Органические вещества адсорбция активным углем

В мировой практике во все большей степени проявляется тенденция применения для доочистки бытовых и промышленных стоков метода адсорбции. В качестве поглотителей используют цеолиты, силикагель, алюмогель, органические сорбенты и активированный уголь, причем последний сорбент играет ведущую роль. Так, в США, например, объем производства активированного угля с 1952 г. по 1970 г. возрос более чем в три раза. Активированный уголь можно использовать для извлечения из стоков таких продуктов, как сероуглерод, поверхностно-активные вещества, (Отходы производства капролактама, различные красители, фенол, нефть и др. В ряде случаев адсорбция активированным углем позволяет не только очищать стоки, но и утилизировать уловленные продукты. В частности, разработан процесс извлечения и утилизации сероуглерода из сточных вод производства искусственных волокон. Один из вариантов очистки сточных вод, основанный на сорбции акти- [c.55]

Наличие высокой пористости делает активный уголь адсорбентом, особенно пригодным для поглощения органических веществ при очень малых концентрациях. Этой адсобрции не препятствует влажность, так как вода вытесняется с поверхности угля органическими веществами. Адсорбция — один из важных разделов учения 6 поверхностных явлениях. [c.381]

При адсорбции соблюдается правило уравнивания полярностей Ребиндера (1927), состоящее в том, что из раствора адсорбируются сильнее те составные части, которые имеют наиболее близкую к поглотителю полярность. Например из водного раствора органических веществ уголь адсорбирует последние, а из водного раствора солей он адсорбирует воду (уголь имеет малую диэлектрическую постоянную, а вода — очень высокую, но у солей она еще выше). Металлы с очень большой диэлектрической постоянной адсорбируют соли из их водных растворов, так как диэлектрические постоянные последних очень велики. Из смеси органических веществ уголь адсорбирует наиболее полярную составную часть. Наиболее поверхностно активны те вещества, полярность которых наиболее сильно отличается от полярности растворителя. [c.368]

Т) Основную роль при адсорбции играют обычно дисперсионные силы (III 7). Наиболее часто применяемыми поглотителями являются активированный уголь и приготовленный в особых условиях кремнезем (5102) — т. н. силикагель. Хотя удельная поверхность обоих этих адсорбентов примерно одинакова (порядка сотен квадратных метров на грамм), по характеру своего действия они существенно различны. Так, из растворов различных органических веществ в воде уголь поглощает преимущественно эти вещества, а силикагель — главным образом воду, уголь хорошо адсорбирует из водных растворов кислоты и плохо щелочи, силикагель — наоборот. Характер поглощения и его величина весьма сильно зависят от предварительной обработки адсорбента и структуры его активной поверхности. В еще большей степени про- является их зависимость от природы самого адсорбируемого вещества (адсорбата). Например, уголь гораздо лучше поглощает из водных растворов органические вещества, чем неорганические, азотную кислоту лучше, чем соляную, и т. д. [c.267]

Каталитическая способность активного угля при дехлорировании быстро снижается в начале процесса даже в чистой воде, свободной от органических примесей. В дальнейшем это снижение активности значительно замедляется. Соотношение значений каталитической активности через 30 мин и 50 ч работы слоя угля определяется как фактор усталости . На рис. 11.2 представлен типичный ход кривой зависимости длины слоя половинного поглощения хлора от времени работы слоя. Если в процессе дехлорирования активный уголь адсорбирует и другие вещества, в том числе вызывающие помутнение, последние еще более отравляют поверхность и снижают дехлорирующую способность угля. Ниже показано влияние адсорбции органического вещества на длину слоя половинного поглощения хлора (в см) при двух скоростях потока [c.189]

Все адсорбенты можно разбить на два основных типа гидрофильные, хорошо смачивающиеся водой, и гидрофобные, которые не смачиваются водой, но смачиваются неполярными органическими жидкостями. К гидрофильным адсорбентам относятся силикагель, глины, пористое стекло. Их не- следует применять при адсорбции растворенных веществ из водных растворов, так как они лучше адсорбируют растворитель — воду. Эти адсорбенты целесообразнее использовать при адсорбции из неводных растворов. Гидрофобные адсорбенты — активный уголь, графит, тальк — хорошо адсорбируют вещества из водных растворов. [c.169]

