1、概述
吸附法是利用吸附劑吸附廢水中某種或幾種污染物，以便回收或去除它們，從而使廢水得到凈化的方法。利用吸附法進(jìn)行物質(zhì)分離已有漫長(cháng)的歷史，國內外的科研工作者在這方面作了大量的研究工作，目前吸附法已廣泛應用于化工、環(huán)境保護、醫藥衛生和生物工程等領(lǐng)域。在化工和環(huán)境保護方面，吸附法主要用于凈化廢氣、回收溶劑（特別適用于腐蝕性的氯化烴類(lèi)化合物、反應性溶劑和低沸點(diǎn)溶劑）和脫除水中的微量污染物。后者的應用范圍包括脫色、除臭味、脫除重金屬、除去各種溶解性有機物和放射性元素等。在處理流程中，吸附法可作為離子交換、膜分離等方法的預處理，以去除有機物、膠體及余氯等，也可作為二級處理后的深度處理手段，以便保證回用水質(zhì)量。利用吸附法進(jìn)行水處理，具有適應范圍廣、處理效果好、可回收有用物料以及吸附劑可重復使用等優(yōu)點(diǎn)，隨著(zhù)現有吸附劑性能的不斷完善以及新型吸附劑的研制成功，吸附法在水處理中的應用前景將更加廣闊。
吸附劑是決定高效能的吸附處理過(guò)程的關(guān)鍵因素，廣義而言，一切固體都具有吸附能力，但是只有多孔物質(zhì)或磨得極細的物質(zhì)由于具有很大的表面積，才能作為吸附劑。工業(yè)上常用的吸附劑有：活性氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩等，另外還有針對某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料。氣體吸附分離成功與否，極大程度上依賴(lài)于吸附劑的性能，因此選擇吸附劑是確定吸附操作的首要問(wèn)題。工業(yè)吸附劑還必須滿(mǎn)足下列要求：
（1）吸附能力強；
（2）吸附選擇性好；
（3）吸附平衡濃度低；
（4）容易再生和再利用；
（5）機械強度好；
（6）化學(xué)性質(zhì)穩定；
（7）來(lái)源廣；
（8）價(jià)廉。
2、幾種常見(jiàn)吸附劑的特性
（1）活性氧化鋁
是由鋁的水合物加熱脫水制成，它的性質(zhì)取決于最初氫氧化物的結構狀態(tài)，一般都不是純粹的Al2O3，而是部分水合無(wú)定形的多孔結構物質(zhì)，其中不僅有無(wú)定形的凝膠，還有氫氧化物的晶體。由于它的毛細孔通道表面具有較高的活性，故又稱(chēng)活性氧化鋁。它對水有較強的親和力，是一種對微量水深度干燥用的吸附劑。在一定操作條件下，它的干燥深度可達露點(diǎn)‐７０℃以下。市售的層析用氧化鋁有堿性、中性和酸性三種類(lèi)型，粒度規格大多為100～150目。
堿性氧化鋁（pH9—10）：適用于堿性物質(zhì)（如胺、生物堿）和對酸敏感的樣品（如縮醛、糖苷等），也適用于烴類(lèi)、甾體化合物等中性物質(zhì)的分離。但這種吸附劑能引起被吸附的醛、酮的縮合。酯和內酯的水解、醇羥基的脫水、乙酰糖的去乙?；?、維生素A和K等的破壞等不良副反應。所以，這些化合物不宜用堿性氧化鋁分離。
酸性氧化鋁（pH3.5—4.5）：適用于酸性物質(zhì)如有機酸、氨基酸等以及色素和醛類(lèi)化合物的分離。
中性氧化鋁（pH7—7.5）：適用于醛、酮、醌、苷和硝基化合物以及在堿性介質(zhì)中不穩定的物質(zhì)如酯、內酯等的分離，也可以用來(lái)分離弱的有機酸和堿等。
（2）硅膠：
硅膠是硅酸的部分脫水后的產(chǎn)物，其成分是SiO2·xH2O，又叫縮水硅酸。是一種堅硬、無(wú)定形鏈狀和網(wǎng)狀結構的硅酸聚合物顆粒，為一種親水性的極性吸附劑。它是用硫酸處理硅酸鈉的水溶液，生成凝膠，并將其水洗除去硫酸鈉后經(jīng)干燥，便得到玻璃狀的硅膠，它主要用于干燥、氣體混合物及石油組分的分離等。工業(yè)上用的硅膠分成粗孔和細孔兩種。粗孔硅膠在相對濕度飽和的條件下，吸附量可達吸附劑重量的８０％以上，而在低濕度條件下，吸附量大大低于細孔硅膠。
適用范圍：非極性和極性化合物，適用于芳香油、萜類(lèi)、甾體、生物堿、強心甙、蒽醌類(lèi)、酸性、酚性化合物、磷脂類(lèi)、脂肪酸、氨基酸，以及一系列合成產(chǎn)品如有機金屬化合物等。
近年來(lái)硅膠的生產(chǎn)呈現出快速發(fā)展態(tài)勢，專(zhuān)業(yè)化分工趨于細化，技術(shù)進(jìn)步促使應用領(lǐng)域不斷拓展，北美、歐盟、我國、日韓和東南亞地區是主要的技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)所在地，產(chǎn)能集中，特點(diǎn)明顯。我國仍以低端產(chǎn)品為主。
