Aktīvās ogles adsorbcijas princips

Aktīvās ogles ieviešana

Aktīvā ogle ir melns pulveris vai granulēts oglekļa materiāls. Sakarā ar mikrokristāliskā oglekļa neregulāru izvietojumu aktīvās ogles struktūrā, starp šķērssavienojumiem ir poras, un aktivizēšanas laikā radīsies oglekļa struktūras defekti, tāpēc tas ir sava veida porains ogleklis ar zemu masas blīvumu un lielu īpatnējo virsmas laukumu. Filtra galvenais materiāls.

Aktīvās ogles ražošana

Aktīvās ogles galvenā izejviela var būt gandrīz visi organiskie materiāli, kas bagāti ar oglekli, piemēram, ogles, koks, augļu čaumalas, kokosriekstu čaumalas, valriekstu čaumalas, aprikožu apvalks, jujube apvalks utt. Šie oglekļa dioksīda materiāli tiek pārvērsti aktīvajā oglī ar pirolīzi augstā temperatūrā un noteiktu spiedienu aktivācijas krāsnī. Šī aktivizēšanas procesa laikā pakāpeniski veidojas milzīgs virsmas laukums un sarežģīta poru struktūra, un šajās porās un uz tām tiek veikts tā sauktais adsorbcijas process. Aktīvās ogles poru izmēram ir selektīva adsorbcijas ietekme uz adsorbātu, tas ir Tāpēc, ka makromolekulas nevar iekļūt aktīvās ogles porās, kas ir mazākas par tās porām. Aktīvā ogle ir hidrofobs adsorbents, kas izgatavots no materiāliem, kuru pamatā ir ogle, kā izejvielas, kas ir karbonizētas un aktivizētas augstā temperatūrā. Aktīvā ogle satur lielu skaitu mikroporu, un tai ir milzīgs virsmas laukums, kas var efektīvi noņemt krāsu un smaku, kā arī var atdalīt lielāko daļu organisko piesārņotāju un dažas neorganiskās vielas sekundārajos notekūdeņos, tostarp dažos toksiskos smagos metālus.

Aktīvās ogles princips

1) Filtrēšanas princips

Aktīvās ogles filtrs ir piesārņojošo vielu pārtveršanas process suspendētajā stāvoklī ūdenī, un pārtvertā suspendētā viela aizpilda atstarpes starp aktīvajām odzēm. Filtra slāņa poru izmērs un porainība palielinās, palielinoties aktīvās ogles materiāla daļiņu izmēram. Tas nozīmē, ka, jo rupjāks ir aktīvās ogles daļiņu izmērs, jo lielāka ir telpa, kas var uzņemt suspendētās cietās daļiņas. Tas izpaužas kā uzlabota filtrēšanas jauda, palielināta netīrumu turēšanas spēja un palielināta netīrumu pārtveršana. Tajā pašā laikā, jo lielākas ir aktīvās ogles filtra slāņa poras, jo dziļāk suspendētās cietās daļiņas ūdenī var transportēt uz nākamo aktīvās ogles filtra slāņa slāni. Pietiekama aizsardzības biezuma apstākļos suspendētās cietas vielas var saglabāt vairāk, padarot vidējos un apakšējos filtra slāņus efektīvākus. Pārtveršanas funkcija ir labi iedarbīga, un palielinās vienības piesārņotāju pārtveršanas daudzums.

Stingri runājot, aktīvās ogles aiztures spēja suspendētajām cietajām vielām nāk no aktīvās ogles nodrošinātā virsmas laukuma. Ja plūsmas ātrums ir zems, iekārtas filtrēšanas jaudu galvenokārt iegūst no aktīvās ogles skrīninga efekta, un, kad plūsmas ātrums ir ātrs, filtrēšanas jaudu iegūst adsorbcijas efekts uz aktīvās ogles daļiņu virsmu. Jo spēcīgāka ir saķere.

2) Adsorbcijas princips

Saskaņā ar dažādiem spēkiem starp aktīvās ogles molekulām un piesārņotāju molekulām adsorbcijas procesā adsorbciju var iedalīt divās kategorijās: fiziskā adsorbcija un ķīmiskā adsorbcija (pazīstama arī kā aktīvā adsorbcija). Adsorbcijas procesā, kad spēks starp aktīvās ogles molekulām un piesārņotāju molekulām ir van der Vālsa spēks (vai elektrostatiskā piesaiste), to sauc par fizisku adsorbciju; ja spēks starp aktīvās ogles molekulām un piesārņojošo vielu molekulām ir ķīmiskas saites, to sauc par chemizorbciju. . Fiziskā adsorbcijas adsorbcijas adsorbcijas stiprums galvenokārt ir saistīts ar aktīvās ogles fizikālajām īpašībām, un tam ir maz sakara ar aktīvās ogles ķīmiskajām īpašībām. Tā kā van der Waals spēks ir vājš, tam ir maza ietekme uz piesārņotāju molekulu struktūru. Šis spēks ir tāds pats kā starpmolekulārās kohēzijas spēks, tāpēc fizisko adsorbciju var salīdzināt ar aglomerācijas fenomenu. Piesārņojošu vielu ķīmiskās īpašības fiziskās adsorbcijas laikā nemainās.

