第9章 吸附概述.ppt

《水污染控制工程》 第9章 吸附 推荐几本参考书 顾夏声、黄铭荣等编著，《水处理工程》，北京：清华大学出版社，1985年（第一版） 许保玖等，当代给水与废水处理原理，北京：高等教学出版社，2000（第二版） 张自杰主编，排水工程（下册），第四版，北京：中国建筑工业出版社，2000 尹士君编著，水处理构筑物设计与计算，北京：化学工业出版社，2004 C.P.Leslie Grady,Jr.,et al., Biological Wastewater Treatment, Marcel Dekker, Inc., New York, 1999 张自杰主编，废水处理理论与设计，北京：中国建筑工业出版社，2003 崔玉川等编，城市污水回用深度处理设施设计计算，北京：化学工业出版社，2003 9.1 概述（Brief Intruduction） 9.1.1 吸附的去除对象与功能 9.1.2 吸附的实质 9.1.3 吸附的类型 9.1.1 吸附的去除对象与功能 去除对象 水处理中，用于去除水中色、嗅、微量的有机物、各种离子和胶体物质等。 废水处理中，用于去除金属离子、色度及难降解有机物等。 功能 满足更高的用水水质要求； 实现水或废水的深度处理，利于回用。 9.1.1 吸附的去除对象与功能 9.1.1 吸附的去除对象与功能 9.1.2 吸附的实质 何谓吸附（Adsorption） ？ 一种物质附着在另一种物质表面上的过程。可发生在气—固、气—液、液—固两相之间。水和废水处理中主要涉及液—固两相之间的转移过程。 一种表面现象，与表面张力和表面能的变化有关。吸附剂固体颗粒表面由于受力的不均衡而产生表面张力，具有表面能。 吸附为一个自发的降低固体颗粒表面自由能的过程。 具有可逆性。 9.1.2 吸附的实质 Description and Definitions The adsorption process uses forces of molecular attraction to bind soluble and gaseous chemicals to a surface. The process retains and accumulates toxic chemicals present in wastes, yet does not chemically alter them. The materials used for adsorption is usually treated (activated) to make it very porous (thus very high specific surface area). The media used for adsorption has a large surface area that can adsorb relatively large quantities of material per unit weight of the media. The media is “spent” when it has adsorbed so much contaminant that its adsorptive capacity is severely depleted. 9.1.2 吸附的实质 热力学第二定律 Gibbs方程 9.1.2 吸附的实质 何谓吸附（Adsorption） ？ 9.1.3 吸附的类型 物理吸附 化学吸附 离子交换吸附 9.1.3 吸附的类型 物理吸附 由吸附剂与吸附质间的分子引力（van der Waals forces ）所致。 吸附时表面能降低，为放热反应（吸附每克分子放热可达5千卡）。 无化学反应，无需活化能，可在低温下进行。 可逆。 吸附比无选择性。但因不同物质分子量的不同所导致的分子间力的不同，分子引力随吸附质分子量的增加的增大（Traube规则）。 如活性炭吸附水中有机酸时，其吸附能力的次序为： C2H4O2 ＜ C3H6O2 ＜ C4H8O2…… 9.1.3 吸附的类型 化学吸附 由吸附剂与吸附质间的化学键力所致。 吸附热大，有化学反应，吸附后吸附质之性质改变。 有选择性。化学键力大时，吸附不可逆。 离子交换吸附 吸附质的离子由静电引力作用，与吸附剂表面的可交换离子发生交换并与交换基团结合，并释放出等当量的离子。 具有选择性。可逆。 9.1.3 吸附的类型 物理吸附 化学吸附 离子交换吸附 9.2 吸附理论（Adsorption theory） 9.2.1 等温吸附模型 9.2.2 吸附速度 9.2.3 影响吸附的因素