Aktiivsöe adsorptsioonipõhimõte

Aktiivsöe kasutuselevõtt

Aktiivsüsi on must pulber või granuleeritud süsinikmaterjal. Mikrokristallilise süsiniku ebaregulaarse paigutuse tõttu aktiivsöe struktuuris on ristühenduste vahel poorid ja aktiveerimisel tekivad süsiniku struktuuri defektid, nii et see on omamoodi poorne süsinik, millel on madal puistlastitihedus ja suur spetsiifiline pindala. Filtri peamine materjal.

Aktiivsöe tootmine

Aktiivsöe peamine tooraine võib olla peaaegu kõik süsinikurikkad orgaanilised materjalid, nagu kivisüsi, puit, puuviljakoor, kookospähkli kest, pähkli kest, aprikoosi kest, jujube kest jne. Need süsinikmaterjalid muundatakse aktiivsöeks pürolüüsi teel kõrgel temperatuuril ja teatud rõhul aktiveerimisahjus. Selle aktiveerimisprotsessi käigus moodustub järk-järgult suur pindala ja keeruline pooride struktuur ning nn adsorptsiooniprotsess viiakse läbi nendes poorides ja nendel pooridel. Aktiivsöe pooride suurusel on adsorbaadile selektiivne adsorptsiooniefekt, mis on sellepärast, et makromolekulid ei saa siseneda aktiivsöe pooridesse, mis on väiksemad kui selle poorid. Aktiivsüsi on süsinikupõhistest materjalidest toorainena valmistatud hüdrofoobne adsorbent, mis karboniseeritakse ja aktiveeritakse kõrgel temperatuuril. Aktiivsüsi sisaldab suurt hulka mikropoore ja sellel on suur pindala, mis võib tõhusalt eemaldada värvi ja lõhna ning eemaldada enamiku orgaanilistest saasteainetest ja mõned anorgaanilised ained sekundaarsest heitveest, sealhulgas mõned mürgised raskmetallid.

Aktiivsöe põhimõte

1) Filtreerimise põhimõte

Aktiivsöefilter on vees hõljuvas olekus olevate saasteainete pealtkuulamise protsess ja kinnipeetud hõljuv aine täidab aktiivsöe vahed. Filtrikihi pooride suurus ja poorsus suurenevad aktiivsöe materjali osakeste suuruse suurenemisega. See tähendab, et mida jämedam on aktiivsöe osakeste suurus, seda suurem on ruum, mis mahutab riputatud tahkeid aineid. See avaldub täiustatud filtreerimisvõimena, suurenenud mustuse hoidmise võimena ja suurenenud mustuse pealtkuulamisena. Samal ajal, mida suuremad on aktiivsöe filtrikihi poorid, seda sügavamalt saab vees hõljuvaid tahkeid aineid transportida aktiivsöe filtrikihi järgmisele kihile. Piisava kaitsepaksuse tingimustes saab hõljuvaid tahkeid aineid rohkem säilitada, muutes keskmised ja alumised filtrikihid tõhusamaks. Pealtkuulamisfunktsioon on hästi rakendatud ja üksuse saasteainete pealtkuulamise kogus suureneb.

Rangelt võttes pärineb aktiivsöe säilitusvõime hõljuvate tahkete ainete jaoks aktiivsöe pindalast. Kui voolukiirus on madal, tuleneb seadme filtreerimisvõime peamiselt aktiivsöe sõelumisefektist ja kui voolukiirus on kiire, tuleneb filtreerimisvõime adsorptsiooniefektist aktiivsöeosakeste pinnal. Mida tugevam on haardumine.

2) Adsorptsiooni põhimõte

Vastavalt erinevatele jõududele aktiivsöe molekulide ja saasteainete molekulide vahel adsorptsiooniprotsessi ajal võib adsorptsiooni jagada kahte kategooriasse: füüsiline adsorptsioon ja keemiline adsorptsioon (tuntud ka kui aktiivne adsorptsioon). Adsorptsiooniprotsessis, kui aktiivsöe molekulide ja saasteainete molekulide vaheline jõud on van der Waalsi jõud (või elektrostaatiline atraktiivsus), nimetatakse seda füüsiliseks adsorptsiooniks; kui aktiivsöe molekulide ja saasteainete molekulide vaheline jõud on keemilised sidemed, nimetatakse seda keemisorptsiooniks. . Füüsikalise adsorptsiooni adsorptsiooni tugevus on peamiselt seotud aktiivsöe füüsikaliste omadustega ja sellel on vähe pistmist aktiivsöe keemiliste omadustega. Kuna van der Waalsi jõud on nõrk, on sellel vähe mõju saasteainete molekulide struktuurile. See jõud on sama, mis molekulidevaheline ühtekuuluvusjõud, nii et füüsilist adsorptsiooni saab võrrelda linnastu nähtusega. Saasteainete keemilised omadused jäävad füüsikalisel adsorptsioonil muutumatuks.

