水污染控制第十七章课件

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 时间：周2 1-2节、周4 3-4节、周5 6-7节,1,学习交流PPT,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。,2,学习交流PPT,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

2、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。,3,学习交流PPT,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,4,学习交流PPT,2、腐植酸类吸附剂（风化

3、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。,5,学习交流PPT,例1：某工厂为一班生产，工业废水量Q=50m3/h，经生物处理后C

4、OD为50mg/L，拟将这部分水回用，回用水COD 10mg/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=0.002 1.39=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：,6,学习交流PPT,粉炭投加量： m=2/0.049=40.8 kg/h 答：略。 例2和例3：课本P228-P229（10min）。,7,学习交流PPT

5、,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,8,学习交流PPT,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+ M

6、g2+ 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+,9,学习交流PPT,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

7、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。,10,学习交流PPT,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。,11,学习交流PPT,离子交换器内部结构,12,学习交流PPT,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，并简述各种方法的要点。 8、吸附法处理