所謂煤質(zhì)活性炭吸附速度是指單位質(zhì)量的煤質(zhì)活性炭在單位時(shí)間內(nèi)所吸附物質(zhì)的質(zhì)量。吸附速度決定吸附裝置的高度(即原水與煤質(zhì)活性炭接觸的時(shí)間),吸附速度越大,所需的接觸時(shí)間越短,所需的吸附裝置的層高就越小。
而液相吸附中,被吸附的物質(zhì)從液相轉(zhuǎn)移到煤質(zhì)活性炭粒子表面的過程,一般可分為三個(gè)過程。
一、液膜擴(kuò)散過程
在吸附劑顆粒周圍存在著一層固定的溶劑薄膜,當(dāng)溶液與煤質(zhì)活性炭作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),這層溶劑液膜不隨溶液一同移動(dòng),吸附質(zhì)首先通過這個(gè)液膜才能達(dá)煤質(zhì)活性炭的外表面,所以吸附速度與液膜擴(kuò)散速度有關(guān)。
液膜擴(kuò)散速度與溶液濃度的一次方成正比,濃度越高,擴(kuò)散速度越快。對(duì)于一定質(zhì)量的煤質(zhì)活性炭,外部擴(kuò)散與煤質(zhì)活性炭的外表面積(液膜面積)大小的一次方成正比,因外表面積與顆粒直徑的一欠方與反比,所以如果顆粒開關(guān)相同,渡膜擴(kuò)散速度與顆粒直徑成反比。液膜擴(kuò)散速度還與煤質(zhì)活性炭顆粒周圍液體攪動(dòng)的程度有關(guān),增加液體和顆粒之間的相對(duì)速度,可使顆粒表面固定液膜的厚度變薄,加速了液膜擴(kuò)散的速度。
二、煤質(zhì)活性炭孔隙內(nèi)的擴(kuò)散過程
吸附質(zhì)轉(zhuǎn)移到煤質(zhì)活性炭的外表面后,只有極少一部分被吸附在外表面,絕大部分繼續(xù)進(jìn)入到煤質(zhì)活性炭內(nèi)部的微孔中,這個(gè)過程稱為微孔內(nèi)擴(kuò)散。
微孔內(nèi)擴(kuò)散速度取決于吸附質(zhì)在微孔中的流動(dòng)性,它與煤質(zhì)活性炭的構(gòu)造、分布以及吸附質(zhì)分子的大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)。微孔擴(kuò)散速度受溶液的濃度、顆粒外表面積的大小影響較小。
三、微孔內(nèi)表面吸附反應(yīng)過程
吸附質(zhì)被吸附到微孔的內(nèi)表面上。
吸附速度與以上三個(gè)過程進(jìn)行的快慢有關(guān),前兩個(gè)過程進(jìn)行得較慢,而第三個(gè)過程進(jìn)行得較快,因此對(duì)吸附速度影響不大,吸附速度主要取決于顆粒外部或顆粒內(nèi)部的擴(kuò)散速度。用煤質(zhì)活性炭處理水和廢水時(shí),控制吸附速度的應(yīng)是液膜擴(kuò)散速度和煤質(zhì)活性炭微孔內(nèi)擴(kuò)散速度,并且與煤質(zhì)活性炭和污染物的性質(zhì)有關(guān)。
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