水污染控制课件第十七章(1)

2020/5/2,1,水污染控制工程教案,课程名称：水污染控制工程授课教师：宋卫锋副教授地点：大学城1-319时间：周21-2节、周43-4节、周56-7节,2020/5/2,2,第十七章污水的吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法处理第一节吸附法,一、吸附原理物理吸附和化学吸附。1、弗劳德利希等温式,式中：y吸附剂吸附的物质总量，mg；m投加的吸附剂量，mg；到达平衡时溶液中被吸附物的的浓度，mg/L；K，n经验常数。,2020/5/2,3,浓度较低时使用。2、朗格缪尔等温式,适用于各种浓度条件。二、影响吸附的因素吸附能力和吸附速度。吸附量，吸附速度快，所需的接触时间短，吸附设备的容积就小。吸附过程：颗粒外部扩散阶段；孔隙扩散阶段；吸附反应阶段。吸附速度主要取决于外部扩散速度和孔隙扩散速度。,2020/5/2,4,颗粒外部扩散速度与溶液浓度成正比，也与吸附剂的比表面积成正比。因此，吸附剂颗粒直径越小，外部扩散速度越快，相对运动也可以提高外部扩散速度。孔隙扩散速度与吸附剂孔隙的大小与结构，吸附质颗粒的大小和结构等因素有关。吸附剂的颗粒大小对内部扩散和外部扩散影响都很大，颗粒越小，吸附越快。极性相吸、相似相溶三、吸附剂1、活性炭比表面积8002000m2/g。和孔径大小有关，和活化方法及活化条件有关。（1）加热再生多段式再生炉（2）化学再生,2020/5/2,5,2、腐植酸类吸附剂（风化煤、泥煤、对阳离子的吸附，汞、Cr3+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+等。四、吸附工艺和设备间歇式和连续式。间歇式主要用于小量废水的处理和实验研究，生产上一般用两个吸附池，交换工作。连续式可采用固定床、移动床和硫化床。固定床吸附柱中，吸附剂总厚度35m，分成几个柱串联工作，每个柱的吸附剂厚度约12m。废水从上向下过滤，过滤速度在415m/h之间，接触时间3060min。粉未活性炭一般采用静态吸附，颗粒活性炭一般采用动态吸附。静态吸附可用机械搅拌设备，投加量可根据静态吸附等温线试验结果进行。,2020/5/2,6,例1：某工厂为一班生产，工业废水量Q=50m3/h，经生物处理后COD为50mg/L，拟将这部分水回用，回用水COD10mg/L。生物处理出水粉炭吸附等温式为：y/m=0.0021.39，接触吸附时间为2h，求接触吸附池容积和粉末活性炭加入量。解：（1）接触池容积：V=QT=100m3（2）粉未活性炭的投加量出水COD=10mg/L时，粉炭的单位吸附量：y/m=0.0021.39=0.002101.39=0.049(mgCOD/mg炭)当出水COD为10mg/L时，粉炭吸附所去除的COD为：,2020/5/2,7,粉炭投加量：m=2/0.049=40.8kg/h答：略。例2和例3：课本P228-P229（10min）。,2020/5/2,8,第二节离子交换法第三节萃取法一、离子交换树脂树脂母体：苯乙烯的聚合物。交联剂：二乙烯苯。球状，凝胶型树脂，大孔型树脂，多孔凝胶型，巨孔型，高巨孔型。阴离子交换树脂、阳离子交换树脂。二、离子交换树脂的选用1、离子交换树脂的有效pH范围强酸型SO3H，弱酸型COOH，强碱型NOH，弱碱型NH3OH,2020/5/2,9,3、交联度交联度较高的树脂，孔隙度较低，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的交换量较小。交联度为7%10%。4、交换势不同的离子和不同的树脂交换势不一样。强酸阳树脂的选择性顺序为：Fe3+Cr3+Al3+Ca2+Mg2+K+=NH4+Na+Li+弱酸阳树脂的选择性顺序为：H+Fe3+Cr3+Al3+Ca2+Mg2+K+=NH4+Na+Li+,2020/5/2,10,强碱阴树脂的选择性顺序为：Cr2O72-SO42-CrO42-NO3-Cl-OH-F-HCO3-HSiO3-弱碱阴树脂的选择性顺序为：OH-Cr2O72-SO42-CrO42-Cl-HCO3-(二)废水水质对离子交换树脂的影响1、悬浮物和油脂沉淀、过滤、吸附等2、有机物某些高分子有机物与树脂活性基团的固定离子结合力很强，一旦结合就很难再生。例如高分子有机酸与强碱性季胺基团结合力就很强。3、高价金属离子废水中Fe3+、Al3+、Cr3+等高价金属离子可树脂中毒。,2020/5/2,11,4、pH值5、水温6、氧化剂会使树脂氧化分解三、离子交换的工艺和设备预处理、砂滤、多介质过滤、离子交换器和再生附属设备。交换、反洗、再生、清洗。萃取法、膜析法自学。,2020/5/2,12,离子交换器内部结构,2020/5/2,13,思考题1、压缩双电层、吸附架桥作用、网捕作用。2、常用的混凝剂有哪些？各有何特点？3、试述过滤中和法处理酸性废水时，选择滤料的原则。并讨论升流式膨胀中和滤池及变截面升流式滤池的特点。4、什么是污水的化学处理？5、什么是中和过滤法，过滤中和法的优缺点是什么？6、混凝剂与助凝剂有何区别？在使用中应注意什么问题？7、什么叫湿式氧化法？请列出你所知道的高级氧化技术，并简述各种方法的