第四章水污染.ppt

* 第四章 污水的吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法处理 第一节 吸附法 处理对象： 一、吸附原理 污水中无机的、有机的（难于生物降解）溶解物质或胶体物质。 分类： 物理吸附 化学吸附 分子引力（范德华力） 吸附多种吸附质 化学键 吸附一种或多种吸附质 吸附等温式——被吸附物的量与浓度之间的关系式。 （一定的吸附剂所吸附物质的数量与此物质的性质、浓度、温度有关。） 第一节 吸附法 1、弗劳德利希等温式 lg(y/m) 与lgρ成线性关系。斜率1/n ，截距lgK。 低浓度时适用。 第一节 吸附法 2、朗格缪尔等温式 K：与最大吸附量及吸附能有关常数 K 1：与吸附能有关的常数 二、影响吸附的因素： 1、衡量吸附过程的指标： 吸附能力→吸附剂的吸附量大小。 吸附速度→单位重量、单位时间所吸附的物质的量。决定接触时间。 第一节 吸附法 二、影响吸附的因素： 2、多孔吸附剂吸附过程： A、颗粒外部扩散阶段→吸附质扩散到吸附剂表面。 B、孔隙扩散阶段→吸附质在吸附剂孔隙中向吸附点扩散。 C、吸附反应阶段→吸附质被吸附在吸附剂孔隙内吸附点表面。 吸附速度： 外部扩散速度 ： 溶液浓度、吸附剂比表面积有关 孔隙扩散速度 ： 吸附剂孔隙、吸附质颗粒大小，结构决定。 3、物理化学性质： （极性分子型）吸附剂吸附（极性分子型）的吸附质 （非极性分子型）吸附剂吸附（非极性分子型）的吸附质 离子型：异性相吸 1、吸附质溶解度越低，越容易被吸附。 2、吸附质浓度升高而吸附量有限度地增加。 第一节 吸附法 二、影响吸附的因素： 4、pH值： 活性炭在酸性条件下比碱性条件下的吸附量高。 5、吸附反应常为放热，低温有利。 对气相明显，液相不明显 三、吸附剂 1、活性炭： 粉末状——吸附能力强、价格低、再生困难、劳动条件差。 颗粒状——吸附能力强、价格贵、能再生，劳动条件好，常用。 再生——吸附剂本身结构不发生变化的情况下，用某种方法将吸附质从吸附剂微孔中除去，恢复它吸附能力。 第一节 吸附法 三、吸附剂 1、活性炭： 活性炭再生方法： ①加热再生：高温→吸附质从活性炭脱离 有机物→氧化、分解成气态 ②化学再生：通过化学反应，使吸附质转化为易溶于水的物质而解吸。 (吸附苯酚的活性炭，用NaOH浸泡，形成酚钠盐。 粉末活性炭在高温、高压下，氧化分解反应得到再生。) 2、腐植酸类吸附剂： 天然含有腐植酸的风化煤、泥煤、褐煤 富含腐植酸物质+粘合剂=腐植酸系树脂 （1）腐植酸性质与酸性物质相似，所含活性基因吸附阳离子。 吸附作用包括离子交换、螯合、表面吸附、凝聚等。 （2）吸附的阳离子包括：Hg、 Cr、 Zn、 Pb、 Cu等重金属。 （3）吸附饱和后，可用硫酸、盐酸、 NaCl进行解吸。 （4）存在问题：吸附容量不高，适用pH值范围小，机械强度低。 第一节 吸附法 四、吸附工艺和设备 操 作 方 式 间歇式 连续式 混合→搅拌（30min）→静沉→ 澄清排除 固定床 移动床 流化床 ——定期更换部分吸附剂 ——吸附剂在吸附塔中呈膨胀状态 ——吸附塔中固定 第一节 吸附法 五、吸附法在污中处理中应用 1、活性炭对有机物的吸附 活性炭对绝大部分有机物有很强的吸附能力。尤其有些有机物不能用生物处理或其他氧化法处理时。 常用于深度处理 优点：①处理程度高。 ②应用范围广，对废水中绝大部分有机物都有效。 ③对水量和有机负荷变动具有较强的适应性能。 ④可重复再生，再生过程使吸附的有机物被烧掉产生污泥。 ⑤可回收物质，处理含酚废水，碱再生时，可回收酚钠盐。 2、活性炭对无机物的吸附 应用不是很广，但对某些金属及其化合物有很强的吸附能力。 第二节 离子交换法 实质——离子交换剂（不溶）可交换离子与溶液中的其它同性离子的交换反应（可逆 反应） 平衡状态下有： 应用——水的软化、水的除盐。 废水处理——金属离子的去除。 K1时，反应才能顺利向右进行。K越大，越有利交换反应。 K值大小——定量反映在离子交换剂对某两个固定离子交换选择性的大小。 第二节 离子交换法 一、离子交换剂 1、无机：合成沸石、天然沸石 2、有机：A.磺化煤——浓硫酸对天然煤进行磺化处理后得