活性炭对苯酚的吸附

科研开发化工科技,1999,7(4):35～38SCIENCE &T ECHNO LOG Y IN CHEM ICA L I ND UST RY收稿日期:1999-05-27作者简介:张会平(1964-),男,博士,副教授。

1991年6月毕业于广州华南理工大学化学工程专业,获博士学位。

1991年12月进入北京清华大学化学工程系国家重点化学工程实验室的工业化学与化学工程博士后流动站作博士后,现在厦门大学化工系从事教学与研究工作。

主要研究方向是分离与反应工程,环境化工,精细化工产品的开发。

发表论文近20篇。

＊国家自然科学基金资助项目(29676035)苯酚在活性炭上的吸附与脱附研究＊张会平　钟　辉　叶李艺(厦门大学化工系,厦门,361005)摘　要　本文研究了苯酚水溶液在活性碳上的吸附平衡关系,溶液pH 值对活性炭吸附性能的影响,苯酚在固定床上的吸附动力学和脱附动力学。

同时采用间歇法和固定床连续法研究吸附苯酚后的活性炭碱再生工艺过程,多次再生对活性炭再生效率的影响,探讨了碱法再生活性炭的初步规律。

关键词　活性炭　吸附　苯酚　再生分类号　T Q 243.1 活性炭具有极为发达的内部孔隙结构和较大的比表面积,是一种最常用的吸附剂之一。

活性炭在化工,食品,医药,军事和环境保护等领域都具有较广阔的应用,尤其是在环境保护中,大量用于废气净化,水和废水处理之中。

含酚废水是一种十分典型且普遍存在的工业有机废水,如何更加有效治理含酚废水,减少环境污染,保护人类生存环境,是一项长期有待解决的工程实际问题。

活性炭吸附法处理含酚废水是一种常用的废水深度处理方法,如何合理设计活性炭吸附处理含酚废水的工艺过程,有效再生活性炭使之得到循环使用,提高其使用寿命,减少资源浪费,同时回收酚类加以利用,是一项既有理论意义又有实际应用价值的研究课题。

本文以苯酚为含酚废水的代表,通过研究苯酚水溶液在活性炭上的吸附平衡和固定床吸附动力学基础上,用NaOH 溶液作为碱法再生溶液,探讨再生活性炭的工艺过程,为将来进行工艺过程设计奠定一定基础。

活性炭在水处理中的应用1前言据统计,我国每年排出的工业废水约为8×108 m3 ,其中不仅含有氰化物等剧毒成分,而且含有铬、锌、镍等金属离子。

废水的处理方法很多,主要有化学沉淀法、电解法和膜处理法等[1],本文介绍的是活性炭吸附法。

活性炭的表面积巨大，有很高的物理吸附和化学吸附功能。

因此活性炭吸附法被广泛应用在废水处理中。

而且具有效率高，效果好等特点。

2活性炭活性炭是一种经特殊处理的炭，具有无数细小孔隙，表面积巨大，每克活性炭的表面积为500-1500平方米。

活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能，而且还具有解毒作用。

解毒作用就是利用了其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。

同时，活性炭能与多种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。

2.1 活性炭的分类在生产中应用的活性炭种类有很多。

一般制成粉末状或颗粒状。

粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低，但再生困难，一般不能重复使用。

颗粒状的活性炭价格较贵，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。

因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭[1]。

2.2 活性炭吸附活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。

2.3 影响活性炭吸附的因素吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标[2]。

吸附能力的大小是用吸附量来衡量的。

而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。

在水处理中，吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。

活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。

一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。

污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。

活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量[2]。

吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。

当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关。

在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。

传统水处理滤料椰壳活性炭制作及处理方法椰壳活性炭对含酚废水的处理方案含酚废水广泛来源于石油化工厂、树脂厂、焦化厂和炼油化工厂。

经实验证明：椰壳活性炭对苯酚的吸附性能好，温度升高不利于吸附，使吸附容量减小;但升高温度达到吸附平衡的时间缩短。

椰壳活性炭的用量和吸附时间存在最佳值，在酸性和中性条件下，去除率变化不大;强碱性条件下，苯酚去除率急剧下降，碱性越强，吸附效果越差。

椰壳活性炭脱酚法适用于处理少量含酚废水。

椰壳活性炭脱酚法的特点:设备简单，操作容易，脱酚率在85-90。

但是再生过程复杂，预处理要求高，吸附剂成本较高。

椰壳活性炭对放射性气体的治理方法随着各行各业工业的发展，排放的放射性气体对环境污染越应重视，排出气体必须净化。

在原子反应堆中的放射性蜕变过程中，主要排出两种碘的同素，I (半衰期8.04天)和1331 (半衮期21h).含碘的气体经燃料电池薄膜中的裂缝而逸出，并先后污染热载体的第一回路.当状态失调时.这些放射性的碘化物可落人反应堆的锅炉内，但这些碘化物不应该落入室外空气中。

因此, 原子能发电站应安装为清除这些杂质所需的相应过滤系统.除单?鎮外.在防悬浮微粒过滤器上还可收集部分杂质?还可分离出甲基鎮，如果在细孔活性炭上，甚至可从湿空气中很容易地淸除单质碘蒸气，那么甲基镇却恰恰相反，它具有较髙的蒸气压力，以致用吸附方法都不可能获得较为满意的净化。

所示的为甲基碘蒸气的压力随温度变化的关系。

椰壳活性炭的分凝方法椰壳活性炭的分凝方法分凝法亦称部分冷凝法，它是根据混合气体中各组分冷凝温度的不同当提合气体冷却到温WVi,商沸点组分凝结成液体，而低沸点组分仍为气体，这时将气体和液体分离即将混合气中的组分分离。

天然气、石油气、焦炉气以及合成S池放气都是多组分混合气。

实理它们?分离往往需要在若干个分庳级中分阶段进行，在每一级中组分摩尔分数将发生显著变化。

椰壳活性炭的分凝方法多组分气体混合物当被冷却到某一温度水平时，进人分脔器，将已冷凝组分分离出去，然后再进人下一级冷凝器，继续降温并分凝。

活性炭的过滤器的作用活性炭过滤器是用于去除水中杂质的水处理设备，由玻璃钢过滤罐、控制阀、布水器等相关配件构成。

活性炭是一种经特殊处理的炭，具有无数细小孔隙，表面积巨大，每克活性炭的表面积为500-1500m2。

活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能，而且还具有解毒作用。

解毒作用就是利用了其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。

在水处理中，吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。

活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。

一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。

污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。

活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量。

吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。

当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关。

在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。

活性炭滤料是净水中最主要、使用最多的吸附材料。

活性炭是由椰壳、果壳等为原料，经过炭化、活化、破碎、筛选、风选、水洗、烘干等工序制得。

早在二十世纪三十年代，人们就用活性炭从焦化厂的废水中吸附苯酚，因此，活性炭在水处理中的应用已有近八十年的历史。

有记载1862年英国采用活性炭净化饮用水。

我国现代最早的净水也是以活性炭为净水材料的。

可以说，从净水器诞生以来，活性炭一直与净水“形影不离”，难分难解。

活性炭滤料可去除水中嗅和味、色度、余氯、胶体、有机物、重金属、放射性物质等，是净水中使用最早、最广泛实用的净水材料。

同时，活性炭能与多种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。

活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。