环境污水的吸附法离子交换法萃取法和膜析法处理.pptx
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1、 目录w第一节 吸附法w第二节 离子交换法w第三节 萃取法w第四节 膜析法第1页/共26页第一节 吸附法一、吸附原理w吸附可分为物理吸附和化学吸附。w物理吸附:吸附剂与吸附质之间通过分子间引力(即范德华力)产生吸附。w化学吸附:吸附剂与吸附质之间产生化学作用,生成化学键引起吸附。w一定的吸附剂所吸附物质的数量与此物质的性质、浓度和温度有关。表明被吸附物质的量与浓度之间的关系式称为吸附等温式。第2页/共26页w1.弗劳德利希(Freundlich)吸附等温式两边取对数:式中:y吸附剂吸附的物质总量,mgm投加的吸附剂量,mg到达平衡时溶液中被吸附物的浓度,mg/LK、n经验常数。N值在正常条件下
2、大于1。第3页/共26页w2.朗格缪尔(Langmuir)吸附等温式两边同时被除:式中:y吸附剂吸附的物质总量,mgm投加的吸附剂量,mg到达平衡时溶液中被吸附物的浓度,mg/LK、K1经验常数。第4页/共26页二、影响吸附的因数w吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。固体吸附剂的吸附能力可用吸附量来衡量。吸附速度指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。它决定接触时间及吸附设备的容积。u 吸附过程基本上可分为三个连续的阶段。第一阶段为吸附质扩散通过水膜而到达吸附剂表面(膜扩散);第二阶段为吸附质在孔隙内扩散;第三阶段为吸附质在吸附剂内表面上发生吸附。通常吸附阶段反应速度非常快,总的过
3、程速度由第一、二阶段速度所控制。在一般情况下,吸附过程开始时往往由膜扩散控制,而在吸附接近终了时,内扩散起决定作用。第5页/共26页u吸附剂结构的影响 比表面积 孔结构 大孔 100 nm 2nm过渡孔100nm 微孔2nm 表面化学性质 表面含氧官能团的性质 COOH、OH等 有助于对极性分子的吸附第6页/共26页u吸附质性质的影响 对于一定的吸附剂,由于吸附质性质的差异,吸附效果也不一样。通常有机物在水中的溶解度随着链长的增长而减小,而活性炭的吸附容量却随着有机物在水中溶解度的减少而增加,也即吸附量随有机物分子量的增大而增加(不能过大)。如活性炭对有机酸的吸附量按甲酸乙酸丙酸丁酸的次序而增
4、加。活性炭处理废水时,对芳香族化合物的吸附效果较脂肪族化合物好,不饱和链有机物较饱和链有机物好,非极性或极性小的吸附质较极性强吸附质好。实际废水体系的吸附质往往不是单一的,它们之间可以互相促进、干扰或互不相干。第7页/共26页u操作条件的影响 吸附是放热过程,低温有利于吸附,升温有利于解吸。溶液的pH值影响到溶质的存在状态(分子、离子、络合物),也影响到吸附剂表面的电荷特性和化学特性,进而影响到吸附效果。国内用太原8炭吸附CdCN络合物的试验结果如图所示。第8页/共26页三、吸附剂w活性炭:比表面积可达8002000m2/g,有很高的吸附能力。一般可制成粉末状或颗粒状。粉末状活性炭吸附能力强,
5、制备容易,价格降低,但再生困难,一般不能重复使用。颗粒状活性炭价格较贵,但可再生重复使用,并且使用时劳动条件较好,操作管理方便。活性炭的再生方法主要有:加热再生、化学再生。w腐殖酸类吸附剂:天然的富含腐殖酸的风化煤、泥煤、褐煤等,它们可直接使用或简单处理后使用。腐殖酸是一组芳香结构的,性质与酸性物质相似的复杂混合物,可吸附工业废水中许多金属离子,如汞、镉、镉、锌、铅、铜等。第9页/共26页四、吸附工艺和设备w吸附的操作方式分为间歇式和连续式。w间歇式是将废水和吸附剂放在吸附池内进行搅拌30min左右,然后静置沉淀,排除澄清液。w连续式吸附可以采用固定床、移动床和流化床。第10页/共26页五、吸
6、附法在污水处理中的应用w由于吸附法对废水的预处理要求高,吸附剂价格昂贵,因此在废水处理中,吸附法主要用于去除废水吸附法主要用于去除废水中的微量污染物中的微量污染物,以达到深度净化的目的。w例1:吸附法除汞工艺流程含汞废水排放反应池沉淀池Ca(OH)2FeSO4Na2S吸附池1吸附池2图17-2 吸附法除汞流程(10-20m3/d)第11页/共26页w例2:炼油厂、印染厂废水的深度处理 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。废水中含酚量从0.1(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12页
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