污水废水处理设施运营第三章物理化学法详解.ppt

3.3 吸附剂的类型（补充了解） 根据吸附剂表面吸附力的不同，吸附可分为以下三种类型： （1）物理吸附 分子间的作用力所引起的。 吸附热较小，可在低温下进行。 过程是可逆的，易解吸。 相对没有选择性。分子量越大，吸附量越大。 可形成单分子吸附层或多分子吸附层。 （2）化学吸附： 由化学键力引起的―产生化学反应。 吸附热大，一般在较高温下进行。 具有选择性，单分子层吸附。 吸附不可逆。 （3）离子交换吸附 静电引力 吸附质的离子→吸附剂表面的带电点上，同时吸附剂也放出一个等当量离子。 离子电荷越多，吸附越强。 离子水化半径越小，越易被吸附。 实际过程中物理和化学吸附是主要的，比较如下 吸附性能 物理吸附 化学吸附 作用力 分子引力（范德华力） 化学键力 选择性 没有选择性 有选择性 吸附层 单分子或多分子吸附层 只能形成单分子吸附层 吸附热 较小，?41.9kj/mol 较大，相当于化学反应热，83.7-418.7kj/mol 吸附速度 快，几乎不要活化能 较慢，需要活化能 温度 放热过程，低温有利于吸附 温度升高，吸附速度增加 可逆性 可逆，较易解析 吸附不可逆 3.4 常用吸附剂 吸附剂应具备如下性质：吸附选择性好、吸附能力强、吸附平衡浓度低、容易再生和再利用、机械强度好、化学性质稳定、来源广和价廉等。 废水处理中应用到的吸附剂：活性炭、活化煤、白土、硅藻土、活性氧化铝、焦炭、木屑、煤灰等。 活性炭的加工方法★p112 是以含碳为主的物质（如木材、木炭、椰子壳、煤、废纸浆等）作原料，经粉碎及加黏合剂成型后，经加热脱水、炭化、活化而制得。 高温炭化 活化,800~900℃ 木材、煤、果壳 炭渣 活性炭 隔绝空气，600℃ 活化剂：ZnCl2 ?? 活性炭的特性★ p112 是一种非极性吸附剂，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可耐强酸、强碱，能经受水浸、高温。 活性炭孔隙的分类及功能★ p112 活性炭的吸附能力与孔隙的构造和分布情况有关。 小孔（孔径≤2nm）：比表面积占总比表面积的95%以上，对吸附量影响最大； 过渡孔（孔径在2～100nm之间）：不仅为吸附质提供扩散通道，而且当吸附质的分子直径较大时，主要由过渡孔完成吸附； 大孔（孔径≥100nm）：比表面积所占比例很小，主要为吸附质扩散提供通道。 粉末活性炭与颗粒活性炭的优缺点★ p112 粉末活性炭的吸附能力强、制备容易、成本低，但再生困难、不易重复使用； 颗粒活性炭吸附能力较低、生产成本较高，但再生后可重复使用，且劳动条件好、操作管理方便。 3.5 吸附操作方式和设备★ 1 操作方式 静态间歇操作 ：搅拌? 平衡? 沉淀（过滤等） 动态连续操作：应用多 2 吸附设备： a 固定床：吸附剂固定填充在吸附柱中，根据水流分为降流式、升流式、单床式 根据水量、处理要求分为多床串联式、多床并联式。运行稳定、管理方便、出水水质良好，基建设备投资较高，并占用土地。 b 移动床：接近饱和的某一段高度的吸附剂从塔底间歇排出，每次卸出总填充量的（5~20）%，同时从塔顶投加等量再生炭或新炭。不需要反冲洗设备，可充分利用吸附容量，水头损失小，占地面积小，设备简单，操作管理要求严格，要求水中SS小于30mg/l （仿真） c 流化床：吸附剂在塔内处于膨胀状态或流化状态，处理SS含量较高的水，不需要反冲洗。适合处理悬浮物较高的废水。 3.6 吸附装置的运行操作及维护★  p115 1 运行操作 （1）预处理 炭的预处理：去杂质、活化 进水的预处理：防止炭层的堵塞，可选用砂滤预先去除悬浮物、胶体物质及油类等。 （2）活性炭的投加、排出、输送及再生 投加：粉末活性炭配成5%-10%的悬浮液，粒状活性炭一般经过一定容积的储炭槽，借水的流动加炭，投加量依据处理水量和吸附装置的形式及大小而变动。 输送：以料浆形式以泵输送； 排出脱水：以料浆形式排出后，利用滤网、分离器、重力分离法等来完成脱水； 再生：脱水后滤饼送再生炉再生。 （3）运行中的安全防护问题：电气设备的防爆、建筑的通风、防尘，使用粉末炭时，要考虑防火。 （4）记录 做好日常运行记录，包括处理水量、水温、进出水水质、异常情况等。 2 异常处理及维护 ★ 异常情况 可能原因及措施 炭层堵塞 1 进水经适当预处理（如混凝、过滤等），降低SS含量；