吸附作用在水处理中的应用

㈠ 怎样利用活性炭处理农村生活污水

活性炭作为一种比较特殊的碳质材料，以其发达的孔隙结构、巨大的比表面积、良好的稳定性质、很强的吸附能力以及优异的再生能力，被广泛应用于环保等各个领域，文章将着重介绍活性炭吸附技术在水处理中的应用。
1. 活性炭的物理化学特性
1.1 活性炭（AC） 活性炭是常用的一种非极性吸附剂，性能稳定，抗腐蚀，故应用广泛。它是一种具有吸附性能的炭基物质的总称。把含碳的有机物质加热炭化，去除全部挥发物，在经药品（如ZnCl2 等）或水蒸汽活化，制成多孔性炭素结构吸附剂。活性炭有粉状和粒状两种，工业上多采用粒状活性炭。由于原料和制法的不同，其孔径分布不同，一般分为：碳分子筛，孔径在10×10-10m 以下；活性焦炭，孔径20×10-10 以下；活性炭，孔径在50×10-10m 以下。
1.2 活性炭纤维（ACF） 活性炭纤维是一种新型吸附功能材料，它以木质素、纤维素、酚醛纤维、聚丙烯纤维、沥青纤维等为原料，经炭化和活化制的。与活性炭相比较特有的微孔结构，更高的外表面和比表面积以及多种官能团，平均细孔直径也更小，通过物理吸附以及物理化学吸附等方式在废水、废气处理、水净化领域得到了广泛应用。纤维状活性炭微孔体积占总孔体积90%左右，其微孔孔径大部分在1nm 左右，没有过度孔和大孔。比表面积一般为600～1200m2/g，甚至可达3000m2/g。活性炭纤维脱附再生速率快，时间短，且其性能不变，这一点优于活性炭。与活性炭一样，活性炭纤维吸附时无选择性，主要用于吸附有机污染物，一般用于炼油厂综合废水处理。
2. 活性炭的吸附作用与吸附形式
2.1 活性炭处理活性炭处理指利用活性炭作为吸附剂和催化剂载体的有关过程。主要应用于生活饮用水深度净化，城市污水处理，工业废水的处理。
2.2 吸附作用与吸附形式
将溶质聚集在固体表面的作用称为吸附作用。活性炭表面具有吸附作用。吸附可以看成是一种表面现象，所以吸附与活性炭的表面特性有密切关系。活性炭有巨大的内部表面和孔隙分布。它的外表面积和表面氧化状态的作用是较小的，外表面是提供与内孔穴相通的许多通道。表面氧化物的主要作用是使疏水性的炭骨架具有亲水性，使活性炭对许多极性和非极性化合物具有亲和力。活性炭具有表面能，其吸附作用是构成孔洞壁表面的碳原子受力不平衡所致，从而引起表面吸附作用。
活性炭的吸附形式分为物理吸附和化学吸附。物理吸附时通过分子力的吸附，即同偶极之间的作用和氢键为主的弱范德华力有关。它有足够的强度，可以捕获液体中的分子。物理吸附是分子力引起的，吸附力较小。物理吸附需要活化能，可在低温条件下进行。这种吸附时可逆的，在吸附的同时，被吸附的分子由于热运动会离开固体表面，这种现象称为解吸。化学吸附与价键力相结合，是一个放热过程。化学吸附有选择性，只对某种或几种特定物质起作用。化学吸附不可逆，比较稳定，不易解吸。活性炭的吸附过程分为三个阶段。首先是被吸附物质在活性炭表面形成水膜扩散，称为膜扩散，然后扩散到炭的内部孔隙，称为孔扩散，最后吸附在炭的孔隙表面上。因此，吸附速率取决于被吸附物向活性炭表面的扩散。在物理吸附中，炭粒孔隙内的扩散速度和炭粒表面上的吸附反应速度，主要同前两项有关。
3. 活性炭吸附技术在水处理中的应用
3.1 活性炭吸附技术应用于水处理中的概况
实践证明，活性炭是用于水和废水处理较为理想的一种吸附剂，研究活性炭用于水和废水处理已有十年的历史。近二十年来，由于活性炭的再生问题得到了较为满意的解决，同时，活性炭的制造成本也有了降低，活性炭吸附技术在国内外才逐渐推广使用，目前使用最多的是三级废水处理和给水除臭。20 世纪60 年代初，欧美各国开始大量使用活性炭吸附水源净化的有效手段。我国20 世纪60 年代已将活性炭用于二硫化碳废水处理，自70 年代初以来，粒状活性炭处理工业废水，不论在技术上，还是在应用范围和处理规模上都发展很快。在炼油废水、炸药废水、印染废水、化工废水、电镀废水等处理都已在生产上形成较大规模的应用，并取得了满意的效果。
3.2 活性炭在水和废水处理中的应用
活性炭有不同的形态，目前在水处理上仍以粒状和粉状两种为主。粉状炭用于间歇吸附，即按一定的比例，把粉状炭加到被处理的水中，混合均匀，藉沉淀或过滤将炭、水分离，这种方法也称为静态吸附。粒状炭用于连续吸附，被处理的水通过炭吸附床，使水得到净化，这种方法在形式上与固定床完全一样，也称为动态吸附。能被活性炭吸附的物质很多，包括有机的或无机的，离子型的或非离子型的，此外，活性炭的表面还能起催化作用，所以可用于许多不同的场合。活性炭对水中溶解性的有机物有很强的吸附能力，对去除水中绝大部分有机污染物质都有效果，如酚和苯类化合物、石油以及其他许多的人工合成的有机物。水中有些有机污染物质难于用生化或氧化法去除，但易被活性炭吸附。