Все применяемые сорбенты делят на полярные (оксиды и соли) и неполярные (активный древесный уголь). Адсорбция на полярных адсорбентах происходит под влиянием ион-дипольных и диполь-дипольных взаимодействий. Адсорбционная способность определяется числом и типом полярных групп в молекуле адсорбированных веществ. Атомные группировки в органических соединениях располагаются в порядке возрастания адсорбируемости на силикагеле [c.358]

Для этой пели проводят разбавление газов до безопасных концентраций озона перед их выбросом в атмосферу, деструкцию озона или его утилизацию. Для деструкции остаточного озона применяют адсорбцию, катализ или пиролиз. При адсорбции газы пропускают через колонну с активным углем в виде зерен диаметром 1-6 мм. Недостатком процесса является то, что уголь легко сорбирует органические вещества. В результате он медленно окисляется по мере окисления органических веществ озоном, В среднем затрачивается 450 г активного угля на 1 кг озона. [c.64]

Характер поглощения и его величина сильно зависят от предварительной обработки адсорбента и структуры его активной поверхности. В еще большей степени процесс адсорбции зависит от природы самого адсорбируемого вещества. Например, уголь гораздо лучше поглощает из водных растворов органические вещества, чем неорганические, азотную кислоту лучше, чем соляную и т. д. [c.311]

В работе /11/ порощковый активированный уголь использовался в качестве средства, которое создавало в биомембранной системе, не содержащей активного ила, благоприятные условия для работы мембран. Уголь, очевидно, предохраняет мембраны от загрязнения жирами и маслами. В результате биохимических превращений общее содержание твердых веществ во всей системе изменяется, а уголь, по-видимому, регенерируется биохимически. Эти исследования показали, что удерживание малых молекул возрастает быстрее, чем это происходит при наличии в системе биологического материала, и что нормальный поток через мембраны достигается быстро. Удерживание веществ и предохранение поверхности мембран от загрязнения обеспечиваются именно углем, как и можно было ожидать, исходя из основного принципа действия угля. В общем случае адсорбция органических веществ на активном угле подчиняется закону Траубе, из которого следует, что чем выше липофильность молекул, тем выше степень их адсорбции. Поэтому уголь должен в большей мере предохранять мембрану от тех материалов, которые растворяют ся в воде и увеличивают засорение поверхности мембран. [c.287]

Идея использования адсорбции органических веществ углем для очистки вод не нова. Еще в 1883 г. в США применяли фильтры из древесного угля для устранения запаха и привкуса у питьевой воды [6]. В настоящее время активный уголь широко используют во всем мире при водоподготовке и очистке сточных вод, однако физические и химические факторы процесса адсорбции изучены еще мало. При проектировании установок с активным углем чаще всего основываются на таких параметрах, как скорость потока, напор, толщина слоя угля и время контакта. Эти параметры, безусловно, важны, но для повышения эффективности установок надо исследовать и учитывать также физические и химические процессы, происходящие при адсорбции. [c.108]

Пористая структура всех промышленных активных углей, приведенных в табл. 2.4, образована сочетанием почти одинаковых объемов микро- и макропор (исключением является древесный активный уголь, у которого удельный объем макропор почти в 4 раза превышает объем микропор). Мезопоры у всех этих активных углей развиты слабо. Их объем у активных углей, полученных из каменноугольного сырья, находится в пределах 15—20 % от суммарного объема микро- и мезопор. У активных углей, полученных из древесного сырья, содержание мезопор несколько выше (до 33 % от суммы объемов микро- и мезопор). Между тем, при адсорбции органических веществ из водных растворов роль мезопор, особенно мезопор с полушириной поры до 3—4 нм, велика. На их поверхности протекает в основном адсорб- [c.38]

