Технологии

Механизмы адсорбции и виды адсорбентов

23 апреля 2015

Автор статьи: Игорь Ливен

Адсорбция представляет собой механизм закрепления веществ, находящихся в молекулярной или ионной форме, на поверхности материалов с определенными свойствами. Этот процесс сопровождается, как правило, переносом вещества, находящегося в состоянии истинного или коллоидного раствора на твердофазную поверхность. Адсорбционные свойства таких твердых тел определяются, прежде всего, их удельной поверхностью, измеряемой в квадратных метрах на грамм адсорбирующего вещества. В промышленной очистке сточной воды используется в основном активированный уголь, обладающий развитой удельной поверхностью, составляющей от 600 до 2500 квадратный метр на грамм. Эта характеристика свидетельствует о его высокой пористости и развитой поверхности. Следует отметить, что этот показатель, в отличие от гидрооксидов катионов многозарядных металлов, не зависит от уровня кислотности среды.

Кроме общей площади поверхности адсорбента, уровень адсорбции определяется так же и характером связи адсорбента и адсорбируемого вещества. То есть, свободной энергией взаимодействия адсорбционным центром сорбирующего материала и часть молекулы, вступающей с ним во взаимодействие.

Преимущественно на величину адсорбции влияют силы Ван-дер-Ваальса, а так же силы электростатического притяжения. Кроме того, имеет значение и сродство между молекулами, например, ароматическими углеводородами и углеродом, имеющим структуру графита, у которого возникают силы отталкивания с органическими соединениями иного строения. Так же имеет значение и время контакта между адсорбирующим веществом и осаждаемыми на нем загрязнениями сточной воды, определяющее степень достижения ими поверхности адсорбента. Масса адсорбированного вещества, приходящаяся на единицу поверхности сорбента, определяется его концентрацией в водной среде. В равновесном состоянии молекулы, адсорбированные на поверхности, постоянно меняются местами, что в определенном приближении описывается законом Фрейндлиха.

Активированный уголь – самый распространенный и эффективный адсорбент

Одним из самых используемых в очистке сточной воды адсорбентов является активированный уголь. Его получают при термической обработке в газовой среде определенного состава. В результате такой обработки образуется высокопористый углеродный материал, структура которого сформирована летучими продуктами, входившими в состав исходного сырья и оставившими пустое пространство при их разложении Но так как размеры и структура образующихся пор зависят от вида сырья, используемого для получения активированного угля, то получаемые материалы могут различаться по своей хрупкости и адсорбционной способности.

Активированные угли являются сорбентами, улавливающими большинство веществ органического происхождения, особенно молекул с низкой полярностью и имеющие сравнительно высокую молекулярную массу. Кроме того, активированные угли могут служить основой для развития аэробных бактерий, которые разлагают адсорбированные на угольной поверхности органические вещества, как это реализовано в установке угольной фильтрации Carbopure, выпускаемой в разных рабочих модификацией компанией Nijhuis Water Technology.

Кроме того, к отличительным свойствам активированных углей относятся их восстановительные свойства касательно окисляющих веществ. К основным областям применения активированного угля относится, прежде всего, третичная очистка воды. На его поверхности адсорбируются растворенные в воде органические и неорганические вещества, не извлеченные на предыдущих стадиях очистки сточной воды, а так же восстанавливаются многие окисляющие вещества, что в результате значительно снижает значение остаточного ХПК обрабатываемых стоков. К числу сорбируемых с помощью активированного угля веществ относятся углеводороды, фенолы, пестициды, поверхностно-активные вещества, а также некоторые тяжелые металлы и некоторые побочные продукты, полученные на стадии обеззараживания сточной воды.

Незаменимы активированные угли и в том случае, если в сточной воде находится большое количество токсичных веществ, затрудняющих ее обработку биологическим путем, что связано с их негативным влиянием на жизнедеятельность бактерий и микроорганизмов. Восстановительные способности активированного угля используются в основном для дезактивации озона, при дехлорировании и удалении ионов перманганата. Но следует отметить, что при этом значительно снижаются его сорбирующие свойства в отношении других растворенных органических и неорганических веществ.

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.