Технология защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г - 173 стр.

должны иметь высокую адсорбционную емкость, высокую селективность и
малую удерживающую способность при регенерации. Угли должны быть
прочными, быстро смачиваться водой, иметь определенный гранулометриче-
ский состав. В процессе очистки используют мелкозернистые адсорбенты с
частицами размером 0,25…0,5 мм и высокодисперсные угли с размером час-
тиц менее 40 мкм.
    Основы процесса адсорбции. Вещества, хорошо адсорбируемые из вод-
ных растворов активными углями, имеют выпуклую изотерму адсорбции, а
плохо адсорбирующиеся - вогнутую. Изотерму адсорбции вещества, находя-
щегося в сточной воде, определяют опытным путем. Ее можно приближенно
вычислить по соотношению
            a = a ∞ k w C p /(V H* 2O / Vi* + k w C p ),
                                                                        (5.63)
где a - удельная адсорбция, ммоль/г; a∞ - максимальная удельная адсорб-
ция вещества (адсорбционная емкость), ммоль/г; k w = k a / 55,5 - ионное про-
изведение воды; k a - константа адсорбционного равновесия; VH* 2O и Vi* - мо-
лярные обьемы воды и адсорбируемого вещества; C p - равновесная концен-
трация, ммоль/л.
    Если в сточной воде присутствует несколько извлекаемых компонентов,
то для определения возможности их совместной адсорбции для каждого ве-
щества находят значение стандартной дифференциальной свободной энергии
ΔF 0 и определяют разность между максимальным и минимальным значени-
ем.
                         0
    При условии        ΔFmax    0
                            − ΔFmin ≤ 10,5                 кДж/моль совместная адсорбция
всех компонентов возможна. Если это условие не соблюдается, то очистку
проводят последовательно в несколько ступеней.
     Скорость процесса адсорбции зависит от концентрации, физико-
химической природы и структуры растворенных веществ, температуры воды,
вида и свойств адсорбента. В общем случае процесс адсорбции складывается
из 3-х стадий: переноса вещества из сточной воды к поверхности зерен ад-
сорбента (внешнедиффузионная область), собственно адсорбционный про-
цесс, перенос вещества внутри зерен адсорбента (внутридиффузионная об-
ласть). Лимитирующими стадиями процесса может быть внешняя или внут-
ренняя диффузия, либо обе эти стадии.
     Во внешнедиффузионной области скорость массопереноса определяется
турбулентностью потока жидкости, которая зависит от скорости жидкости.
Во внутридиффузионной области интенсивность массопереноса зависит от
вида и размеров пор адсорбента, от форм и размера его зерен, от размера мо-
лекул адсорбирующихся веществ, от коэффициента массопроводности.