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第七节 吸附 利用多孔性的固体物质，使水中一种或多种物质被吸附在固体表面。 用于除嗅、有机物、胶体、微生物及余氯等。 1.吸附类型 2.吸附剂 3.吸附等温线 4.活性炭柱吸附操作设计 1.吸附类型 根据固体表面吸附力的不同，吸附分为物理吸附和化学吸附。 1.物理吸附：通过分子间力（范德华力）而产生的吸附。特点是没有选择性，吸附质并不固定在吸附剂表面的专门格点上，在界面范围内可自由移动，吸附速度快。 2.化学吸附：通过化学键力等化学作用而产生的吸附。特点是具有选择性，吸附速度慢。 3.交换吸附：通过静电引力作用，包括离子交换。其主要因素是离子电荷、水合半径的大小。 几种作用往往同时存在，一般低温时物理吸附，高温时化学吸附。 2.吸附剂 多孔或磨得很细的物质，由于具有巨大的表面积，因而有明显的吸附性能。 常用的吸附剂有：活性炭、磺化煤、沸石、活性白土、硅藻土、腐殖质、焦炭、木炭、木屑等。 活性炭：在制造过程中，晶格间生成的空隙形成各种形状和大小的细孔。吸附作用主要发生在细孔的表面上。其比表面积可达500-1700m2/g。 吸附量与比表面积、细孔的构造和分布有关。 3.吸附等温线 在一定温度下，使活性炭与水充分接触，并达到平衡时的溶液浓度和活性炭所吸附的有机物数量之间的关系，所绘制的曲线称为吸附等温线。 按其曲线的形状，可分为： （1）Langmuir型 （2） Freundlich型 （3）BET型 （1）Langmuir型 在吸附剂表面与被吸附的气体分子之间起作用的结合力是由弱的化学吸附所造成的，可从理论上推导出被吸附到吸附剂中的物质数量和气体压力之间的关系。--是单分子吸附。 液相浓度C和吸附量q的关系： q = abC/(1+bC) 或 1/q = 1/ab ·1/C + 1/a 式中：a—与最大吸附力有关的常数；b—与吸附能量有关的常数。 1/q 和1/C成线性关系。 当液相浓度很低时， bC ＜＜1，则有：q = a b C 当液相为高浓度时， bC ＞＞1，则有：q = a 即当溶液浓度增加时，吸附量接近于某个极限值Q0, 则有 q = Q0 b C / ( 1+ b C) （2） Freundlich型 当液相浓度界于高低之间时，其吸附量为： q = K C1/n 经验公式。lg q = lg K + 1/n lgC 通过曲线可求得K和吸附指数1/n。 （3）BET型 由Brunauer、Emmett和Teller三人提出设想分子在吸附剂表面上能够连续重叠、无限地吸附的一种多分子层吸附模型。 式中Cs—饱和浓度；Vm、Am分别表示单分子层吸附时的最大吸附量和与吸附能量有关的常数。 4.活性炭柱吸附操作设计 水处理使用的活性炭有粒状和粉末 。 1. 操作方式 静态：很少采用； 动态：连续操作，分固定床、移动床、流动床。 2. 设计参数 首先根据静态吸附试验测出不同类型的活性炭的吸附等温线，从而选择炭型，并估算出处理每立方水所需的活性炭的数量。 3. 吸附剂的再生 加热法、蒸汽法、溶剂法、臭氧氧化法、生物法等。 第八节 除铁和锰 1.空气曝气法 2. 氯 氧 化 法 3.高锰酸钾氧化法 4.接触过滤法 5.离子交换法 6.化学沉淀法 7.混凝沉淀过滤法 8. 电 解 法 9.用铁细菌处理 10.稳定处理 1. 空气曝气法 是应用最多的一种方法。 目的是为了向水中溶入氧，散去CO2提高pH值，使Fe2+向Fe3+转化，然后形成Fe(OH)3的絮凝体沉淀过滤而除去。 锰砂过滤：3MnO2+O2=MnO·Mn2O7 MnO·Mn2O7+4Fe2++2H2O→3MnO2+4Fe3++4OH- 速度大大加快，是一种催化剂。 曝气的方式有：水射式曝气、跌水曝气、空气压缩机充气、淋水或喷水曝气、曝气塔曝气等。 2.氯氧化法、3.高锰酸钾氧化法 2.氯氧化法 氯是比溶解氧更强的氧化剂，能迅速地将二价铁氧化成三价铁。 可减少反应和沉淀时间，简化处理系统： 2Fe(HCO3)2+Cl2+Ca(HCO3)2=2Fe(OH)3↓+CaCl2+6CO2↑ 在pH为4-10的范围内都可发生。 当水中含铵盐或含氮有机物时，加氯量增大。 3.高锰酸钾氧化法 比氯和氧更强烈的氧化剂，能迅速地将二价铁氧化成三价铁，生成密实的絮凝体，易于为砂滤池所截留。 用于硬度较大的含铁地下水效果较好。 4.接触过滤法、5.离子交换法 4.接触过滤法 以硫酸锰、氯化锰和高锰酸钾反复处理锰砂、绿砂、人造沸石或其它阴离子交换剂，可使之表面附着一层高价锰的氧化物，当含铁水通过这种滤料时，二价铁