《水污染控制技术》课件-4.3 吸附法

水的物理化学处理任务3吸附法1概述2吸附平衡与吸附速度3吸附工艺和设备概述（1）定义：吸附是用多孔性固体吸附剂吸附污水中的一种或多种污染物，达到污水净化的过程。（2）吸附对象：溶解性有机质微生物痕量重金属概述（3）吸附过程四个步骤：待分离的料液通入吸附剂吸附质被吸附在吸附剂表面料液流出吸附质解吸吸附剂再生概述（4）特点：处理程度高应用范围广适应性强吸附剂可再生重复利用设备紧凑，管理方便可回收有用物质概述（5）吸附类型：物理吸附和化学吸附主要特征物理吸附化学吸附吸附力分子间力化学键力选择性不明显很明显吸附热吸附速度速度快且易于平衡速度慢且难于平衡吸附层单分子或多分子只能是单分子可逆性可逆不可逆吸附特征对比表概述（6）吸附剂①

要求表面积大化学稳定性强来源广泛吸附容量大机械强度大价格低廉概述（6）吸附剂②

类型活性炭吸附树脂硅藻土磺化煤活化煤腐殖质酸焦炭活性白土概述（6）吸附剂③

吸附机理活性炭的微孔结构细孔构造（小、中、大孔）物理吸附化学不饱和性（石墨型晶体）化学吸附吸附平衡与吸附速度（1）吸附平衡吸附平衡：吸附速度＝解吸速度；解吸过程：吸附质脱离吸附剂表面回到液相中；吸附过程：吸附质被吸附剂吸附；平衡浓度：吸附平衡时吸附质在溶液中残余浓度。吸附平衡与吸附速度

吸附平衡与吸附速度

解：平衡时的C=0.05×(1-90%)=0.005(g/L)

由得：吸附平衡与吸附速度qC吸附等温线（2）吸附等温线（吸附量与平衡浓度关系曲线）在一定T下，q随平衡浓度C变化的曲线（q=f(C)）叫吸附等温线。①

弗里德里希型固相表面具有不同的吸附位置，需有不同的吸附能量。基本假设：常用于表面非常不均匀的吸附剂在一定浓度范围对单一溶质系统的等温吸附。适用范围：吸附平衡与吸附速度qC吸附等温线（2）吸附等温线（吸附量与平衡浓度关系曲线）在一定T下，q随平衡浓度C变化的曲线（q=f(C)）叫吸附等温线。①

弗里德里希型易吸附1/n=0.1-0.5难吸附1/n>2吸附平衡与吸附速度②

朗格缪尔型：朗格缪尔吸附位置示意图基本假设：吸附位点在吸附剂表面，且每一位点可吸附一个分子，亦即被吸附成单一分子层；所有吸附位置，对被吸附分子具有相等的亲和力；被吸附分子并不影响其余吸附位点的吸附效应。吸附平衡与吸附速度②

朗格缪尔型：吸附等温线qCa适用范围：单分子层吸附式中：q—吸附量；

C—吸附质平衡浓度；

a、b—分别为与吸附量，吸附能量有关的常数；当液相浓度很低时，即b·C〈〈1则q=abC；当液相浓度很高时，即b·C〉〉1则q=a吸附平衡与吸附速度qCCS吸附等温线BET吸附位置示意图③

BET型（Brunauer-Emmett-Teller）适用条件：多分子层吸附

吸附平衡与吸附速度（3）吸附速度

吸附速度取决于吸附剂对吸附质的吸附过程吸附过程:01吸附反应阶段(快)；(细孔内表面)02颗粒的外部扩散阶段（慢）；03颗粒的内部扩散阶段（慢）；吸附平衡与吸附速度（4）影响吸附的因素吸附剂的性质：吸附剂的比表面积；吸附剂的种类；吸附剂的颗粒大小、细孔构造和分布、表面化学性质；吸附平衡与吸附速度（4）影响吸附的因素吸附质的性质：废水的pH值共存物质温度：升高温度，吸附量减少；接触时间溶解度（低有利于吸附）01表面自由能02极性03吸附质分子的大小和不饱和度04吸附质的浓度05吸附工艺和设备操作方式间歇式连续式将料液和吸附剂放在容器内搅拌，平衡后排出吸余液固定床吸附剂固定填放在吸附柱(或塔)中移动床在操作过程中定期地将接近饱和的一部分吸附剂从吸附柱中排出，并同时将等量的新鲜吸附剂加入柱中流化床吸附剂在吸附柱内处于膨胀状态，悬浮于由下而上的水流中吸附工艺和设备（1）吸附操作（2）吸附床间歇式：小水量，间歇排放；连续式：动态，连续操作；固定床：升流式、降流式升流式：运行时间长，易流失吸附剂；降流式：出水水质好，水头损失大，需反冲洗;吸附工艺和设备移动床：优点：占地面积小，出水水质好，不需要反冲洗；缺点：不能使塔内吸附剂上下层互混，操作要求较高。特点：吸附剂保持流化状态，与水的接触面积增大；设备小、生产能力大、基建费用低；不需要反冲洗；吸附工艺和设备（3）穿透曲线穿透：动态吸附过程中，吸附后出水中未被吸附的污染物超过规定的浓度的现象。以时间为横坐标，出水中污染物的浓度为纵坐标，所作曲线即为穿透曲线。图中对应的a点为穿透点，当出水污染物浓度达到进水浓度的90%～95％，即可认为吸附柱的吸附能力已经耗尽，该点即为吸附终点b。吸附工艺和设备（4）吸附容量的利用①

采用多床串联操作图10-2三柱串联操作吸附工艺和设备（4）吸附容量的利用②

采用升流式移动操作吸附工艺和设备（5）吸附剂的再生加热再生法：吸附碳氢和芳香化合物的活性碳再生;低温再生:药剂再生法：无机药剂再生、有机溶剂再生；化学氧化法：湿式氧化、电解氧化、臭氧氧化；适于粒状活性碳的再生

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脱水、干燥、炭化、活化、冷却；高温再生:吸附工艺和设备（6）吸附法在废水处理中的应用染料化工废水的处理二硝基氯苯废水处理工艺流程吸附工艺和设备铁路货车洗刷废水处理

项目水样pH值COD（mg/L）悬浮物（mg/L）挥发酚（mg/L）有机磷（mg/L）砷（mg/L）氯化物（mg/L）硫化物（mg/L）原水8.5552