吸附分离技术1课件.ppt

三、 吸附工艺 间歇吸附 固定床吸附 移动床吸附 流动床吸附 连续式吸附与脱附设备 3.1 间歇吸附 间歇吸附反应池有两种类型；一种是搅拌池型，即是在整个池内进行快速搅拌，使吸附剂与原水充分混合；另一种是泥渣接触型，池型与操作和循环澄清池相同。当用于废水深度处理时，泥渣接触型的吸附量比搅拌池型增加30%。 为防止粉状吸附剂随处理水流失，固液分离时常加高分子絮凝剂。 3.2 固定床吸附 在废水处理中常用固定床吸附装置。其构造与快滤池大致相同。吸附剂填充在装置内，吸附时固定不动，水流穿过吸附剂层。 固定床可分为单床和多床系统。多床又有并联与串联两种，前者适于大规模处理，出水要求较低，后者适于处理流量较小，出水要求较高的场合。 3.3 移动床 原水从下而上流过吸附层，吸附剂由上而下间歇或连续移动。间歇移动床处理规模大时，每天从塔底定时卸炭1-2次，每次卸炭量为塔内总炭量的5%-10%；连续移动床，即饱和吸附剂连续卸出，同时新吸附剂连续从顶部补入。 移动床较固定床能充分利用床层吸附容量，出水水质良好，且水头损失较小。因而不需要反冲洗设备，对原水预处理要求较低。 3.4 流化床 原水由底部升流式通过床层，吸附剂由上部向下移动。由于吸附剂保持流化状态，与水的接触面积增大，因此设备小而生产能力大，基建费用低。与固定床相比，可使用粒度均匀的小颗粒吸附剂，对原水的预处理要求低。但对操作控制要求高 。 为防止吸附剂全塔混层，以充分利用其吸附容量并保证处理效果，塔内吸附剂采用分层流化。分隔每层的多孔板的孔径、孔分布形式、孔数及下降管的大小等，都是影响多层流化床运转的因素。 四、吸附法的应用 4.1、巯基棉吸附(SCF) 1、巯基棉的制备 棉花纤维含纤维素95％一97％．其结构式中的羟基和巯基乙酸的羧基之间发生多相酯化反应，将巯基接到纤维素的大分子上而制得 具体制备方法有： 液相法：棉纤维浸泡在巯基乙酸溶液中加热反应 气相法：使巯基乙酸的蒸气与棉纤维接触而制得 2、巯基棉的吸附机理 固—液或固—气两相间化学吸附反应和物理吸附作用吸附反应比较复杂： 氧化、还原、络合及离子交换等多种化学反应，并随元素的种类、形态、吸附介质而异。 无氧化性且价态比较稳定的重金属离子：以络合反应为主，H+有利于解析而不利于吸附。 其反应如下： nRSH + Men+? [RS-]nMe + nH+ 对As, Se, Te和Sb等变价元素：先解离元素与氧之间的结合，使之还原为低价态才能被吸附 4RSH + H2SeO3 →RS-Se-SR + RS-SR + 3H2O RS-Se-SR→ RSSR + Se↓ 3、巯基棉的吸附性能 ?吸附酸度：溶液酸度是主要影响因素，巯基对元素的结合力越强，定量吸附该元素的允许酸度就越高。元素的形态不同、价态不同，定量吸附的酸度也不同 ?吸附速度：巯基棉具有良好的亲水性和较大的表面积，对金属的吸附速度一般比螯合树脂要快. 由反应速度和吸附力确定 Se4+: 4 ml/min; As3+: 2ml/min 其它元素: 10-20 ml/min ?吸附量：主要取决于巯基化合物的含量与吸附条件 含巯基1%的SCF: 对Zn，Cd，Pb, Sb, Bi, In的饱和吸附量0.3-0.4 mg/g 对Ag, Hg, Au: 0.6 mg/g 在微量分析中，巯基棉用量：0.1g已足够 吸附顺序：对微量元素的结合能力与元素的种类、存在形态和价态有关。 多种元素共存时，优先吸附与其结合能力较强的元素已被吸附的元素还可以被结合能力更强的元素所置换。实验确定的吸附强弱顺序如下： Pt(IV)≈Pd(II)＞Au(III)≈Se(IV)＞Te(IV)?As(III)?Hg(II)≈Ag(I)＞Sb(III)＞Bi(III)＞Sn(II)＞CH3Hg+＞Cu(II)＞In(III)≈Pb(II)＞Cd(II)＞Zn(II) 共存物的干扰及消除：较高浓度的碱金属、碱土金属以及Fe,Mn,Co,Ni,Cr等不干扰巯基棉对重金属离子的定量吸附。 各种重金属离子因与巯基的结合能力不同而产生的干扰可通过控制溶液酸度进行选择性吸附。 氧化剂能氧化巯基而使其吸附量下降，但不影响痕量元素吸附 4、巯基棉吸附分离操作 富集方式：静态吸附和动态吸附 具体操作与离子交换分离富集相同。 使用仪器：柱，分液漏斗或普通漏斗 解吸方式： 热消解法： 温浸法或加热煮沸法： 洗脱法： 洗脱法可避免巯基棉转移时的损失和污染，避免灼烧、消解等带来的误差。适用于吸附能力较弱的元素 吸附能力较强的贵金属离子Pt，Pd，Au， Se