近年來(lái)，硅膠技術(shù)呈現出明顯的專(zhuān)業(yè)化分工發(fā)展趨勢，基礎硅膠在我國發(fā)展迅猛，微粉硅膠在歐美和日韓獲得長(cháng)足進(jìn)步?；A硅膠和微粉硅膠在形態(tài)和性能上的差異，成為多樣化應用發(fā)展的直接動(dòng)力。
（3）活性炭
吸附劑中活性炭應用于水處理已有幾十年的歷史。60 年代后有很大發(fā)展，國內外的科研工作者已在活性炭的研制以及應用研究方面作了大量的工作。制作活性炭的原料種類(lèi)多、來(lái)源豐富，包括動(dòng)植物 (如木材、鋸木屑、木炭、谷殼、椰子殼、稻麥桿、堅果殼、脫脂牛骨、魚(yú)骨等)、煤(泥煤、褐煤、瀝青煤、無(wú)煙煤等)、石油副產(chǎn)物(石油殘渣、石油焦等)、紙漿廢物、合成樹(shù)脂以及其他有機物(如廢輪胎)等。是將木炭、果殼、煤等含碳原料經(jīng)炭化、活化后制成的。
活化方法可分為兩大類(lèi)，即藥劑活化法和氣體活化法。藥劑活化法就是在原料里加入氯化鋅、硫化鉀等化學(xué)藥品，在非活性氣氛中加熱進(jìn)行炭化和活化。氣體活化法是把活性炭原料在非活性氣氛中加熱，通常在700℃以下除去揮發(fā)組分以后，通入水蒸氣、二氧化碳、煙道氣、空氣等，并在700~1200℃溫度范圍內進(jìn)行反應使其活化?；钚蕴亢泻芏嗝毧讟嬙焖跃哂袃?yōu)異的吸附能力。
但是，活性炭因生產(chǎn)工藝、原料的不同，性能懸殊非常大，用途也不一樣，目前工業(yè)上使用的活性炭有粒狀和粉狀兩種，其中以粒狀為主。與其他吸附劑相比，活性炭具有巨大的比表面積以及微孔特別發(fā)達等特點(diǎn)，因此是目前廢水處理中普遍采用的吸附劑。劉明華等曾用自己研制成功的活性炭處理制革廢液中的硫化物，取得了很好的效果。此外，活性炭還可以用于煉油、含酚、印染、氯丁橡膠、腈綸、三硝基甲苯、重金屬、含氟、含氯等廢水的處理以及生活飲用水中有害物質(zhì)的處理?；钚蕴康脑偕腔钚蕴磕芊駨V泛使用的關(guān)鍵問(wèn)題，因此國內外在這方面進(jìn)行了大量的研究。
目前，活性炭的再生方法主要有加熱再生法、藥劑再生法、化學(xué)再生法、濕式氧化再生法和生物再生法等。用加熱再生法處理活性炭時(shí)，炭的損失率高，而且再生成本也較高，而藥劑再生法處理成本高并易造成二次污染，因此化學(xué)再生法（如臭氧再生法）、生物再生法和濕式氧化再生法是今后活性炭再生方法的發(fā)展方向。與國外同類(lèi)產(chǎn)品相比，我國活性炭存在產(chǎn)量少、質(zhì)量差、使用壽命短、再生率低等缺點(diǎn)，因此如何改進(jìn)活性炭生產(chǎn)工藝，提高其產(chǎn)量和質(zhì)量是當前迫切需要解決的問(wèn)題。
（4）分子篩
a、沸石分子篩
又稱(chēng)合成沸石或分子篩，其化學(xué)組成通式為：[M2(Ⅰ)M(Ⅱ)]O.Al2O3.nSiO2.mH2O，式中M2(Ⅰ)和M(Ⅱ)分別為為一價(jià)和二價(jià)金屬離子，多半是鈉和鈣，n稱(chēng)為沸石的硅鋁比，硅主要來(lái)自于硅酸鈉和硅膠，鋁則來(lái)自于鋁酸鈉和Al(HO)3等，它們與氫氧化鈉水溶液反應制得的膠體物，經(jīng)干燥后便成沸石，一般n=2~10,m=0~9。
沸石的特點(diǎn)是具有分子篩的作用，它有均勻的孔徑，如3A0、4A0、5A0、10A0細孔。有4A0孔徑的4A0沸石可吸附甲烷、乙烷，而不吸附三個(gè)碳以上的正烷烴。它已廣泛用于氣體吸附分離、氣體和液體干燥以及正異烷烴的分離。
b、碳分子篩
實(shí)際上也是一種活性炭，它與一般的碳質(zhì)吸附劑不同之處，在于其微孔孔徑均勻地分布在一狹窄的范圍內，微孔孔徑大小與被分離的氣體分子直徑相當，微孔的比表面積一般占碳分子篩所有表面積的90%以上。碳分子篩的孔結構主要分布形式為：大孔直徑與碳粒的外表面相通，過(guò)渡孔從大孔分支出來(lái)，微孔又從過(guò)渡孔分支出來(lái)。在分離過(guò)程中，大孔主要起運輸通道作用，微孔則起分子篩的作用。
以煤為原料制取碳分子篩的方法有碳化法、氣體活化法、碳沉積法和浸漬法。其中炭化法最為簡(jiǎn)單，但要制取高質(zhì)量的碳分子篩必須綜合使用這幾種方法。
碳分子篩在空氣分離制取氮氣領(lǐng)域已獲得了成功，在其它氣體分離方面也有廣闊的前景。分子篩與其他吸附劑相比, 還具有特殊的吸附性能, 即在低分壓(或低濃度) 及較高溫度的吸附情況下, 分子篩與其他吸附劑有顯著(zhù)的差別。如對于水, 即使在低分壓或低濃度、高溫度下仍有很高的吸附容量, 是其他吸附劑所不及的。
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