Adsorptionsprincipen för aktivt kol

Införande av aktivt kol

Aktivt kol är ett svartpulver eller granulärt kolmaterial. På grund av det oregelbundna arrangemanget av mikrokristallint kol i strukturen av aktivt kol, finns det porer mellan korskopplingar- och kolstrukturdefekter kommer att genereras under aktiveringen, så det är ett slags poröst kol med låg bulkdensitet och stor specifik yta. Filtrets huvudmaterial.

Produktion av aktivt kol

Huvudråvaran för aktivt kol kan vara nästan allt kol-rika organiska material, såsom kol, trä, fruktskal, kokosnötsskal, valnötsskal, aprikosskal, jujubeskal etc. Dessa kolhaltiga material omvandlas till aktivt kol genom pyrolys vid hög temperatur och visst tryck i en aktiveringsugn. Under denna aktiveringsprocess bildas gradvis en enorm yta och en komplex porstruktur, och den så kallade adsorptionsprocessen utförs i och på dessa porer. Storleken på porerna i det aktiva kolet har en selektiv adsorptionseffekt på adsorbatet, vilket beror på att makromolekyler inte kan komma in i porerna på aktivt kol mindre än dess porer. Aktivt kol är en hydrofob adsorbent gjord av kol-baserade material som råmaterial, som karboniseras och aktiveras vid hög temperatur. Aktivt kol innehåller ett stort antal mikroporer och har en enorm yta, som effektivt kan ta bort färg och lukt, och kan ta bort de flesta organiska föroreningar och vissa oorganiska ämnen i sekundärt avlopp, inklusive vissa giftiga tungmetaller.

Principen för aktivt kol

1) Filtreringsprincip

Det aktiva kolfiltret är en process för att fånga upp föroreningarna i suspenderat tillstånd i vattnet, och det uppfångade suspenderade materialet fyller mellanrummen mellan de aktiva kolen. Filterskiktets porstorlek och porositet ökar med ökningen av partikelstorleken hos det aktiverade kolmaterialet. Det vill säga, ju grövre partikelstorleken på det aktiva kolet är, desto större utrymme som kan rymma de suspenderade fasta ämnena. Det visar sig som förbättrad filtreringskapacitet, ökad smutshållningskapacitet och ökad smutsuppfångning. Samtidigt, ju större porerna i filterskiktet med aktivt kol är, desto djupare kan de suspenderade ämnen i vattnet transporteras till nästa skikt av filterskikt med aktivt kol. Under förutsättning av tillräcklig skyddstjocklek kan de suspenderade fasta partiklarna hållas kvar mer, vilket gör de mellersta och nedre filterskikten mer effektiva. Avlyssningsfunktionen är väl utövad och mängden föroreningsavlyssning av enheten ökar.

Strängt taget kommer retentionskapaciteten för aktivt kol för suspenderade ämnen från den yta som tillhandahålls av aktivt kol. När flödeshastigheten är låg kommer enhetens filtreringskapacitet huvudsakligen från skärmningseffekten av aktivt kol, och när flödeshastigheten är hög kommer filtreringskapaciteten från adsorptionseffekten på ytan av aktivt kolpartiklar. Ju starkare vidhäftning.

2) Adsorptionsprincipen

Beroende på de olika krafterna mellan aktiverade kolmolekyler och förorenande molekyler under adsorptionsprocessen kan adsorption delas in i två kategorier: fysisk adsorption och kemisk adsorption (även känd som aktiv adsorption). I adsorptionsprocessen, när kraften mellan aktiverade kolmolekyler och förorenande molekyler är van der Waals kraft (eller elektrostatisk attraktion), kallas det fysisk adsorption; när kraften mellan aktiverade kolmolekyler och förorenande molekyler är kemiska bindningar, kallas det kemisorption. . Adsorptionsstyrkan för fysisk adsorption är huvudsakligen relaterad till de fysiska egenskaperna hos aktivt kol, och har lite att göra med de kemiska egenskaperna hos aktivt kol. Eftersom van der Waals-kraften är svag har den liten effekt på strukturen hos förorenande molekyler. Denna kraft är densamma som den intermolekylära kohesionskraften, så fysisk adsorption kan jämföras med agglomerationsfenomen. De kemiska egenskaperna hos föroreningarna förblir oförändrade vid fysisk adsorption.

