第4篇 给水处理--其他方法补充2008-7-18xin.pptVIP

第19章 给水处理的其他方法 19.1 水的软化和除盐 19.2 离子交换法 19.3 吸附法 19.4 膜分离法 19.1 水的软化和除盐 一、软化的基本方法 1.加热软化法 2. 药剂软化法 ?石灰法、石灰-纯碱法、石灰-石膏法。 ?缺陷：残余硬度，产生结垢问题。 3. 离子交换法 优点：能彻底地去除水中Ca2+和Mg2+等 二、除盐的基本方法 ?蒸馏 ?电渗析 ?反渗透 ?离子交换 19.2 离子交换法 ?离子交换的理论 ?离子交换的工艺 一、离子交换的基本理论 (1)离子交换剂 无机的离子交换剂 ——天然沸石和人工合成沸石。沸石既可作阳离子交换剂，也能用作吸附剂。 有机的离子交换剂 ——磺化煤(R-SO3Na)和各种离子交换 树脂。 (2)离子交换过程 (3)离子交换树脂的分类和性质 二、离子交换的工艺过程 静态交换 动态交换 单层床 ——固定床 双层床 混合床 移动床 ——连续床 流动床 离子交换工艺过程示意图 19.3 吸附法 ?吸附 ——利用多孔性固体物质吸附废水中某种或几种污染物。 ?作用 ——主要去除溶解性有机物质。 ?水处理中常用的吸附剂： 活性碳 磺化煤 活化煤 沸石 活性白土 硅藻土 腐植质 焦炭 木炭 物理吸附(physical adsorption) 化学吸附(chemical adsorption) 离子交换吸附(ion exchange adsorption) 1. 物理吸附 作用力：分子间力（范德华力） 特点： (1)无选择性。 (2)吸附时表面能降低，是放热反应。 (3)低温可进行。 (4)解吸较容易。 (5)受吸附剂的表面积和细孔分布影响。 2. 化学吸附 作用力：化学键力 特点： (1)有选择性 (2)分子不能在表面自由移动。 (3)吸附时放热量较大，需要一定的活化能。 (4)吸附牢固，解吸困难。 3.离子交换吸附 二、吸附平衡与吸附容量 三、吸附的操作及设备 静态吸附 动态吸附 ——固定床 ——移动床 ——流动床 四、吸附剂的解吸再生 解吸再生 再生方法 ——加热再生法、化学氧化再生法、药剂再生法、生物再生法等。 19.4 膜分离法 膜分离法 ——利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过 渗透 渗析 电位差：电渗析 浓度差： 扩散渗析、自然渗透 压力差：反渗透(RO, reverse osmosis) 纳滤(NF, nanofiltration) 超滤(UF, ultrafiltration) 微滤(MF, microfiltration) 一、电渗析（electrodialysis) 原理 ——在直流电场的作用下，依靠对水中离子有选择透过性的离子交换膜，使离子从一种溶液透过膜进入另一种溶液，以达到分离、提纯、浓缩、回收的目的。 电渗析过程示意图 ?离子交换膜 阳膜 阴膜 复合膜 ? 离子交换树脂与电渗析离子交换膜的区别 二、反渗透 常见的反渗透膜 1.醋酸纤维膜(cellulose acetate,CA) 2.聚砜酰胺膜 3.聚丙烯腈膜 4.聚砜膜 内压式管式膜组件的内部结构示意图 膜组件的组装示意图 中空纤维反渗透组件简图 三、超滤 超滤与反渗透的共同点： ——动力是溶液的压力差 两者区别在于： （1）膜不同： ——超滤膜较疏松，透水量大，除盐率低。 ——反渗透膜致密，透水量低，除盐率高， 具有选择透过能力 （2）机理不同 ——超滤的去除机理：筛滤作用。 ——反渗透膜上分离过程伴随有半透膜、溶解物质和溶剂之间复杂的物理化学作用。 （3）工作压力不同： ——超滤的工作压力低(0.07－0.7MPa)。 ——反渗透的工作压力高(大于2.8MPa)。 － ＋ 浓水 阳膜,只允许阳离子通过 阴膜,只允许阴离子通过 电极 淡水 出水时 阳离子 阴离子 进水时 进水 浓水室 淡水室 开始时两边液面相同 由于浓度差存在，半透膜又不允许溶质通过，所以水透过膜，使浓水一边液面升高，产生渗透压