Spēcīgās ķīmiskās saites dēļ tam ir liela ietekme uz piesārņotāju molekulu struktūru, tāpēc ķīmiskierbcija var tikt uzskatīta par ķīmisku reakciju, kas ir piesārņojošo vielu un aktīvās ogles ķīmiskās mijiedarbības rezultāts. Ķīmiskisorbcija parasti ietver elektronu pāru koplietošanu vai elektronu pārnesi, nevis vienkāršu perturbāciju vai vāju polarizāciju, un tas ir neatgriezenisks ķīmiskās reakcijas process. Būtiska atšķirība starp fizisorbciju un chemisorbtion ir spēks, kas rada adsorbcijas saiti.

Adsorbcijas process ir process, kurā piesārņojošo vielu molekulas adsorbējas uz cietās virsmas, un molekulu brīvā enerģija samazināsies. Tāpēc adsorbcijas process ir eksotermisks process, un izdalīto siltumu sauc par piesārņotāja adsorbcijas siltumu uz cietā virsmas. Pateicoties dažādiem fiziskās adsorbcijas un ķīmiskās adsorbcijas spēkiem, tie parāda noteiktas adsorbcijas siltuma, adsorbcijas ātruma, adsorbcijas aktivācijas enerģijas, adsorbcijas aktivizēšanas enerģijas, adsorbcijas temperatūras, selektivitātes, adsorbcijas slāņa skaita un adsorbcijas spektra atšķirības.

Aktīvās ogles adsorbcijas tehnoloģija jau daudzus gadus Ķīnā tiek izmantota farmācijas, ķīmijas un pārtikas rūpniecības rafinēšanai un decolorizācijai. To izmanto rūpnieciskai notekūdeņu attīrīšanai kopš 20. gadsimta 70. gadiem. Ražošanas prakse liecina, ka aktivētajai oglei ir lieliska adsorbcija, lai izsekotu organiskajiem piesārņotājiem ūdenī, un tai ir laba adsorbcijas ietekme uz rūpnieciskajiem notekūdeņiem, piemēram, tekstilizstrādājumu drukāšanu un krāsošanu, krāsvielu ķīmisko rūpniecību, pārtikas pārstrādi un organisko ķīmisko rūpniecību. Normālos apstākļos tā unikāli spēj notekūdeņus atdalīt organiskos savienojumus, ko veido visaptveroši rādītāji, piemēram, BSP un ĶSP, piemēram, sintētiskās krāsvielas, virsmaktīvās vielas, fenoli, benzoli, hlororganiskie līdzekļi, pesticīdi un naftas ķīmijas produkti. Tāpēc aktīvās ogles adsorbcija pakāpeniski ir kļuvusi par vienu no galvenajām rūpniecisko notekūdeņu sekundārās vai terciārās attīrīšanas metodēm.

Adsorbcija ir vienas vielas lēnas darbības process, kas piestiprināts pie citas vielas virsmas. Adsorbcija ir starpkonfesionāla parādība, kas saistīta ar virsmas spraiguma un virsmas enerģijas izmaiņām. Ir divas braukšanas spējas, kas izraisa adsorbciju, viena ir šķīdinātāja ūdens atgrūšana hidrofobām vielām, bet otra ir cietvielu radniecības pievilcība izšķīdušajiem. Lielākā daļa adsorbcijas notekūdeņu attīrīšanā ir šo divu spēku kopējās ietekmes rezultāts. Aktīvās ogles īpatnējais virsmas laukums un poru struktūra tieši ietekmē tās adsorbcijas spēju. Izvēloties aktīvo ogli, tā jānosaka eksperimentos atbilstoši notekūdeņu kvalitātei. Notekūdeņu drukāšanai un krāsošanai jāizvēlas oglekļa sugas ar izstrādātām pārejas porām. Turklāt pelnu saturam ir arī ietekme. Jo mazāks pelnu saturs, jo labāka ir adsorbcijas veiktspēja; jo tuvāk adsorbētās molekulas izmērs ir oglekļa poru diametram, jo vieglāk to adsorbēt; adsorbētā koncentrācija ietekmē arī aktīvās ogles adsorbcijas spēju. Noteiktā koncentrācijas diapazonā adsorbcijas spēja palielinās, palielinoties adsorbētā koncentrācijai. Turklāt nozīme ir arī ūdens temperatūrai un pH. Adsorbcijas jauda samazinājās, palielinoties ūdens temperatūrai.