给水与废水处理原理-4活性炭吸附.pptVIP

第四章 活性炭吸附 吸附等温线 Langmuir公式 吸附公式的应用 吸附柱的设计 吸附等温线 活性炭的性能 活性炭的制备 炭化（热解） 原材料分解释放水气等气体； 原材料分解成碎片（微晶体），重新形成稳定结构。 活化 方法：气体，药剂 形成多孔结构 分类 粉末状 粒状 活性炭表面性质 表面的氧化物复体 酸性 羧基、酚羟基、正内酯基、醌型羰基等。 碱性 氧萘共振结构或吡喃酮结构 影响活性炭吸附性能的因素 表面基团类型 比表面积 孔径的分布 吸附等温线 吸附实验 达到平衡时，每毫克活性炭的吸附量 当实验温度不变时 吸附等温线 Langmuir等温线 BET等温线 Freunlich等温线 Langmuir公式的推导 假定 被吸附的物质只有一个分子厚 被吸附的颗粒和水分子一样大 每个吸附颗粒占面积 只考虑在单层内的平衡关系 1g吸附剂表面积上能容纳的颗粒总数一定。 未被吸附的物质颗粒数目+被吸附的水分子数目 ?被吸附的颗粒数目+未被吸附的水分子数目 即 n颗粒(未）+n水(吸附)?n颗粒(吸附)+n水(未) K=n颗粒(吸附)?n水(未)/(n颗粒(未） ? n水(吸附)) Kn颗粒(未)(n-n颗粒(吸附))/n水分子(未)=n颗粒(吸附) =b’ n颗粒(未)(n-n颗粒(吸附))/n水分子(未) ? n颗粒(吸附)= b’ n颗粒(未)(n-n颗粒(吸附))/(1+ b’ n颗粒(未)) x/m=(b(x/m)0 n颗粒(未)/L)/(1+b n颗粒(未)/L) x/m=(b(x/m)0 Ce)/(1+b Ce) 吸附公式的应用 吸附公式中常数的求解 吸附柱的设计 吸附柱的类型 重力固定床 压力固定床 流化床 容量传质系数 概念 单位容积活性炭所具有的吸附面积与反应速率的乘积。 意义 单位体积活性炭在单位时间内所吸附的杂质量。 求解 试验：初始有机物浓度Ci,每升加碳量m克 -dC/dt = ka(C-Ce)m/?c lg[(Ci-Ce)/(C-Ce)] = mkat/2.303 ?c 吸附柱的泄漏和耗竭过程 概念 耗竭浓度 总水量 泄漏浓度 吸附柱的有效容量 吸附柱的总吸附能力 吸附曲线 吸附带：在吸附柱的运行过程中，有一个吸附厚度为?的带逐渐从柱顶下柱底运动，在泄漏时间t泄露到达柱底，在耗竭时间t耗竭完全消逝。 吸附带的分数容量f f = f ?厘米吸附柱的全部吸附能力/ ?厘米吸 附柱的全部吸附能力 吸附柱的有效吸附容量 = Ci?cA(L-f ?) 吸附柱的饱和百分数=(L- f ?)?100%/L 设计 吸附柱容量的确定： 运行过程曲线 问题？ 方法：曲线与容量传质系数关系的建立 从流量中去除的有机物量(FmdC) =活性炭容积中吸附的有机物量 * 小孔 2 nm以下 过渡孔 2-100 nm 大孔 100-10000 nm 操作方式 *