水污染控制工程污水的吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法处理.ppt
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1、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,第 二 节 离子交换法,第 三 节 萃 取 法,第 四 节 膜 析 法,第 一 节 吸 附 法,一、 吸附原理,吸附剂:固体表面有吸附水中溶解及胶体物质的能力,比表面积很大的活性炭等具有很高的吸附能力。,表明被吸附物的量与浓度之间的关系式称为吸附等温式。,1. Freundlich等温式,对上式取对数,可得:,2. Langmuir等温式,该公式是在被吸附物质仅为单分子层的假定下导出的,形式为:,将上式变换成以下形式,使用时较方便:,二、影响吸附的因素,吸附速度主要取决于外部扩散速度和孔隙扩散速度。,吸附剂的物理化学性质和吸
2、附质的物理化学性质对吸附有很大影响。,三、吸附剂,1. 活性炭,在水处理中较多采用颗粒活性炭。,再生是在吸附剂本身的结构基本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,恢复它的吸附能力。,再生方法,2. 腐植酸类吸附剂,种类:天然的富含腐植酸的风化煤、泥煤、褐煤等,它们可以直接使用或经简单处理后使用;将富含腐植酸的物质用适当的黏合剂制备成的腐植酸系树脂。,腐植酸是一组芳香结构的,性质与酸性物质相似的复杂混合物。,腐植酸类物质能吸附工业废水中的许多金属离子,如汞、铬、锌、镉、铅、铜等。,腐植酸对阳离子的吸附,包括离子交换、螯合、表面吸附、凝聚等作用。,腐植酸类物质在吸附重金属离子后
3、,可以用H2SO4、HCl、NaCl等进行解吸。,四、 吸附工艺和设备,操作方式,连续式,五、吸附法在污水处理中的应用,1. 吸附法除汞,活性炭有吸附汞和汞化合物的性能,但因其吸附能力有限,只适宜于处理含汞量低的废水。,吸附法除汞流程,2. 炼油厂、印染厂废水的深度处理,某炼油厂含油废水,经隔油,气浮和生物处理后,再经砂滤和活性炭过滤深度处理。,废水的含酚量从0.1mg/L(生物处理后)降至0.005mg/L,氰从0.19mg/L降至0.048mg/L,COD从85mg/L降至18mg/L。,第二节 离子交换法,实质:不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其他同性离子的交换反应
4、,是一种特殊的吸附过程,通常是可逆化学吸附。,离子交换是可逆反应,其反应式可表达为:,交换树脂,交换离子,饱和树脂,在平衡状态下,树脂中及溶液中的反应物浓度符合下列关系式:,K值的大小能定量地反映离子交换剂对某两个固定离子交换选择性的大小。,一、离子交换剂,离子交换树脂是人工合成的高分子聚合物,由树脂本体(又称母体或骨架)和活性基团两个部分组成。,二、离子交换树脂的选用,1. 离子交换树脂的有效pH范围,2. 交换容量,定量表示树脂交换能力的大小,单位为mol/kg(干树脂)或mol/L(湿树脂),3. 交联度,交联度较高的树脂,孔隙较低,密度较大,离子扩散速度较低,对半径较大的离子和水合离子
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