Сорбция на активированных углях

Сорбция на активированных угляхСорбция – это процесс поглощения вещества (сорбата) из жидкости или газа твердым телом или жидкостью (сорбентом).

Различают два вида сорбции: поглощение сорбата всем объемом жидкого сорбента (абсорбция) и поверхностным слоем твердого или жидкого сорбента (адсорбция). Адсорбция, в свою очередь, бывает химическая (связанная с химической реакцией между сорбатом и сорбентом) и физическая (происходящая без химических реакций). Химическая адсорбция обычно узкоспециальна и необратима, а физическая – универсальна и обратима (возможность извлечения сорбата из сорбента).

В системах водоподготовки обычно применяют адсорбенты – твердые нерастворимые тела с развитой высокопористой поверхностью (активный уголь, кокс, торф и т.п.), которые способны извлекать из воды органические вещества, в принципе не удаляемые другими методами или/и содержащиеся в таких малых концентрациях, когда применение других методов неэффективно.

Каждый сорбент имеет ограниченную емкость (количество поглощаемых загрязнений), после исчерпания которой сорбент необходимо либо регенерировать (восстанавливать сорбционную способность), либо заменить.





Закажите бесплатную консультацию через эту форму и получите

скидку 10% на все работы

До конца акции осталось:

 
 

 
 

 
 

 
 

часовминутсекунд

Оставьте заявку сейчас и получите бесплатный выезд специалиста и составление сметы работ



Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных. Пользовательское соглашение.

Чаще всего в качестве сорбентов для водоподготовки применяют разные марки активных (активированных) углей, которые получают из углеродсодержащего сырья (каменный и бурый угли, древесина, торф, скорлупа орехов и т.п.) путем различной обработки (активирования) с целью увеличения их пористости.

Размер, структура и удельная поверхность пор определяют эффективность активированного угля как сорбента.

  • Макропоры – размер более 500 Ангстрем (Å), удельная поверхность менее 0,5 м2/г. В процессе сорбции не заполняются, а выполняют роль транспортных каналов для доставки сорбата к более мелким порам.
  • Мезопоры – размер 20-500 Å, удельная поверхность до 200 м2/г. В процессе сорбции послойно заполняются сорбатом.
  • Микропоры – размер до 20 Å, удельная поверхность до 1000 м2/г. Соизмеримы с размерами адсорбируемых молекул и определяют сорбционные свойства активного угля, поскольку на их поверхности адсорбируется основная масса сорбата.

Активные угли позволяют удалять из воды не только растворенные органические вещества, но и запах, привкус, активный хлор, фенолы, полициклические углеводороды, нефтепродукты, хлорорганические соединения, поверхностно-активные вещества и т.п..

Схему и аппарат сорбционной очистки воды выбирают в зависимости от области применения и места её расположения в комплексе очистных сооружений, состава воды, вида и крупности частиц активного угля:

  • При кратковременном (сезонном) увеличении концентрации органических веществ в воде часто рекомендуют её обработку порошкообразным активным углем (размер частиц менее 0,1 мм).
  • Если органические вещества в воде присутствуют постоянно, как правило, применяют напорные фильтры с засыпкой из зернистого угля (размер зёрен (гранул) 0,5-5 мм).
  • В бытовых фильтрах для очистки воды часто применяют волокнистые активные угли (диаметр волокон менее 0,1 мм, длина – несколько сантиметров).

Взвешенные и коллоидные вещества экранируют поры и снижают емкость сорбента. Использование прочного гранулированного активного угля,допускающего обратную промывку, позволяет использовать один фильтр и для механической фильтрации и для сорбции органических веществ, но при этом требуется более частая регенерация или замена активного угля. Регенерация активных углей может производиться только в промышленных условиях, что для большинства систем водоподготовки экономически нецелесообразно. Как правило, исчерпавший свою сорбционную способность (емкость) активный уголь периодически просто заменяют.

Поэтому, для увеличения срока службы активного угля в большинстве систем водоподготовки перед сорбционным фильтром рекомендуют использовать фильтры-осветлители.

При высоком содержании органических веществ в воде рекомендуется дозирование сильного окислителя (озона, активного хлора и т.п.) перед сорбционнымфильтром, что позволяет значительно увеличить срок службы и эффективность активного угля.





Закажите бесплатную консультацию через эту форму и получите

скидку 10% на все работы

До конца акции осталось:

 
 

 
 

 
 

 
 

часовминутсекунд

Оставьте заявку сейчас и получите бесплатный выезд специалиста и составление сметы работ



Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных. Пользовательское соглашение.

Озон разрушает трудноокисляемые вещества с большим молекулярным весом до легкоокисляемых с небольшим молекулярным весом, которые биологически доокисляются на поверхности активного угля и сорбируются в его микропорах.

Хлорирование воды с последующей сорбцией на активном угле позволяет удалять из воды аммонийный азот.

Хлор разрушает аммонийные соединения в воде с образованием молекулярного азота, уходящего в атмосферу, а так же смеси монохлораминов, дихлораминов и треххлористого азота, которые сорбируются в микропорах активного угля.

Недостатки сорбционных фильтров:

  • имеют ограниченный ресурс (емкость) и требуют периодической регенерации (часто экономически нецелесообразна) или замены;
  • являются благоприятной средой для размножения микроорганизмов, что требует предварительного обеззараживания воды и лимитирует периодичность регенерации или замены сорбента (иногда — до исчерпания его сорбционной емкости).

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных. Пользовательское соглашение.