對較高的初始濃度是活性炭吸附投入實際工業應用的必要條件。
3、活性炭投加量
活性炭
4、吸附時間
吸附時間長短是影響去除效果是否充分的關鍵因素。適當增加吸附時間,活性炭吸附量會有效增加。然而吸附時間的增加提高了廢水的停滯時間,降低廢水總體處理效率,提高廢水處理成本。因此,選取適當的吸附時間有利于提高活性炭吸附效率,減少活性炭吸附處理成本。
5、吸附溫度
吸附過程中,相同活性炭對不同污染物的吸附機理可能不同,所以溫度對不同吸附過程有不同的影響。首先,活性炭多為多孔隙結構,孔隙內擴散速率是影響吸附速率的一大因素,而擴散過程為吸熱過程,溫度升高有利于吸附速率加快;其次,吸附過程分物理吸附和化學吸附,物理吸附過程多為放熱過程,所以降低溫度可提高吸附性能,而化學吸附過程中吸附速率隨溫度升高而增大,且溫度升高部分 化學鍵會斷裂,進一步增多吸附位點,增加活性炭飽和吸附量。