吸附与化学沉淀PPT课件

.,1,第八章吸附与化学沉淀,第1节吸附,.,2,一：吸附原理与类型,1原理：一种物质附着在另一种物质表面上的过程吸附，是一种相界面上的反应。可以发生在气液界面、气固、液固在水处理中，主要讨论的是液固界面。,.,3,固相物质：吸附剂，一般为多孔性物质液相中被吸附物质：吸附质吸附法是指水中的一种或多种物质被吸附在固体表面（吸附剂）而被去除的方法。为什么吸附剂有吸附能力呢？这主要与表面张力、表面能的变化有关。,.,4,2类型：,1）物理吸附：2）化学吸附：3）离子交换吸附,.,5,1）物理吸附：分子间的作用力所引起的。吸附热较小，可在低温下进行。过程是可逆的，易解吸（被吸附的分子由于热运动还会离开吸附剂表面）相对没有选择性，可吸附多种吸附质（由于分子力是普遍存在的），但吸附质极性不同，吸附量不同。可形成单分子吸附层或多分子吸附层,.,6,2）化学吸附：由化学键力引起的产生化学反应。如石灰吸附CO2CaCO3吸附热大，一般在较高温下进行具有选择性，单分子层吸附。化学键力大时，吸附不可逆。,.,7,3）离子交换吸附静电引力，吸附质的离子吸附剂表面的带电点上，同时吸附剂也放出一个等当量离子。离子电荷越多，吸附越强。离子水化半径越小，越易被吸附在水处理中，三种吸附的综合表现。,.,8,二、吸附剂具有一定吸附能力的多孔物质都可以作吸附剂。有活性炭、活化煤、焦炭、煤渣活性碳是水处理中应用最为广泛的吸附剂。,.,9,原料：木材、煤，经高温炭化和活化而成。碳化：把原料热解成碳渣，温度：300400度活化：形成发达的细孔。气体法：通入水蒸汽，温度在920960度；药剂法：加入氧化锌、硫酸、磷酸等,.,10,三、吸附等温线,1吸附平衡当吸附速度和解吸速度相等时，溶液中的吸附质浓度不在改变时吸附平衡,.,11,吸附剂吸附能力的大小用吸附量q（g/g）表示。达到吸附平衡时，q=V(C0-C)/W(g/g)V：废水容积W：活性炭投量C：吸附平衡时，溶液中溶质浓度增加WC和q发生变化,.,12,2.吸附等温线与等温式,吸附等温线：在某一温度条件下，吸附量随吸附质平衡浓度的变化的曲线。有I型和II型两种类型。,.,13,.,14,1）弗兰德利希(Freundlich)吸附等温式（经验公式）q=KC1/nlogq=logK+1/nlogC1/n越小，说明吸附可在相当宽的浓度范围下进行。一般认为1/n=0.10.5时容易吸附,.,15,2）朗谬尔（Langmuir）吸附等温式；基于单分子层吸附推导出来。q=aqsC/(1+aC)a:吸附平衡常数qs:饱和吸附量C:平衡浓度,.,16,3）BET式：描述II型吸附，多层分子吸附模式，各层符合朗谬尔吸附。,.,17,四、影响吸附的因素,1吸附剂的性质细孔分布：活性炭的情况微孔1/2.09则先发生BaSO4沉淀若SO42-/CrO42-1/2.09则两种沉淀同时发生若SO42-/CrO42-1/2.09则先发生BaCrO4沉淀,.,38,分类：氢氧化物沉淀法硫化物沉淀法钡盐沉淀法,.,39,二、氢氧化物沉淀法金属氢氧化物的溶解平衡M(OH)n=Mn+nOH-金属氢氧化物的溶度积LMn+OH-n,.,40,金属氢氧化物的生成条件受pH影响。水的离子积K水H+OH-1014lgMn+=14nnpHpLM(OH)nxnpH价数越高，pH对金属浓度的影响越大。,.,41,一般投加石灰对于不准备回收的低浓度废水。注意：对于有些金属离子，如Zn,Pb,Cr,Al氢氧化物为两性物质，PH过高会产生羟基络合物，重新溶解。如Zn(OH)2+2OHZn(OH)42-因此，控制适当的pH是非常重要的。,.,42,三、硫化物沉淀法金属硫化物比氢氧化物更难溶解。沉淀剂：H2S，Na2S，KSMSM2+S2-M2+=LMS/S2-,.,43,使用H2S时,H2S可以分级电离H2S=H+HS-K1HS-=H+S2-.K2M2+=LMSH+2/1.110-23pH,H+,M2+,促进沉淀。,.,44,特点：虽然硫化物法比氢氧化物能更安全地去除金属离子,但费用大,硫化物沉淀困难,需投加混凝剂加