吸附速度是指單位無(wú)煙煤濾料質(zhì)量吸附劑在單位時(shí)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(gè)重要性能指標(biāo),因?yàn)楣I(yè)上能夠應(yīng)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(shí)間短,可以減少設(shè)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(wú)法在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。
以無(wú)煙煤濾料為例,在對(duì)不同無(wú)煙煤濾料進(jìn)行選擇時(shí),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(cè)定也與吸附容量測(cè)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(shí)間取樣測(cè)定吸附質(zhì)溶液中殘余濃度,按下式進(jìn)行計(jì)算:v=V(C0-Ct)/mt
式中:v--t時(shí)間內(nèi)平均吸附速度,mg/(g·min);
t--取樣時(shí)間,min;
V--試樣體積,L;
C0--吸附質(zhì)初濃度,mg/ L;
Ct--時(shí)間t時(shí)取樣測(cè)定的殘余濃度,mg/L。
從理論上分析,吸附過(guò)程包括吸附質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入吸附劑內(nèi)部及吸附反應(yīng)兩個(gè)步驟,因此無(wú)煙煤濾料吸附速度也受擴(kuò)散速度和吸附反應(yīng)速度的影響。吸附水中有機(jī)物質(zhì)為例,無(wú)煙煤濾料顆粒在水中時(shí),其外表形成一層水膜,不管炭周圍水是如何運(yùn)動(dòng)的(比如無(wú)煙煤濾料過(guò)濾器工作過(guò)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(jī)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(jī)物分子向水膜中擴(kuò)散,即膜擴(kuò)散。通過(guò)膜擴(kuò)散到達(dá)炭表面的有機(jī)物分子再通過(guò)炭的孔向內(nèi)部擴(kuò)散(內(nèi)擴(kuò)散),由于炭的孔結(jié)構(gòu)有大孔、中孔和微孔,大孔直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有機(jī)物分子直徑,有機(jī)物分子在大孔中是以孔隙擴(kuò)散形式進(jìn)入,到達(dá)直徑與有機(jī)物分子大小相似的無(wú)煙煤濾料微孔時(shí),有機(jī)物分子可能被吸附于孔壁上的吸附點(diǎn),沿著孔表面向無(wú)煙煤濾料內(nèi)部微孔深處擴(kuò)散。
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