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污水处理常用的吸附剂
污水处理常用的吸附剂
发布时间:2018-9-20 16:15:26      来源:4001百老汇会员登入     

    常用的吸附剂包括可再生吸附剂如活性炭、离子交换纤维等和不可再生吸附剂,如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰)及天然废料(木炭、锯屑)等。

    活性炭,4001com登录入口.jpg活性炭:活性炭是由动物性炭、木炭、沥青炭等含炭为主的物质,经高温炭化和活化而成。活性炭的孔隙是由于炭在活化过程中无组织的炭素和炭成分被消耗后,在基本微晶间(非晶部分)留下的空间。在活化过程中微晶间产生了形状不同、大小不一的孔隙,由于这些孔隙的作用,特别是微孔提供了巨大的表面积,使得活性炭具有很高的吸附性能;在所有的吸附剂中,活性炭是目前有色皮革脱色最常用的脱色剂,它包括粒状活性炭、粉状活性炭和活性炭纤维等,其中最常用的是粉状活性炭。它可以有效去除有色萃取液中的活性染料、碱性染料、偶氮染料;活性炭微孔多、大中孔不足、亲水性强,限制了大分子及疏水性染料的扩散,适用于分子质量不超过400的水溶性染料分子脱色,对大分子或疏水性染料的脱色效果较差;而对于水溶性的染料,吸附速率快,脱色效果好,但由于易于饱和,不宜用于高浓度有色萃取液处理;而在一定条件下,活性炭不仅可以去除颜色而且能吸附某些重金属离子(如:Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mn2+)。此外,活性炭的粒度、用量、温度、时间及pH,也影响活性炭的吸附效果;采用4001com登录入口脱色时要特别注意pH值的控制,首先要调节pH值为碱性。粉状吸附剂一般比颗粒吸附剂的脱色效果好,粒度在160~200目范围内吸附率最高;吸附达平衡前,活性炭用量越多,吸附率越高;离子强度越高,吸附率则越低。低温时吸附率较高而高温时吸附率则会下降;随着脱色时间的增加脱色率会随着升高。虽然4001com登录入口脱色具有很多优点,但是采用活性炭对资源也是一种消耗,因此在考虑到节约资源这个问题上,可以采用人们日常生活中使用过的废弃碳渣或煤灰,其也具有碳的多孔结构,同时,因为六价铬在萃取液中是以重铬酸根的形式存在,而在碱性环境中,当萃取液中的OH-的含量增加到一定程度时,碳渣对OH-的吸附就会达到平衡态,从而使溶液不再吸取重铬酸根离子。因此,在适当的pH环境中,采用吸附脱色,在保证六价铬离子的含量不受影响的同时去除染料颜色的干扰。也有工厂用碳渣吸附后,发现六价铬的测定出现负偏差,即六价铬被吸附了,这可能的原因就是萃取液中的OH-的含量太小,碳渣对OH-的吸附不足就会使其吸取重铬酸根离子,从而使得六价铬的测定出现了负偏差,所以脱色时必须很好地控制溶液的OH-含量。

    活性炭,4001com登录入口.jpg聚丙烯酰胺

    聚丙烯酰胺(PAM)为一种线性高分子聚合物,它不含离解基团,在水中也不离解,因此称为非离子型聚合物,高摩尔质量的PAM是重要的吸附剂,是丙烯酰胺单体在引发剂作用下均聚或共聚所得聚合物的统称,它作为吸附剂时的作用有以下2个方面:①通过物理吸附作用对有色萃取液中的染料产生较强的结合力;②高聚合度的线性分子在有色萃取液中保持适当的伸展形状,发挥吸附架桥链接作用,将许多细小颗粒吸附、聚集在一起,达到絮凝沉淀的效果。聚丙烯酰胺被广泛用于有色皮革中六价铬检测时采用的吸附剂,其对颜色去除具有很好的效果,但是由于其颗粒比表面积较小,因此在脱色时脱色速率很慢,液体流出速度慢,而且容易使吸附剂也透过脱色柱底部的托层。因此当皮革萃取液经过聚丙烯酰胺脱色柱时,会有吸附剂本身颜色的干扰,经吸附脱色后的萃取液会稍显白色,因此在脱色时应加厚过滤柱的滤网,如棉花,若对颜色脱色不完全也可进行二次脱色。有资料显示,聚丙烯酰胺对皮革萃取液有较好的脱色效果,深色皮革萃取液经脱色处理后,在磷酸氢二钾缓冲液中,铬标准溶液通过聚丙烯酰胺柱后的回收率大于99%,适于用DIN53314标准测定,同时应对脱色剂用量、温度、时间及pH进行很好的控制,这些外界条件对于脱色效果也有很大的影响。

