第十三章 工业废水的物理化学处理.ppt

第十三章 工业废水的物理化学处理 混凝法 气浮法 吸附法 离子交换法 膜分离法（膜析法） 胶体双电层结构示意图 (3) 吸附架桥作用机理 吸附架桥： 高分子链的一端吸附某一胶粒后，另 一端伸入水中又吸附另一胶粒，微粒通过高分子吸附架桥颗粒逐渐变大，最终形成肉眼可见的粗大絮凝体（矾花）。由高分子物质吸附架桥而使胶粒相互黏结的过程，通常称为絮凝。 胶体保护：当全部胶粒的吸附面均被高分子覆盖以后，两 胶粒接近时，就受到高分子的阻碍而不能聚集。这种阻碍来源于高分子之间的相互排斥。 因此，高分子物质投量过少不足以将胶粒架桥联接起来，投量过多又会产生胶体保护作用。故高分子混凝剂投量通常由试验决定。 凝聚和絮凝总称为混凝，双电层作用和吸附架桥作用，对于不同类型的混凝剂，表现出的作用程度并不相同。 对于高分子混凝剂特别是有机高分子混凝剂来说，吸附架桥起决定作用； 对 AL2(SO4)3 等无机盐混凝剂来说，吸附架桥作用和双电层作用均具有重要作用。 (4) 沉淀物的网捕卷扫作用 当铝盐或铁盐混凝剂投量很大而形成大量氢氧化物沉淀时．可以网捕、卷扫水中胶粒以致产生沉淀分离，称卷扫或网捕作用。 这种作用，基本上是一种机械作用，所需混凝剂量与原水杂质含量成反比，即原水胶体杂质含量少时，所需混凝剂多，反之亦然。 ①由于混凝剂混凝浑水后新生成的泥渣尚有大量的未饱和的活性集团，能继续吸附和粘附水中的悬浊物质，所以有净水作用。 ②泥渣具有疏松的结构和很大的表面积，浑水的混凝过程在泥渣的团体表面上进行（接触凝聚）要比在水中进行（自由凝聚）强的多，所以也提高了混凝效果。 ③悬浮泥渣层具有很高的浓度（从数百到数千mg/l）,能大大地增加泥渣之间的碰撞机会，促进絮凝颗粒的增大，这样就提高了絮凝体的沉淀速度，试验表明，当上升?提高1mm/s左右时，仍能获得良好的出水水质。这个流速值较沉淀池提高了约1倍。 极限电流密度： 电流密度i：电渗析器运行时，单位面积的膜通过的电流称电流密度。 极限电流密度iLim：膜表面发生浓差极化现象时的电流密度称极限电流密度。 浓差极化：电渗析器在运转中，膜两边出现浓度差的膜界面现象称浓差极化。 极化与沉淀： 极化的危害 防止和消除结垢的主要措施： 操作方式：与反渗透工作方式相同，水在膜表面流动，部分水透过膜，大部分水流走的同时将膜表面的截留物质带走。（微孔过滤是将全部进水挤压滤过，因而膜微孔易堵塞） 性能： 超滤虽无脱盐性能，但对于去除水中的细菌、病毒、胶体，大分子等微粒相当有效，而且与反渗透相比，操作压力低，设备简单，因此超滤技术用于纯水终端处理是较为理想的处理方法。 此外，超滤亦广泛应用于医药工业、食品工业以及工业废水处理等各个领域。 超滤过程中的浓差极化：在膜分离过程中，水连同小分子透过膜，而大分子溶质则被膜所阻拦并不断积累在膜表面上，使溶质在膜面处的浓度Cm高于溶质在主体溶液中的浓度Cb，从而在膜附近边界层内形成浓度差Cm-Cb，并促使溶质从膜表面向着主体溶液进行反向扩散，这种现象称为浓差极化。 由于进行超滤的溶液主要含有大分子，其在水中的扩散系数极小，导致超滤的浓差极化现象尤为严重。 5. 纳滤： 纳滤（NF）是介于反渗透和超滤之间的一种压力驱动膜过程适于分离分子量在200g/mol以上，分子尺寸在1－2纳米左右物质。 基于纳滤膜的特点和性能，纳滤是截留小分子有机物而使盐透过，即集分离浓缩与透析于一体；同时由于可透过膜，渗透压低，则操作压力比反渗透要低得多。 往复式隔板反应池 回转式隔板反应池 2. 腐殖酸类吸附剂 腐殖酸含有活性基团使其对阳离子具有吸附性能 用于吸附工业废水中的金属离子 三、吸附等温线 1. 吸附平衡 当吸附速度和解吸速度相等时，即单位时间内吸附的数量等于解吸的数量时，则吸附在溶液中的浓度和吸附剂表面上的浓度都不再改变而达到平衡。 V—废水的容积，L； W—活性炭投量，g； C0—原水吸附质浓度，g/L； C—吸附平衡时水中剩余的吸附质浓度，g/L (g/g) 吸附量q ：表示吸附能力的大小 单位重量吸附剂所吸附的吸附质的重量 T一定，C↑，q↑ 吸附量随平衡浓度而变化的曲线称为吸附等温线 2. 吸附等温式 1) 弗劳德利希等温式（经验公式） 两边取对数 1/n越小，吸附性能越好 1/n＝0.1～0.5时，易吸附 1/n2时， 难吸附 表示吸附等温线的方程式 1/n较大时，最好用连续式操作 1/n较小时，最好用间歇式操作 2) 朗格缪尔等温式 假设为