På grund av den starka kemiska bindningen har den ett stort inflytande på strukturen hos föroreningsmolekyler, så kemisorption kan betraktas som en kemisk reaktion, som är resultatet av den kemiska interaktionen mellan föroreningar och aktivt kol. Kemisorption involverar i allmänhet elektronpardelning eller elektronöverföring, snarare än enkel störning eller svag polarisering, och är en oåterkallelig kemisk reaktionsprocess. Den grundläggande skillnaden mellan fysisorption och kemisorption är kraften som skapar adsorptionsbindningen.

Adsorptionsprocessen är en process där förorenande molekyler adsorberas till den fasta ytan, och molekylernas fria energi kommer att minska. Därför är adsorptionsprocessen en exoterm process, och den värme som frigörs kallas föroreningens adsorptionsvärme på den fasta ytan. På grund av de olika krafterna av fysisk adsorption och kemisk adsorption visar de vissa skillnader i adsorptionsvärme, adsorptionshastighet, adsorptionsaktiveringsenergi, adsorptionstemperatur, selektivitet, antal adsorptionsskikt och adsorptionsspektrum.

Teknik för adsorption av aktivt kol har använts vid raffinering och avfärgning av läkemedels-, kemi- och livsmedelsindustrin i många år i Kina. Den har använts för industriell rening av avloppsvatten sedan 1970-talet. Produktionspraxis visar att aktivt kol har utmärkt adsorption för att spåra organiska föroreningar i vatten, och det har god adsorptionseffekt på industriellt avloppsvatten som textiltryck och färgning, färgämneskemisk industri, livsmedelsförädling och organisk kemisk industri. Under normala omständigheter har den en unik förmåga att ta bort organiska föreningar representerade av omfattande indikatorer som BOD och COD i avloppsvatten, såsom syntetiska färgämnen, ytaktiva ämnen, fenoler, bensener, organoklorer, bekämpningsmedel och petrokemiska produkter. Därför har aktivt kol-adsorption gradvis blivit en av huvudmetoderna för sekundär eller tertiär rening av industriellt avloppsvatten.

Adsorption är den långsamma-verkan av ett ämne som fäster på ytan av ett annat. Adsorption är ett gränssnittsfenomen, som är relaterat till förändringar i ytspänning och ytenergi. Det finns två drivförmåga som orsakar adsorption, den ena är avstötningen av lösningsmedelsvatten till hydrofoba ämnen, och den andra är affinitetsattraktionen av fasta ämnen till lösta ämnen. Det mesta av adsorptionen i avloppsvattenrening är resultatet av den kombinerade effekten av dessa två krafter. Den specifika ytan och porstrukturen hos aktivt kol påverkar direkt dess adsorptionsförmåga. Vid val av aktivt kol bör det bestämmas genom experiment efter kvaliteten på avloppsvattnet. För tryckning och färgning av avloppsvatten bör kolarter med utvecklade övergångsporer väljas. Dessutom påverkar askhalten också. Ju mindre askhalt, desto bättre adsorptionsprestanda; ju närmare storleken på adsorbatmolekylen är kolpordiametern, desto lättare är det att adsorberas; adsorbatkoncentrationen påverkar också adsorptionsförmågan hos aktivt kol. Inom ett visst koncentrationsområde ökar adsorptionskapaciteten med ökningen av adsorbatkoncentrationen. Dessutom spelar även vattentemperatur och pH en roll. Adsorptionskapaciteten minskade med ökad vattentemperatur.