由于活性炭吸附处理的成本比其他一般处理方法要高。所以当水中有机物的浓度较高时，应采用其他较为经济的方法先将有机物的含量降低到一定程度在进行处理。在废水处理中，通常是将活性炭吸附工艺放在生化吹得后面，称为活性炭三级废水处理，进一步减少废水中有机物的含量，去除那些微生物不易分解的污染物，使经过活性炭处理后的水能达到排放标准的要求，或使处理后的水能回到生产工艺中重复使用，达到生产用水封闭循环的目的。活性炭吸附有机物的能力是十分大的，在三级废水处理中，每克活性炭吸附的COD 可达到本身质量的百分之几十。在废水处理厂中增加了三级废水处理能使BOD 的去除效果达到95%。活性炭以物理吸附的形式去除水中的有机物，吸附前后被吸附的性质并未变化，如果能采用适当的解吸方法，还能回收水中有价值的物质。如果把粉状活性炭投入爆气设备中，炭粉与微生物形成了一种凝聚体，可使处理效果超过一般的二级生物处理法，出水水质接近于三级处理。此外，还能够使活性炭污泥变得缜密和结实，降低出水浑浊度，提高二级处理的水力负荷。粉状炭可以间断地加入，对于现有的二级处理厂可在不增加三级处理投资的情况下，提高处理效果。
3.3 粉状活性炭在给水处理中的应用
粉状活性炭在给水处理中的应用已有 70 年左右的历史。自从美国首次使用粉状活性炭去除氯酚产生的臭味以后，活性炭成为给水处理中去除色、嗅、味和有机物的有效方法之一。国外对粉状活性炭吸附性能做的大量研究表明：粉状活性炭对三氯苯酚、农药中所含有机物，三卤甲烷及前体物以及消毒副产物三氯醋酸、二氯醋酸和二卤乙腈等均有很好的吸附效果，对色、嗅、味的去除效果已得到公认。粉状活性炭在欧洲、美国、日本等地的应用很普遍，美国20 世纪80 年代初期每年在给水处理中所用粉状活性炭约25 万吨，且有逐年增加的趋势。我国20 世纪60 年代末期开始注意污染水源的除嗅、除味问题。粉末活性炭在上海、哈尔滨、合肥、广州都曾试用过。粉状活性炭应用的主要特点是设备投资低，价格便宜，吸附速度快，对短期及突发性水质污染适应能力强。自来水厂中应用粉状活性炭吸附技术，是一项非常有前景的技术。但是，由于未能很好地解决该技术在应用方面存在的局限性，仍然难以发挥粉状活性炭技术的优势，导致该技术应用不能达到实际效果。在自来水厂中的应用必须解决理论依据和应用两大类问题。理论上应解决的问题主要有以下几个方面：
1.根据水厂原水的水质状况，特别是有机物分子量的分布状况，确定投加粉状活性炭的炭种和不同炭种活性炭对有机物去除效果的影响；
2.根据水厂的实际水质情况，确定合适、合理的投加点及投加方式，以解决粉状活性炭与混凝剂吸附竞争的矛盾，提高粉状活性炭使用效率。
3.4 颗粒活性炭在饮用水深度处理中的应用
由于活性炭对水中微量有机污染物具有优良的吸附特性，早在20 世纪20 年代初，国外就开始用粉状活性炭去除水中的臭和味。1930 年第一个使用颗粒活性炭吸附池除臭的水厂建于美国费城，在20 世纪60 年代末70 年代初，由于煤质颗粒炭的大量生产和再生设备的问世，发达国家开展了利用活性炭吸附去除水中微量有机物的研究工作，对饮用水进行深度处理，颗粒活性炭净化装置在美国、欧洲、日本等国陆续建成投产。美国以地面水为水源的水厂已有90%以上采用了活性炭吸附工艺。目前世界上有成百座用颗粒炭吸附的水厂正在运行。国外目前在给水处理中最常用的是降流式活性炭吸附池，据报道最大单池面积达160m2,单层炭层厚度为0.7～2.5m，空床接触时间6～20min，大多数采用压缩空气和水联合冲洗。
公司生产的果壳活性炭是选用椰壳、核桃壳、杏壳作原料。通过物理或化学方法对原料进行破碎、过筛、炭化、活化、烘干、筛选等一系列工序加工而成。果壳活性炭外观呈黑色颗粒状，孔隙发达、比表面积大、吸附性能强、床层阻力小、化学性能稳定。果壳活性炭具有物理吸附和化学吸附的双重特性，是一种非常优良的吸附剂。果壳活性炭适用于生活用水、工业用水和废水的深度净化、脱氯、脱色、除臭和黄金提炼等方面。主要生产活性炭系列产品有：果壳活性炭、煤质活性炭、椰壳活性炭>、杏壳活性炭、枣壳活性炭、粉状活性炭、污水处理活性炭、印染处理活性炭和空气净化活性炭等活性炭系列产品。
公司生产的果壳活性炭是选用椰壳、核桃壳、杏壳作原料。通过物理或化学方法对原料进行破碎、过筛、炭化、活化、烘干、筛选等一系列工序加工而成。果壳活性炭外观呈黑色颗粒状，孔隙发达、比表面积大、吸附性能强、床层阻力小、化学性能稳定。果壳活性炭具有物理吸附和化学吸附的双重特性，是一种非常优良的吸附剂。果壳活性炭适用于生活用水、工业用水和废水的深度净化、脱氯、脱色、除臭和黄金提炼等方面。主要生产活性炭系列产品有：果壳活性炭、煤质活性炭、椰壳活性炭>、杏壳活性炭、枣壳活性炭、粉状活性炭、污水处理活性炭、印染处理活性炭和空气净化活性炭等活性炭系列产品。