Активный антрацитовый уголь (зерна размером 0,2—1,5 мм при основном содержании зерен 0,5—0,75 мм), выпускаемый в СССР под названием активный антрацит , отличается еще более низким относительным содержанием макропор (6—8 %) и мезопор (1,7—2,0 %). Возможно, что более резко выраженные особенности отечественного активного антрацита зависят от меньшего содержания летучих в исходном антрацитовом сырье. В общем объеме микропор активного антрацита, полученного активацией при 850 °С, содержание пор с полушириной щели 0,63—1,5 нм составляет 77%, а с полушириной щели 1,5—3,0 нм — лишь 5,5%. Поры с полушириной более 3 нм отнесены к мезопорам. Из данных табл. 2.5 видно, что активные антрацитовые угли резко отличаются от остальных активных углей прежде всего низким содержанием макропор, бесполезной, а при адсорбции из растворов и явно вредной частью пористой структуры адсорбента. Активные антрацитовые угли являются типичными супермикро-пористыми адсорбентами. Поэтому адсорбционное пространство их пор доступно для большинства молекулярно растворенных в воде органических веществ. Незначительное содержание мак- [c.40]

Из данных табл. 3 следует, что кокосовый уголь по отношению к указанным газам активнее букового. Оба сорта углей в большей степени насыщаются аммиаком и хлористым водородом, чем углекислотой и закисью азота. Кроме степени насыщаемости угля, критерием активности может служить также и количество тепла, выделяемого при поглощении газа, но метод вычисления поглощаемости в объемных соотношениях грешит неточностями, так как равные объемы углей различного обжига и обработки имеют разный вес. Поэтому гораздо целесообразнее вычисление активности в весовых соотношениях. Кроме того, объемные отношения не приложимы при испытаниях адсорбции углем паров сложных органических веществ и веществ, находящихся в растворе. [c.70]

Очистка (обесцвечивание) органических веществ производится в основном в результате контакта с пылевидным активным углем. В больштстве случаев процесс ведут при комнатной температуре. Если обесцвечиванию подвергается жидкость с высокой вязкостью, ее для увеличения скорости адсорбции либо разбавляют тем или иным растворителем, либо, если это невозможно, подогревают. Значительные трудности возн1шают при обесцвечивании растворов, в которых содержатся красители в кристаллической форме активный уголь пе является в этом случае оптимальным обесцвечивающим средством. [c.300]

Для повышения устойчивости водных дисперсий глинистых минералов широко применяются поверхностно-активные вещества и водорастворимые высокомолекулярные органические соединения. В ряде отраслей промышленности, учитывая экономические факторы, до сих пор для этой цели применяются реагенты, получаемые путем щелочной экстракции из доступного природного сырья (торф, бурый уголь, растительное сырье). Изучение закономерностей адсорбции, условий стабилизации и структурообразования в дисперсиях в присутствии реагентов — стабилизаторов растительного происхождения — сложная задача. [c.157]

Были изучены каталазные свойства соединений железа, цинка, хрома, ванадия. Наибольшей активностью обладали, по данным Кука, соединения двухвалентного железа. Кук исследовал не только гомогенное разложение перекиси водорода. Стремясь сопоставить свойства гемина со свойствами фталоцианиновых комплексов, он наносил фталоцианиновые соединения на древесный уголь. Известно, что активность гемина при адсорбции его на угле сильно увеличивается. Сходный эффект получился и для фталоцианина железа. Адсорбированный на угле катализатор проявлял способность отравляться цианидами. Кук исследовал катализированные металлофталоцианина-ми реакции окисления кислородом воздуха органических веществ, причем активным оказалось соединение железа. Фталоцианин железа способен функционировать как переносчик кис- [c.154]

Противоположное явление наблюдается при адсорбции на неполярных адсорбентах (активные угли, сажи). Активированный уголь независимо от природы исходного органического вещества и способа получения имеет структуру, подобную структуре графита [63, 64] углеродные атомы связаны ковалентными связями в гексагональные кольца, спаянные в плоские ячейки наподобие сот. Несколько слоев подобных ячеистых п-тгастинок, расположенных друг над другом и связанных между собой дисперсионными силами взаимодействия атомов С, лежащих в различных пластинках, составляют микрокристаллик — кристаллит. угля. [c.235]

Для определения статической емкости двух выбранных активных углей Фпльтрасорб 400 и Дарко были изучены изотермы адсорбции органических загрязнений, из которых следовало, что активный уголь Дарко обладает по отношению к загрязняющим веществам значительно большей поглотительной способностью. [c.485]

