印染廢水處理工藝之吸附法
一、概述
物理處理方法在印染廢水處理中應用很多,而在物理處理法中應用最多的是吸附法。這種方法是將活性炭、黏土等多孔物質的粉末或顆粒與廢水混合,或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床,使廢水中的污染物質被吸附在多孔物質表面上或被過濾除去。固體是由一些質點(可以是離子、原子或分子)以特定的方式排列成一定的空間晶格面組成,顯然這些質點之間存在著各種類型的作用力。換言之在各個離子、原子或分子的周圍會產生力場。和液體一樣,在固體表面上這種力場會延伸到固體以外的空間,因此,它們會吸引氣體或液體的分子(例如氣體吸附或溶液中的吸附、潤濕現象等)或者吸引其他固體的分子、原子或離子(如黏附)。應該指出,被吸引物質的質點(例如氣體分子)也有力場,否則無法發生吸附。所以,在固體表面存在著固體表面的力場與所吸附質點的力場的相互作用,它大致和固體的力場成正比。
1.吸附的分類及原理原子及分子在物體表面的吸附可分為四種形式,其中物理吸附和化學吸附是最主要的。
(1)物理吸附:
吸附體借范德華力(van der waals)吸附在物體表面上稱物理吸附。由于作用力為超距力,因此在較高壓力下,可形成多層吸附。吸附體的物理吸附能較低,每個原子的吸附能約小于0.5ev,與其氣相原子凝結熱相當。引起物理吸附的力大致有以下幾種:
①吸附分子的永久偶極矩。
②極化,即吸附分子中電荷分布的變形。
③色散力。色散力總是存在的,有時單獨存在,有時與其他力(包括化學力)同時存在著。但色散力與近程排斥力相比是一種遠程的吸引力,在表面上起著重要的作用。此外,對離子型團體還會產生一個靜電場,重疊在色散力所產生的力場上,是所謂靜電力,它與距離的二次為成反比。
(二)化學吸附:
化學吸附可視為吸附體分子與物質表面原子借著一個或多個電子軌道的重疊而進行的一種化學反應。化學吸附有極高的方向性,一般限制在表面單層。化學吸附鍵能很高,與自由分子中的主要化學鍵能相當。由于表面位置并非完全相同,原子在表面上的吸附熱會隨著氣體吸附量的增加而減少。
(三)吸收:
吸收是指吸附原子擴散到固體內部的行為,小原子如氫、氮、碳等最易發生此行為,由于原子必須借著擴散進到固體內部,因此吸收過程是一熱激發的過程。(四)形成化合物:當吸附原子與固體表面的鍵結強過固體內部的鍵結時,吸附原子將與表面原子形成化合物,例如氧化層的生成。化合物的形成也是一熱激發的過程,因為必須打斷固體鍵結。
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