椰殼水處理的主要影響因素
由于椰殼水處理所涉及的吸附過程和作用原理較為復(fù)雜,因此影響因素也較多。主要與椰殼的性質(zhì)、水中污染物的性質(zhì)、椰殼處理的過程原理以及選擇的運轉(zhuǎn)參數(shù)與操作條件等有關(guān)。
一、椰殼的性質(zhì)
由于吸附現(xiàn)象發(fā)生在吸附劑表面上,所以吸附劑的比表面積是影響吸附的重要因素之一,比表面積越大,吸附性能越好。
因為吸附過程可看成三個階段,內(nèi)擴散對吸附速度影響較大,所以椰殼的微孔分布是影響吸附的另一重要因素。
此外椰殼的表面化學(xué)性質(zhì)、極性及所帶電荷,也影響吸附的效果。
用于水處理的椰殼應(yīng)有三項要求:吸附容量大、吸附速度快、機械強度好。椰殼的吸附容量附其他外界條件外,主要與椰殼比表面積有關(guān),比表面積大,微孔數(shù)量多,可吸附在細孔壁上的吸附質(zhì)就多。吸附速度主要與粒度及細孔分布有關(guān),水處理用的椰殼,要求過渡孔(半徑20~1000A)較為發(fā)達,有利于吸附質(zhì)向微細孔中擴散。椰殼的粒度越小吸附速度越快,但水頭損失要增大,一般在8~30目范圍較宜,椰殼的機械耐磨強度,直接影響椰殼的使用壽命。
二、吸附質(zhì)(溶質(zhì)或污染物)的性質(zhì)
同一種椰殼對于不同污染物的吸附能力有很大差別。
(一)溶解度
對同一族物質(zhì)的溶解度隨鏈的加長而降低,而吸附容量隨同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解度越小,越易吸附。
如椰殼從水中吸附有機酸的次序是按甲酸----丙酸--丁酸而增加。
(二)分子構(gòu)造
吸附質(zhì)分子的大小和化學(xué)結(jié)構(gòu)對吸附也有較大的影響。因為吸附速度受內(nèi)擴散速度的影響,吸附質(zhì)(溶質(zhì))分子的大小與椰殼孔徑大小成一定比例,利于吸附。在同系物中,分子大的較分子小的易吸附。不飽和鍵的有機物較飽和的易吸附。芳香族的有機物較脂肪族的有機物易于吸附。
(三)極性
椰殼基本可以看成是一種非極性的吸附劑,對水中非極性物質(zhì)的吸附能力大于極性物質(zhì)。
(四)吸附制裁(溶質(zhì))
吸附質(zhì)的濃度在一定范圍時,隨著濃度增高,吸附容量增大。因此吸附質(zhì)(溶質(zhì))的濃度變化,椰殼對該種吸附質(zhì)(溶質(zhì))的吸附容量也變化。
三、溶液pH的影響
溶液pH值對吸附的影響,要與椰殼和吸附質(zhì)(溶質(zhì))的影響綜合考慮。
溶液pH值控制了酸性或堿性化合物的離解度,當pH值達到某個范圍時,這些化合物就要離解,影響對這些化合物的吸附。
溶液的pH值還會影響吸附質(zhì)(溶質(zhì))的溶解度,以及影響膠體物質(zhì)吸附質(zhì)(溶質(zhì))的帶電情況。
由于椰殼能吸附水中氫、氧離子,因此影響對其他離子的吸附。
椰殼從水中吸附有機污染物質(zhì)的效果,一般隨溶液pH值的增加而降低,pH值高于9.0時,不易吸附,pH值越低時效果越好。在實際應(yīng)用中,通過試驗確定pH值范圍。
四、溶液溫度的影響
因為液相吸附時吸附熱較小,所以溶液溫度的影響較小。
吸附是放熱反應(yīng)。吸附熱,即椰殼吸附單位重量的吸附質(zhì)(溶質(zhì))放出的總熱量,以KJ/mol為單位。吸附熱越大,溫度對吸附的影響越大。
另一方面,溫度對物質(zhì)的溶解度有影響,因此對吸附也有影響。
用椰殼處理水時,溫度對吸附的影響不顯著。
五、多組分吸附質(zhì)共存的影響
應(yīng)用吸附法處理水時,通常水中不是單一的污染物質(zhì),而是多組分污染物的混合物。在吸附時,它們之間可以共吸附,互相促進或互相干擾。一般情況下,多組分吸附時分別的吸附容量比單組分吸附時低。
六、吸附操作條件
因為椰殼液相吸附時,外擴散(液膜擴散)速度對吸附有影響,所以吸附裝置的型式、接觸時間(通水速度)等對吸附效果都有影響。
綜上所述,影響吸附的因素很多,應(yīng)綜合分析,根據(jù)具體情況,選擇吸附條件,達到好的吸附效果。