В большинстве случаев адсорбционной очистки сточных вод используется неизбирательный обратимый процесс физической адсорбции, обусловленной силами межмолекулярного взаимодействия Ван-дер-Ваальса, протекающий с высокой скоростью. Соединения адсорбируются в недиссоциированном состоянии, физическая адсорбция осложнена физико-химическим взаимодействием адсорбата (адсорбируемого вещества), адсорбтива (растворителя) и адсорбента.
Адсорбенты, применяемые для очистки воды, должны удовлетворять ряду требований: иметь большую сорбционную емкость; обладать высокой механической прочностью; легко регенерироваться; иметь низкую стоимость. Большая поверхность адсорбции свойственна веществам и материалам, обладающим сильно развитой пористой структурой или находящимся в тонкодисперсном состоянии.
В процессе очистки сточных вод от ПАВ могут применяться следующие адсорбенты: активированные угли, ионообменные смолы, неорганические осадки, различные сорта ископаемых углей, полимерные сорбенты.
Активированные угли давно известны как эффективные сорбенты органических веществ из водных растворов. Адсорбенты имеют макро-, переходные и микропоры. Макропоры имеют средний радиус более 10-7 м и удельную поверхность 0,5—2,0 м2/г и не играют заметной роли в сорбционной емкости, являясь транспортными каналами, по которым адсорбируемые молекулы проникают вглубь частиц адсорбента. Переходные поры имеют эффективные радиусы в интервале от (1,5—1,6)*10-9 до 10-7 м и удельную поверхность 20—100 м2/г и в них адсорбируются вещества с крупными молекулами. Средние радиусы микропор менее (1,5—1,6) •100-9 м и удельная поверхность 200—850 м2/г.
По соотношению объемов различных пор активированные угли делятся на следующие типы: первый структурный тип, содержащий преимущественно тонкие микропоры (менее 2*10-9м); второй структурный тип с размерами пор (2—З)*10-9 м; смешанный структурный тип, содержащий в равной степени как микропоры, так и макропоры. Для адсорбции газов предпочтительнее угли первого и второго типов, а для очистки сточных вод—третьего типа. Такими углями являются угли марок КАД, БАУ, АР-3, АГ и ряд других.
Если ПАВ не диссоциированы или слабо диссоциированы, то они могут успешно извлекаться углями из сточных вод. Поскольку поверхность углерода электронейтральна, адсорбция на углях определяется в основном дисперсионными силами взаимодействия. ПАВ, находящиеся в сточных водах в виде мицелл, сорбируются наиболее полно.
Из многих марок активных углей для очистки сточных вод от ПАВ лучшим считается уголь КАД. Наиболее распространенным методом регенерации углей является термический при температурах 250—400°С с последующей активацией адсорбента при температурах 800—900°С в среде азота, углекислого газа или паров воды.
В установках очистки сточных вод адсорбцией на активированном угле применяется гранулированный уголь. Известны попытки заменить его порошкообразным, так как последний в 3— 4 раза дешевле гранулированного. Кроме того, у порошкообразного активированного угля более быстрая кинетика адсорбции вследствие сокращения пути внутренней диффузии молекул органических веществ и увеличения внешней поверхности. Регенерация этого угля осуществляется в специальной печи во взвешенном слое при 650—870°С в течение нескольких секунд при недостатке кислорода. Однако потери порошкообразного угля при регенерации составляет 15%, что в 3 раза выше, чем гранулированого. Стоимость регенерации порошкообразного угля примерно в 2 раза больше, чем гранулированного. Помимо этого возникает много технологических затруднений при работе с порошкообразным углем, и в настоящее время предпочтительнее применять гранулированные активированные угли. Перейти на страницу: 1 2
Читайте также:
Мониторинг состояния атмосферы Атмосфера - газовая оболочка, окружающая небесное тело. Ее характеристики зависят от размера, массы, температуры, скорости вращения и химического состава данного небесного тела, а также опре ...
Человек как творческий экологический фактор. Основные направления и результаты антропогенных Известно, что к 2000 году население Земли достигло шести миллиардов человек. Для их жизнеобеспечения необходимо ежегодно добывать миллиарды тонн сырьевых ресурсов, вырабатывать гигантс ...
Контроль и выявление негативных факторов, обуславливающих ухудшению промысловой продуктивности В экономике нашей страны произошли структурные и институциональные преобразования, она уже прошла нижнюю точку трансформационного кризиса, и на первый план выступают проблемы экон ...