吸附法处理食品废水
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1.吸附的基本原理及分类
吸附是指利用多孔性固体吸附废水中某种或几种污染物,以回收或去除某些污染物,从而使废水得到净化的方法。
(1)吸附的原理固体表面的分子或原子由于受力不均衡而具有剩余的表面能,当某些物质碰撞固体表面时,受到这些不平衡力的吸引而停留在固体表面上,这就是吸附。这里的固体称吸附剂,被固体吸附的物质称吸附质。吸附的结果是吸附质在吸附剂上浓集,吸附剂的表面能降低。
(2)吸附的分类吸附剂与吸附质之间的作用力有分子之间的引力、化学键力和静电引力。根据固体表面吸附力的不同,吸附可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附等3种类型。
物理吸附是吸附剂和吸附质之间通过分子间力产生的吸附称为物理吸附。物理吸附是一种常见的吸附现象。物理吸附无选择性。影响物理吸附的主要因素是吸附剂的比表面积和细孔分布。
化学吸附是由于溶质与吸附剂发生化学反应,形成牢固的吸附化学键和表面配合物;吸附质分子不能在表面自由移动。吸附时放热量较大,化学吸附有选择性,即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附作用,一般为单分子层吸附,通常需要一定的活化能,在低温时、吸附速度较小。这种吸附与吸附剂的表面化学性质有密切的关系。被吸附的物质往往需要在很高的温度下才能被解吸,且所释出的物质已经起了化学变化,不再具有原来的性状,所以化学吸附是不可逆的。
离子交换吸附:离子交换吸附就是通常所指的离子交换。
物理吸附、化学吸附和离子交换吸附这3种并不是孤立的,往往是相伴发生。在食品废水处理中,大部分的吸附往往是几种吸附综合作用的结果。由于吸附质、吸附剂及其他因素的影响,可能某种吸附是主要的。
2.吸附平衡及吸附容量
吸附平衡一个动态平衡。在吸附过程中,固、液两相经过充分的接触后,一方面吸附剂不断地吸附吸附质,另一方面吸附质由于热运动又不断地脱离吸附剂表面而解吸,当吸附速率与解吸速率相等时达到动态平衡。达到平衡时,单位吸附剂所吸附的物质的数量称为平衡吸附量。
所谓吸附容量是指单位重量的吸附剂所吸附的吸附质的重量。在温度一定条件下,吸附容量随吸附质平衡浓度的提高而增加。而吸附速度是指单位重量的吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。吸附速度决定了
食品废水和吸附剂的接触时间。吸附速度越快,接触时间越短,所需的吸附设备的容积也就越小。吸附速度决定于吸附剂对吸附质的吸附过程,通常由试验来确定。