Tugeva keemilise sideme tõttu on sellel suur mõju saasteainete molekulide struktuurile, nii et keemisorptsiooni võib pidada keemiliseks reaktsiooniks, mis on tingitud saasteainete ja aktiivsöe keemilisest vastasmõjust. Chemisorptsioon hõlmab tavaliselt elektronpaaride jagamist või elektronide ülekandmist, mitte lihtsat häirimist või nõrka polariseerumist ning on pöördumatu keemilise reaktsiooni protsess. Põhiline erinevus füüsika või keemisorptsiooni vahel on jõud, mis loob adsorptsioonisideme.

Adsorptsiooniprotsess on protsess, kus saasteaine molekulid adsorbeeritakse tahkele pinnale ja molekulide vaba energia väheneb. Seetõttu on adsorptsiooniprotsess eksotermiline protsess ja vabanevat soojust nimetatakse saasteaine adsorptsioonisoojuseks tahkel pinnal. Füüsikalise adsorptsiooni ja keemilise adsorptsiooni erinevate jõudude tõttu näitavad need teatud erinevusi adsorptsiooni kuumuses, adsorptsioonikiiruses, adsorptsiooni aktiveerimisenergias, adsorptsiooni temperatuuris, selektiivsuses, adsorptsioonikihi numbris ja adsorptsioonispektris.

Aktiivsöe adsorptsioonitehnoloogiat on Hiinas farmaatsia-, keemia- ja toiduainetööstuse rafineerimisel ja värvimuutustel kasutatud juba aastaid. Seda on kasutatud tööstuslikuks reoveepuhastuseks alates 1970. aastatest. Tootmistavad näitavad, et aktiivsöel on suurepärane adsorptsioon orgaaniliste saasteainete jälgimiseks vees ning sellel on hea adsorptsiooniefekt tööstusreoveele, nagu tekstiilitrükk ja värvimine, värvikeemiatööstus, toiduainete töötlemine ja orgaaniline keemiatööstus. Tavaolukorras on sellel ainulaadne võime eemaldada reoveest orgaanilisi ühendeid, mida esindavad sellised terviklikud näitajad nagu BOD ja COD, nagu sünteetilised värvained, pindaktiivsed ained, fenoolid, benseenid, organokloorid, pestitsiidid ja naftakeemiatooted. Seetõttu on aktiivsöe adsorptsioon järk-järgult muutunud üheks peamiseks meetodiks tööstusreovee sekundaarseks või kolmanda taseme puhastamiseks.

Adsorptsioon on ühe aine aeglaselt toimiv protsess, mis kinnitub teise aine pinnale. Adsorptsioon on interfacial nähtus, mis on seotud pinnapinge ja pinnaenergia muutustega. Adsorptsiooni põhjustavad kaks sõiduvõimet, üks on lahustivee tõrjumine hüdrofoobsete ainetega ja teine on tahkete ainete afiinsuse atraktiivsus lahustuvate ainetega. Enamik adsorptsiooni reovee puhastamisel on nende kahe jõu koosmõju tulemus. Aktiivsöe spetsiifiline pindala ja pooride struktuur mõjutavad otseselt selle adsorptsioonivõimet. Aktiivsöe valimisel tuleb see kindlaks määrata katsete abil vastavalt reovee kvaliteedile. Reovee trükkimiseks ja värvimiseks tuleks valida arenenud üleminekupooridega süsinikuliigid. Lisaks mõjutab ka tuhasisaldust. Mida väiksem on tuhasisaldus, seda parem on adsorptsiooni jõudlus; mida lähemal on adsorbaadi molekuli suurus süsiniku pooride läbimõõdule, seda lihtsam on adsorbeerida; adsorbaadi kontsentratsioon mõjutab ka aktiivsöe adsorptsioonivõimet. Teatud kontsentratsioonivahemikus suureneb adsorptsioonivõime adsorbaadi kontsentratsiooni suurenemisega. Lisaks mängivad rolli ka vee temperatuur ja pH. Adsorptsioonivõime vähenes veetemperatuuri tõusuga.