Блэкберн и Киплинг [133] также подробно исследовали влияние обеззоливания активного угля на его адсорбционные свойства. Для опытов был использован активный уголь из скорлупы кокосовых орехов с зольностью 4,3%. Уголь был последовательно обработан водой, уксусной, затем плавиковой кислотой. Остаточная зольность активного угля в результате такой обработки снизилась до 0,2%. Сравнение изотерм адсорбции, измеренных после каждой из стадий обработки угля, показало, что в тех случаях, когда соединения, входящие в состав золы, имели основной характер, зольность не влияла на адсорбцию органических оснований и тех веществ, в которых зола нерастворима. Однако такая зольность сильно влияла на адсорбцию органических с ммоль)л кислот. После удаления из ак- тивного угля неорганических [c.54]

Поверхности всех твердых тел обладают в той или иной степени адсорбционными свойствами, т. е. способны поглощать газы, пары и растворенные вещества. Характер поглощения зависит от способа предварительной обработки адсорбента и структуры его активной поверхности, но более всего — от природы адсорбируемого вещества. Веществами с наиболее сильно развитой способностью к адсорбции являются древесный уголь и силикагель. Хотя удельная поверхность. этих адсорбентов одинакова, но по характеру своего действия они существенно различны. Например, уголь гораздо лучше поглощает из водных растворов органические вещества, чем неорганические, кислоту лучше, чем щелочь, а си Л1кагель, наоборот, хорошо поглощает воду, неорганические вещества и щелочь. [c.303]

Активный уголь — эффективное средство извлечения растворенных органических соединений, не полностью удаленных при обычной биологической очистке и обусловливающих БПК, ХПК, цветность, а также привкусы и запахи сточных вод. Активный уголь извлекает органические вещества путем адсорбции и биораапада. Находящиеся в растворе молекулы улавливаются пористой поверхностью гранулированного угля, в то время как другие материалы задерживаются в результате осаждения и биологической ассимиляции. Теоретически извлечение органических веществ происходит главным образом в результате адсорбции, тогда как биологическая активность способствует регенерации адсорбирующей поверхности путем повторного открытия пор активного угля. Хотя на начальной стадии эксплуатации угольной колонны доминирующую роль играет адсорбция, тем не менее значение биологической активности в процессе извлечения растворенных органических веществ также весьма существенно. Следовательно, токсичные вещества, тормозящие микробиальную активность, могут уменьшить эффективность работы установки. Сточные воды с высоким pH, получаемые после первичного химического осветления, должны быть нейтрализованы перед фильтрованием в угольных адсорберах. Так как механизм доочистки активным углем полностью не выяснен, то перед обработкой каждого данного типа сточных вод необходимо проводить экспериментальные исследования. [c.375]

В 1863 г. Липскоумб [1] впервые предложил применять активный уголь для очистки питьевой воды. Первое значительное исследование активного угля касалось влияния молекулярной структуры и pH раствора на эффективность адсорбция. В 1929 г. Фелпс и Петерс (Англия) [2] изучили зависимость адсорбции низших жирных кислот и простых алифатических аминов от pH раствора и степени диссоциации кислот и оснований. Оказалось, что адсорбируются только недиссоциированные молекулы и что адсорбция органических веществ в водных растворах аналогична адсорбции газов. В начале 40-х годов Челдин и Уиль-ямс сделали два важных наблюдения 1) адсорбция изученных ими 33 аминокислот, витаминов и родственных соединений активным углем (Dar o 6-60) соответствует изотермам адсорбции Фрейндлиха 2) наличие и положение полярных групп и от сутствие ароматических ядер определяет возможность адсорбции органических веществ активным углем из воды. Задача этих исследователей состояла в выявлении возможности использования угля в аналитических целях. Однако вследствие высокой концентрации изучаемых органических веществ сделанные выводы нуждаются в уточнении применительно к их адсорбции из реальных водоемов или промышленных сточных вод. [c.95]

