Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)

3. szám - Dr. Bozzay Józsefné: Mikroszennyezések eltávolítása aktívszén adszorpcióval és klórdioxidos oxidációval

108 Hidrológiai Közlöny 1973. 3. sz. Dr. Bozzay József né: Mikroszennyezések eltávolítása 5. ábra. Aktívszén szemcse elektronmikroszkópos felvétele Puc. 5. CheMKa 3epeH anmuemeo yzAR c noMoufbw 3AexmponimecKoeo MuxpocKona Fig. 5. Activated-carbon particle photographed in the electron microscope korlatilag nem jön létre. A mik ropó rusokban, sugaruk kb. 10— 20 Á, zajlik le a nem kolloidális nagyságrendű oldott anyagok kiválasztása, valamint az adszorpciót követő kondenzáció reverzibilis része. A makropórusokban, sugaruk kb. 20 — 100 Á, megy végbe a kolloid nagyságrendű anyagok adszorpciója és az irreverzibilis vagy kapilláris kondenzáció. Az átmeneti pórusokban, sugaruk kb. 100—1000 Á, nincs jelentős adszorpció, de elősegítik a diffúziót és nagyobb kolloid méretű molekuláknak az oldatokból való eltávolítását. Az 1000 Á-nél nagyobb sugarú pórusoknak az adszorpciós folyamatokban már nincsen jelentősége, de ilyen szakaszok kötik össze a szénszemcse külső felületét az aktív pórusokkal, illetőleg az érintkezés során esetleg kiváló szilárd anyagok itt raktározódnak fel. Az aktívszén adszorpció szelektivitásának ismerete döntően fontos egyrészt az eltávolítandó anyag karaktere szempontjából, másrészt az adszorpciós kapacitás jó kihasználása miatt. Vizes közegből való adszorpció esetén a lejátszódó folyamatokat az aktívszenek kémiai karaktere befolyásolja. Az aktívszenek előállításakor a kialakuló szénrácshoz oxid-csoportok kötődnek. Ezek a felületi oxid-csoportok a különböző körülmények között fellépő oxidáció révén más-más jelleműek lehetnek. Bázikus karakterű oxidok vizes oldatokban OH csoportként viselkednek, más anionokkal kicserélődhetnek, s a pH értéket lúgos irányba tolják el. Azok az aktívszenek, amelyek túlnyomó részt bázikus oxid-csoportokat tartalmaznak, ezen csoportok parciális disszociációja miatt pozitív töltést vesznek fel. Az ilyen típusú szenek felületére a negatív töltésű részecskék válnak ki. Más oxidációs folyamatok esetén, pl. autóoxidációnál is, savanyú karakterű feliüeti oxidcsoportok keletkeznek, amelyek vizes közegben karboxil-gyök gyanánt viselkednek. A COOH csoport hidrogénje kationokkal képes kicserélődni, s a vizes oldat pH-ját savas irányba tolja el. Az ilyen típusú szenek vizes oldatban negatív töltésűek, felületükre elsősorban a pozitív töltésű részecskék válnak ki. Adszorpciós hatásfok Az aktivszén-szűrés gyakorlatában az adszorbeált anyag súlya és az adszorbens súlya között fennálló viszonyt nevezzük adszorpciós hatásfoknak, amelyre érvényes Freundlich empirikus úton felállított egyenlete [3]: ji x = kp

n ahol k és n az adott adszorbátum párra jellemző állandó, értékük külső feltételektől (hőmérséklet) is függ. Ha ezt az egyenletet logaritmikusan ábrázoljuk, egyenest kapunk: log x = log k + — • log p, 71/ (6 ábra). A Freundlich-íé\e> egyenlet csak az l-es típusú illetőleg a II. és IV. típusú (6. ábra) izotermák Az oldószer behatolási zónája 4. ábra. Az aktívszén fizikai struktúrája Puc. 4. 0u3mecKan cmpyKmypa aKrnueiioeo yejin Fig. 4. Physical structure of activated carbon Kylónbozö molekulák és az oldószer együttes behatolási zónája Egynemű molekulák es az oldószer behatolási zónája