㈡ 何谓废水处理吸附法吸附法的原理是什么物理吸附和化学吸附有何不同

简单地说i就是利用来某些源物质对废水中的有害物质有吸附作用达到吸附有害物质使废水能够达标排放。

原理：固体表面与液体表面都有一个特点；即表面层分子受力是不对称的，因此都存在表面张力及表面吉布斯函数。又因为固体表面上的分子几乎不能移动，这使得固体不能像液体那样收缩表面来降低吉布斯函数，因为固体通过从表面的外部空间吸引气体分子到表面以减小表面分子受力不对称的程度。

物理吸附：吸附力是范德华力，一般为单层或者多层吸附，吸附具有可逆性，选择性比较差；
化学吸附：吸附力为化学键力，一般为单层吸附，选择性高，但是吸附过程一般不可逆。

㈢ 净化水时吸附和沉淀那一个作用更强

不能说哪个强，只是说吸附是指的吸附水中的有色气体和沉降不下来的物体不溶性小颗粒；而沉淀是指的不溶性物质大颗粒在液体中的沉降。吸附是先吸，把小颗粒聚集沉降，而沉淀是直接静置沉降的。

㈣ 用活性炭吸附可以除去水中不溶性杂质吗

可以。在给水处抄理厂中，活袭性炭吸附法又起完善水质的作用。采用的设备是以粒状活性炭为滤料的滤池，其构造及工作情况和普通快滤池相似，运行过程中须定期反复冲洗，以除去炭层中的悬游物,防止水头损失过大。

活性炭滤床也可采用流化床或移动床。与快滤池不同水流均从下而上。流化床的流速使炭层膨胀，不易阻塞。移动床内失效的炭从池底连续排出，新炭从池顶连续补充。

(4)吸附作用在水处理中的应用扩展阅读

活性炭吸附机理：

活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。

吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。吸附能力的大小是用吸附量来衡量的，吸附速度是指单位时间内单位重量的吸附剂所吸附的量。在水处理中，吸附速度决定了吸附剂与污水的接触时间。