Если необходимо удаление из воды всех фенолов, то их извлекают адсорбцией при фильтровании через гранулированный активный уголь. Вообн1с фенолы легко адсорбируются различными видами граиулнрованного угля, даже если уголь уже истощен при удалении органических веществ. [c.58]

Для разделения смеси инертных газов, т. е. для разделения смеси гелия, неона, аргона, криптона и ксенона, уже нет возможности пользоваться химическими реакциями, и поэтому прибегают к - методу поглощения, основанному на адсорбции газор некоторыми высокопористыми твердыми телами — адсорбентами. В качестве адсорбента для этой цели наилучшим является активный уголь — специальный сорт угля, приготовленный путем обугливания сложных органических веществ (например древесины) и подвергнутый затем специальной активирующей тепловой и химической обработке. Для газового анализа наилучшим считается активный уголь, приготовленный из скорлупы кокосового ореха, который способен хорошо поглощать различные газы. Если его ввести в атмосферу, состоящую из смеси нескольких [c.538]

Регенерация активных углей, в порах которых осажден диоксид марганца, исследована довольно детально [38]. На угле с этим катализатором в интервале температур 250—300 °С полностью окисляются красители, поверхностно-активные вещества, как ионогенные, так и неионогенные, гумусовые вещества, а также органические соединения, адсорбированные из биологически очищенных сточных вод. Попытки реге1герировать в этих условиях уголь после адсорбции дихлорбутадиена и ряда других хлорпроизводных удовлетворительного результата не дали. [c.203]

Для ГАХ. 67. Уголь общего назначения. 68. Для очистки воздуха. 6Э—83. Для обесцвечивания растворов. 84—89. Для дезодорации и адсорбции из растворов, 90—101. Для адсорбции и катализа в газах. 103. Отбеливающие глины с добавкой активного угля. 104. Для ГАХ. 105—106. Обесцвечивающий уголь двух сортов стандартный и промытый кислотой. 107. Для КЖХ. 108—111 Для ГАХ. 112. Высокоочищен-ный обесцвечивающий уголь. 114, Для адсорбции из газов. 115. Для адсорбции из газов при повышенной температуре. 116. Для очистки газов, рекомендуется для поглощения бензола из бытового газа. 117. Для адсорбции ультрамикропримесей в газах. 118, Для улавливания ядовитых веществ в.газах. 119. Импрегнированный уголь для улавливания сероводорода (превращение в элементарную серу в присутствии следов кислорода). 120. Для улавливания серусодержащих соединений (в результате адсорбции после каталитического разложения). 121. Для очистки органических рас-гворителей (в нарах). 122. Для очистки сероуглерода от сероводорода (в парах). 123. Носитель для катализаторов в газофазных реакциях. [c.125]

Адсорбционная способность различных форм угля значительно превосходит адсорбционную способность других веществ. Она изменяется не только в зависимости от природы и характера предварительной обработки угля, но также связана с типом адсорбируемого вещества. Адсорбционная способность жидкостей зависит от сжимаемости. Эфир значительно более сжимаем, чем вода, поэтому он занимает внутри древесного угля объем, который равен лишь одной десятой объема, занимаемого водой. Харкинс и Эвинг [217], работая с кокосовым маслом, пришли к заключению, что жидкости, проникающие в поры угля, сжимаются под действием сил молекулярного притяжения, равных давлению в несколько тысяч атмосфер. Неорганические электролиты нормально адсорбируются на угле анион и катион адсорбируются почти одинаково. Эта адсорбция слабая, она достигает приблизительно 0,01—0,5 миллимолей на 1 г адсорбента. Большие молекулы органических электролитов адсорбируются углем легче. Если уголь распределяется между двумя несмешивающимися гидрофобными жидкостями, то он лучше смачивается органическими жидкостями, чем водой или водными растворами. Когда угли применяются с осажденным на них катализатором в процессах гидрогенизации или дегидрогенизации, часто наступает потеря активности это можно устранить применением обработки воздухом или кислородом. Но вследствие того, что эта обработка помогает лишь временно, рекомендуется применять активированный уголь, подвергнутый тер мической, кислотной или газовой обработке. Обладая высокими адсорбционными силами, носитель действует как вещество, придающее катализаторам устойчивость при отравлении. [c.480]