25602 img009

Jak już wcześniej wspomniano, szybkość adsorpcji zależy od drogi dyfuzji ad-sorbatu w porowatej strukturze adsorbentu. Dlatego też mniejsze ziarno węgla aktywnego (w wypadku PWA), oferując krótszą drogę dyfuzji, pozwala na szybszą adsorpcję. Izotermy adsorpcji zanieczyszczeń o różnych rozmiarach cząsteczki na GWA i PWA o różnym stopniu rozdrobnienia przedstawiono na rysunku 5.5. Wpływ wielkości ziarna adsorbentu jest szczególnie wyraźny w przypadku adsorpcji zanieczyszczeń o dużym rozmiarze cząsteczek, trudno dyfundujących w głąb dużych ziaren węgla aktywnego.

Rys. 5.5. Wpływ wielkości ziaren węgla aktywnego na usuwanie dodecylobenzenosulfonianu sodu (substancja powierzchniowo czynna) [28] (a) i trichlorofenolu (oznaczonego jako ogólny węgiel organiczny, OWO) [29] (b) z wody

Rys 5.6. Wpływ sumarycznej objętości porów (o średnicach: 0,8-50 nni) węgla aktywnego na adsorpcję naturalnej materii organicznej (NMO) z wody (pH = 3) (na podstawie [30])

Regułą jest, że ilość zaadsorbowanych zanieczyszczeń rośnie ze wzrostem sumarycznej objętości porów w adsorbencie (rys. 5.6).

Rozkład wielkości porów jest czynnikiem, który wpływa na efektywność adsorpcji różnych (ze względu na wielkość cząsteczek) zanieczyszczeń wody. Ilustracją tego może być adsorpcja naturalnej materii organicznej (NMO), w skład której wchodzą głównie wielkocząsteczkowe substancje humusowe i polisacharydy. Adsorpcja NMO jest tym efektywniejsza, im większa jest zawartość mezo-porów w adsorbencie (rys. 5.7).

Dawka węgla aktywnego [mg/l]

Rys. 5.7. Izotermy adsorpcji NMO na węglach aktywnych o różnych zawartościach mezoporów

(na podstawie [31])

Ze względu na silną zależność między strukturą porowatą i efektywnością adsorpcji różnych adsorbatów zaleca się dobór odpowiedniego adsorbentu do konkretnego zastosowania (tab. 5.5).

Tabela 5.5. Zalecane przeznaczenie węgli aktywnych o różnej strukturze porowatej do oczyszczania

wody [12]

Przeznaczenie węgla aktywnego	Objętość porów [cm^3/g]
	średnica porów < 20 [nm]	średnica porów > 20 [nm]
Usuwanie zanieczyszczeń o małych rozmiarach cząsteczek	0,5-0,7	0,3-0,5
Usuwanie zanieczyszczeń o różnych rozmiarach cząsteczek	0,4-0,6	0,5-0,7
Usuwanie barwy	0,3-0,5	0,5-1,1