㈤ 吸附作用的应用

常见的吸附剂有活性炭，硅胶，活性氧化铝，硅藻土等。电解质溶液中生成的许多沉淀，如氢氧化铝，氢氧化铁，氯化银等也具有吸附能力，它们能吸附电解质溶液中的许多离子。
吸附剂在各个方面都有很多的应用，吸附作用在研究固体表面分形性质、气体吸附分离、水处理、纳米粒子制备、表面活性剂在固液界面上的吸附胶团加溶
和吸附胶团催化等方面都有广泛的应用。
另外吸附剂在生产和科学研究上，常利用吸附和解吸作用来干燥某种气体或分离，提纯物质。吸附作用可以使反应物在吸附剂表面浓集，因而提高化学反应速度。同时由于吸附作用，反应物分子内部的化学键被减弱，从而降低了反应的活化能，使化学反应速度加快。因此吸附剂在某些化学反应中可作催化剂。

㈥ 谁能介绍一下打孔吸附树脂在水处理上的应用 最好给我一张使用大孔吸附树脂处理水的工艺流程图

大孔吸附树脂是一种不溶于酸、碱及各种有机溶剂的有机高分子聚合物，应用大孔吸附树脂进行分离的技术是20世纪60年代末发展起来的继离子交换树脂后的分离新技术之一。
大孔吸附树脂是近代发展起来的一类有机高聚物吸附剂，70年代末开始将其应用于中草药成分的提取分离。中国医学科学院药物研究所植化室试用大孔吸附树脂对糖、生物碱、黄酮等进行吸附，并在此基础上用于天麻、赤勺、灵芝和照山白等中草药的提取分离，结果表明大孔吸附树脂是分离中草药水溶性成分的一种有效方法。用此法从甘草中可提取分离出甘草甜素结晶。以含生物碱、黄酮、水溶性酚性化合物和无机矿物质的4种中药有效部位的单味药材（黄连、葛根、丹参、石膏）水提液为样本，在LD605型树脂上进行动态吸附研究，比较其吸附特性参数。结果表明除无机矿物质外，其它中药有效部位均可不同程度的被树脂吸附纯化。不同结构的大孔吸附树脂对亲水性酚类衍生物的吸附作用研究表明不同类型大孔吸附树脂均能从极稀水溶液中富集微量亲水性酚类衍生物，且易洗脱，吸附作用随吸附物质的结构不同而有所不同，同类吸附物质在各种树脂上的吸附容量均与其极性水溶性有关。用D型非极性树脂提取了绞股蓝皂甙，总皂甙收率在2.15%左右。用D1300大孔树脂精制“右归煎液”，其干浸膏得率在4～5%之间，所得干浸膏不易吸潮，贮藏方便，其吸附回收率以5-羟甲基糖醛计，为83.3%。用D-101型非极性树脂提取了甜菊总甙，粗品收率8%左右，精品收率在3%左右。用大孔吸附树脂提取精制三七总皂甙，所得产品纯度高，质量稳定，成本低。将大孔吸附树脂用于银杏叶的提取，提取物中银杏黄酮含量稳定在26%以上。江苏色可赛思树脂有限公司整理用大孔吸附树脂分离出的川芎总提物中川芎嗪和阿魏酸的含量约为25%～29%，收率为0.6%。另外大孔吸附树脂还可用于含量测定前样品的预分离。

㈦ 在净化水的过程中常用活性炭是利用它具有什么作用

活性炭具有吸附复的制功效，例如余氯
、异味等，使用反渗透膜过滤精度为0.0001um超微小的孔径。
利用超静压力泵高压渗透，使水分子和离子态的矿物质元素，通过一层逆渗透膜，而溶解在水中的绝大部分重金属、有机物以及细菌、病毒等，则无法透过逆渗透膜被截留。以逆渗透原理，将水中所含不纯物质如热原、滤过性病毒、细菌、毒素、化合物、重金属（砷、钴、镉、汞等）有毒物质、金属、盐类、游离子等危害人体健康的物质，逆渗透膜使杂质与纯水隔离，并制造出纯净水。

㈧ 吸附技术在水处理中的应用

活性炭是最常用的抄
碳质吸袭附剂
，由
无定形碳
和少量
无机物
灰分所组成，活性炭
比表面积
很大，可达900-1700m2/g，因此具有很高的
吸附容量
；同时，活性炭表面有多种
官能团
，具有
物理吸附
、
化学吸附
两种功能，对原水中极性和非极性有机物均具有良好的吸附能力。
活性炭能够比较有效的去除水中的
余氯
、有机物、色度、
浊度
、臭味等。

㈨ 静态吸附实验在废水处理过程中起到什么作用

氯化钙在废水处理中的作用： 1.杀菌消毒：氯化钙溶于水后的氯离子有杀菌消毒的作用。
2.置换：钙离子可以置换出水中的金属阳离子，尤其在含有金属阳离子的废水处理过程中，为了减少金属阳离子何部分高毒性物质对生化段的破坏，预处理过程中用氯