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吸附速度是指單位無煙煤濾料質(zhì)量吸附劑在單位時間內(nèi)吸附的吸附質(zhì)的量,單位為mg/(g·min)。吸附速度也是吸附劑的一個重要性能指標,因為工業(yè)上能夠應用的吸附劑必須要有足夠的吸附速度,吸附速度大,所需的接觸時間短,可以減少設備和材料,而且出水水質(zhì)也可能提高,吸附速度很慢的吸附劑無法在工業(yè)上得到廣泛應用。
以無煙煤濾料為例,在對不同無煙煤濾料進行選擇時,除了比較其吸附容量外,還要比較其吸附速度。的吸附速度測定也與吸附容量測定相似。是在一定的吸附質(zhì)溶液中加入一定量的炭,在充分振蕩下讓其吸附,每隔一段時間取樣測定吸附質(zhì)溶液中殘余濃度,按下式進行計算:v=V(C0-Ct)/mt
式中:v--t時間內(nèi)平均吸附速度,mg/(g·min);
t--取樣時間,min;
V--試樣體積,L;
C0--吸附質(zhì)初濃度,mg/ L;
Ct--時間t時取樣測定的殘余濃度,mg/L。
從理論上分析,吸附過程包括吸附質(zhì)擴散進入吸附劑內(nèi)部及吸附反應兩個步驟,因此無煙煤濾料吸附速度也受擴散速度和吸附反應速度的影響。吸附水中有機物質(zhì)為例,無煙煤濾料顆粒在水中時,其外表形成一層水膜,不管炭周圍水是如何運動的(比如無煙煤濾料過濾器工作過程),活性炭外表的水膜是穩(wěn)定的,炭的吸附作用使這層水膜中有機物濃度比外面水相中要低(圖4-7中Cb>Ca),在濃度差的作用下,有機物分子向水膜中擴散,即膜擴散。通過膜擴散到達炭表面的有機物分子再通過炭的孔向內(nèi)部擴散(內(nèi)擴散),由于炭的孔結構有大孔、中孔和微孔,大孔直徑遠遠大于有機物分子直徑,有機物分子在大孔中是以孔隙擴散形式進入,到達直徑與有機物分子大小相似的無煙煤濾料微孔時,有機物分子可能被吸附于孔壁上的吸附點,沿著孔表面向無煙煤濾料內(nèi)部微孔深處擴散。
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