环境化学-污染控制与修复化学课件

1、第八章 污染控制与修复化学污染控制与修复化学研究内容污染控制与修复过程的化学机理研究污染控制与修复的材料与技术污染控制与预防的新思想、新技术、新方法 内容第一节 物理化学技术第二节 高级氧化技术第三节 环境污染修复技术 内容第一节 物理化学技术一、吸附法二、离子交换法三、混凝法四、膜分离法五、溶剂萃取法一、吸附法吸附 (adsorption), 吸附剂(adsorbent)，吸附质（adsorbate）利用物质表面存在的未平衡的分子引力或化学键力，把混合物中的某一组分或某些组分吸留在其表面上，这种分离化合物的过程称为吸附。 吸附剂：具有吸附作用的物质。吸附质：被吸附的物质。（2）吸附过程四个连

2、续阶段：主体相扩散、膜扩散、孔隙扩散、吸附反应（3）吸附作用的影响因素吸附剂的性质吸附质的性质溶液的pH值共存物的影响操作条件一、吸附法一、吸附法2、活性炭吸附（1）活性炭的性能非极性吸附剂、良好的吸附性能和稳定的化学性质，具有巨大的比表面积和特别发达的微孔。活性炭的吸附位点：物理吸附活性点与化学吸附活性点活性炭的种类：粒状（GAC）、粉状（PAC）、纤维状（ACF）二、离子交换法离子交换法：通过离子交换剂的离子与接触交换剂的溶液中相同电荷的离子进行交换，以达到离子的置换、分离、浓缩、去除等目的的一种方法。 1、离子交换的基本理论（1）离子交换反应机理（2）离子交换平衡2、离子交换树脂（1）分

3、类：阴离子交换树脂、阳离子交换树脂（2）基本特性：选择性、溶胀性、稳定性三、混凝法混凝法：在混凝剂的作用下，水中的胶体和细微悬浮物凝聚为絮凝体，然后予以除去的水处理方法。 1、胶体的稳定性理论（1）胶体离子的双电层模型（2）胶体稳定的原因胶粒表面带有电荷布朗运动水化膜（3）DLVO理论2、混凝的原理（1）压缩双电层作用（2）电性中和作用（3）吸附架桥作用（4）网捕作用3、混凝剂及其作用机理（1）无机盐类混凝剂（2）有机高分子类混凝剂三、混凝法四、膜分离法（2）扩散渗析：高浓度溶液中的溶质透过薄膜向低浓度溶液中迁移。（3）反渗透：施加压力于与半透膜相接触的浓溶液，所产生的与自然渗透相反的的过程。

4、（4）超滤：（5）液膜分离：五、溶剂萃取法溶剂萃取法：通过物质由一个液相转移到另一个基本不互溶的液相这一传质过程来实现物质的提取、分离的方法。1、基本原理分配定律：2、萃取体系的组成3、萃取剂4、污染控制中常用的萃取体系一、臭氧氧化技术1、臭氧氧化技术的机理（1）直接氧化臭氧与有机物直接反应（2）间接氧化臭氧在碱性条件或紫外线照射和过氧化氢协同作用产生OH。2、臭氧氧化技术的应用（1）氧化无机物（2）氧化有机物（3）消毒1、过氧化氢氧化技术（1）过氧化氢的氧化性强氧化剂（2）过氧化氢的不稳定性受热易分解，微量杂质能催化其分解（3）过氧化氢的应用（4）UV/H2O2技术二、过氧化氢及Fenton

5、氧化技术2、Fenton氧化技术Fenton试剂由亚铁离子（Fe2+）与过氧化氢组成（1） Fenton氧化技术的基本原理亚铁离子催化双氧水生成大量的OH（2） Fenton氧化技术的影响因素pHH2O2浓度催化剂浓度反应温度其他阴离子中间产物二、过氧化氢及Fenton氧化技术1、TiO2光催化技术原理TiO2 + hv(Eg) e- + h+2、 TiO2光催化活性的影响因素（1）晶型的影响（2）粒径的影响（3）表面性质的影响（4）反应液pH值的影响（5）光源的影响（6）水中溶解性盐类的影响3、提高TiO2光催化反应效率的途径纳米TiO2材料的研制、 TiO2的改性、外加氧化剂三、二氧化钛光

6、催化氧化技术1、基本原理（1）氧化过程与机理直接氧化间接氧化（2）还原过程与机理2、重要的电化学技术（1）电Fenton技术（2）电化学絮凝（3）光电组合催化技术四、电化学技术湿式空气氧化（WAO）：在高温高压下以空气中的氧气为氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为无机物或小分子有机物的化学过程。1、基本原理（1）传质过程在高温高压下，氧的溶解度增大，在水中的传质系数也增大（2）化学反应过程自由基反应：链引发、链增长与传递、链中止。2、主要影响因素（1）污染物的结构（2）温度（3）压力（4）其他五、湿式空气氧化技术环境污染修复：对被污染的环境采取物理、化学与生物的技术措施，使存在于环境中的污染物质浓度减少、毒性降低或完全无害化，使得环境能够部分或全部恢复到未污染状态的过程。1、物理修复技术利用污染物与环境之间各种物理特性的差异，达到将污染物从环境中去除、分离的目的。包括：分离修复、蒸汽浸提修复、固定/稳定化修复等技术。一、概述2、生物修复技术在人为强化条件下，利用细菌、真菌、水生藻类、陆生植物等的代谢活性降解有机污染物，改变重金属的活性或存在形态，进而影响它们在环境中的