    活性炭,4001com登录入口.jpg硅藻土

    硅藻土(Diatomite)是海洋或湖泊中生长的硅藻类残骸在水底沉积,经自然环境作用逐渐形成的一种非金属矿物。硅藻土的显著特性是质轻、多孔、高液体吸附能力、比表面积大、以及化学惰性和不溶于一般酸等优异的物理化学性质,因此硅藻土被广泛用于制备助滤剂、吸附剂、催化载体以及功能填料。硅藻土的吸附性能与硅藻土的物理结构和化学结构密切相关的。一般来说,比表面越大吸附量就越大;孔径越大,吸附质在空内的扩散速率越大,则越有利于达到吸附平衡,但在一定孔体积下,孔径增大会降低比表面,从而减小吸附平衡量;在孔径一定时,孔容越大,吸附量就越大。硅藻土对染料的吸附机理:吸附剂表面带电基团通过静电引力吸附染料分子;通过吸附剂表面的羟基产生氢键作用吸附染料;通过与染料分子产生作用吸附染料;并通过多孔吸附剂表面与染料分子产生范德华力吸附染料;其中,静电引力和氢键作用在吸附过程中起主要作用。有资料显示:在有色中,硅藻土对酸性黑和直接深棕染料略有吸附,对酸性嫩黄和酸性湖蓝吸附量比较少,对酸性大红染料几乎不吸附。同时,过夜后测出的脱色率不但不上升,反而有所降低。这说明被吸附的染料有部分解吸现象,导致脱色剂脱色率下降。另有试验表明:若在加入硅藻土脱色剂脱色之前,将皮革有色萃取液的pH值调到3.0左右,除黄色染料外,其它颜色染料的脱色率都会提高,这就表明pH对于硅藻土吸附脱色有很大的影响,因此必须对其进行很好的控制。然而,对于某些天然硅藻土吸附性能较差的缺点,可以通过改性来进一步提高它的染料吸附性能,应根据硅藻土表面孔径可控、可有效改造的结构特征,在硅藻土上引入氢氧化镁、利用硅藻土的大比表面积及第二组分所具有的吸附作用,发挥它们的协同效应,对染料进行有效吸附,从而制备出有效低价的染料吸附剂,这对于充分利用硅藻土丰富资源、提高皮革有色萃取液脱色效率等,具有实用价值;此外,单一采用硅藻土对有色萃取液脱色时其脱色速率很慢,而将其改性后也大大提高了脱色速率,减少了操作时间。

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    4001com登录入口是由铝的水合物加热脱水制成,它的性质取决于最初氢氧化物的结构状态,一般都不是纯粹的Al2O3,而是部分水合无定形的多孔结构物质,其中不仅有无定形的凝胶,还有氢氧化物的晶体,4001com登录入口球具有许多毛细孔道,表面积大,因此可作为吸附剂使用;另外氯化铝对有色溶液有一定的吸附性能。

    一般情况下,无论采用哪种吸附剂,随着沉降时间的延长,吸附剂的脱色率都会明显的改变,同时在大多数情况下,随着脱色时间的延长,其脱色率也会相应地上升。在刚开始的沉降过程中,脱色率会快速上升,但随着脱色时间的增长,脱色率上升速度逐渐变得缓慢,但过一段时间就会逐渐达到稳定状态,也就是达到吸附平衡,再延长时间也不会出现很大变化,因此需很好的控制脱色时间。

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