2014年環(huán)保工程師《水污染防治》知識點輔導:吸附
吸附
大綱要求:熟悉吸附的技術和方法,了解主要吸附劑的性能和影響因素
吸附:溶液中的物質由一相向某種適宜的另一相界面上積累的過程。
在廢水處理中,用吸附作用來去除廢水中的污染物質時,一般都是通過固液界面的吸附來實現(xiàn)的,具吸附能力的多孔性固體物質稱為吸附劑。
吸附原理
吸附是一種在兩相界面上發(fā)生的表面現(xiàn)象,與物質表面張力和表面能的變化有關,符合熱力學第二定律,可用吉布斯方程式表示:
式中,若某溶質能降低溶液的表面張力,即 為負值, 為正值,產生正吸附,若某溶質能增加溶液的表面張力,則 為正值, 為負值,產生負吸附,稱為解吸。
吸附的類型
?、盼锢砦剑?/P>
特點是吸附熱較小,低溫就能進行,吸附是可逆的,吸附基本沒有選擇性。
?、苹瘜W吸附:
特點是吸附熱較大一般在較高溫度下進行;當化學鍵力大時,吸附是不可逆的;吸附有選擇性,一種吸附劑只對某種或幾種吸附質發(fā)生化學吸附。
?、请x子交換吸附:
水處理中,吸附往往是由上述3種吸附綜合作用的結果,但由于吸附質和吸附劑的不同以及其他因素的影響,可能某種吸附是主要的。
吸附等溫線
在溫度一定的條件下,吸附容量隨吸附質平衡濃度的增大而提高,吸附容量隨平衡濃度而變化的曲線稱為吸附等溫線。
常見的吸附等溫線有Ⅰ型和Ⅱ型兩種類型。
Ⅰ型吸附等溫線與朗格謬爾和弗蘭德利希吸附等溫式相對應,Ⅱ型吸附等溫線與BET等溫式相對應。應理解這幾個公式,并掌握公式中各參數(shù)的計算過程。
吸附速率
吸附速率是指單位重量的吸附劑在單位時間內所吸附的吸附質質量。
吸附速率越快,吸附質與吸附劑接觸時間就越短,所需的吸附設備容積也就越小。
吸附速率取決于吸附質的傳質過程,對于多孔吸附劑,傳質分為以下三步:
?、傥劫|從溶液主體擴散到吸附劑外表面,這是吸附質透過吸附劑表面液膜的傳質簡稱外擴散;
?、谖劫|由吸附劑顆粒的外表面,經顆粒內的細孔擴散到顆粒的內表面,簡稱內擴散;
?、畚劫|在吸附劑的表面上被吸附。
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