8-水污染控制工程-溶解态污染物的物理化学处理法.pptVIP

* * 溶解态污染物处理－物理化学法 第 一 节 吸 附 法 第 二 节 离子交换法 第 三 节 膜 析 法 第 四 节 其他分离方法 第 一 节 吸 附 法 吸附法－－利用固体吸附剂的物理吸附和化学吸附性能，去除水中多种污染物的过程。 吸附内容 1、吸附原理 2、影响因素 3、吸附剂 4、吸附工艺与设备 一、 吸附原理 吸附剂：固体表面有吸附水中溶解及胶体物质或吸附气体中某些物质的能力,比表面积较大的固体物质。 吸附 物理吸附 离子交换吸附 吸附剂与吸附物质之间是通过分子间引力(即范徳华力)而产生的吸附－无选择性 吸附剂与被吸附物质之间产生化学作用，生成化学键引起吸附－有选择性 化学吸附 吸附质由于静电引力被吸附在吸附剂表面的带电点上，此吸附为离子交换吸附 表明被吸附物的量与浓度之间的关系式称为吸附等温式。 1. Freundlich等温式 对上式取对数，可得： qe=KfCe1/n lgqe=lgKf+ lgCe 2. Langmuir等温式 该公式是在被吸附物质仅为单分子层的假定下导出的，形式为： 将上式变换成以下形式，使用时较方便： qe= 二、影响吸附的因素 衡量指标 吸附能力 吸附速度 固体吸附剂用吸附量衡量 单位质量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量 吸附阶段 颗粒外部扩散阶段 孔隙扩散阶段 吸附反应阶段 吸附质从溶液中扩散到吸附剂表面 吸附质在吸附剂孔隙中继续向吸附点扩散 吸附质被吸附在吸附剂孔隙内的吸附点表面 吸附速度主要取决于外部扩散速度和孔隙扩散速度。 外部扩散速度 与溶液浓度成正比 与吸附剂的比表面积的大小成正比 吸附剂颗粒直径越小，速度越快 增加溶液与颗粒间的相对运动速度，可提高速度 孔隙扩散速度 吸附剂颗粒越小，速度越快 吸附剂的物理化学性质和吸附质的物理化学性质对吸附有很大影响。 极性分子(或离子)型的吸附剂容易吸附极性分子(或离子)型的吸附质。 非极性分子型的吸附剂容易吸附非极性的吸附质。 三、吸附剂 1. 活性炭 在水处理中较多采用颗粒活性炭。 再生是在吸附剂本身的结构基本不发生变化的情况下，用某种方法将吸附质从吸附剂微孔中除去,恢复它的吸附能力。 再生方法 加热再生法 在高温条件下，提高了吸附质分子的能量，使其易于从活性炭的活性点脱离；而吸附的有机物则在高温下氧化和分解，成为气态逸出或断裂成低分子 化学再生法 通过化学反应，使吸附质转化为易溶于水的物质而解吸下来 2. 腐殖酸类吸附剂 种类：天然的富含腐殖酸的风化煤、泥煤、褐煤等，它们可以直接使用或经简单处理后使用；将富含腐殖酸的物质用适当的黏合剂制备成的腐殖酸系树脂。 腐殖酸是一组芳香结构的，性质与酸性物质相似的复杂混合物。 腐殖酸类物质能吸附工业废水中的许多金属离子，如汞、铬、锌、镉、铅、铜等。 腐殖酸对阳离子的吸附作用，包括离子交换、螯合、表面吸附、凝聚等作用。 腐殖酸类物质在吸附重金属离子后,可以用H2SO4、HCl、NaCl等进行解吸。 四、 吸附工艺和设备 操作方式 连续式 间歇式 将废水和吸附剂放在吸附池内进行搅拌30min左右，然后静置沉淀，排除澄清液 固定床 移动床 流化床 吸附剂固定填放在吸附柱(或塔)中 在操作过程中定期地将接近饱和的一部分吸附剂从吸附柱中排出，并同时将等量的新鲜吸附剂加入柱中 吸附剂在吸附柱内处于膨胀状态，悬浮于由下而上的水流中 p240穿透曲线 第二节 离子交换法 实质：不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其他同性离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程，通常是可逆化学吸附。 离子交换是可逆反应，其反应式可表达为： 交换树脂 交换离子 饱和树脂 在平衡状态下，树脂中及溶液中的反应物浓度符合下列关系式： K值的大小能定量地反映离子交换剂对某两个固定离子交换选择性的大小。 一、离子交换剂 离子交换树脂是人工合成的高分子聚合物，由树脂本体(又称母体或骨架)和活性基团两个部分组成。 种类 凝胶型树脂 大孔型树脂 多孔凝胶型树脂 巨孔型树脂 高巨孔型树脂 按活性基团可分为 含有酸性基团的阴离子交换树脂 含有