有机物的去除方法改PPT课件

1、 主要去除方法主要去除方法 : :混凝处理1吸附处理法2膜分离法3光催化处理4第1页/共29页混凝处理法 1 1 混凝的主要对象是水中的细小悬浮颗粒和胶体微粒，这些颗粒用自然沉降法很难从水中分离出去。 混凝是通过向废水中投加混凝剂，破坏胶体的稳定性，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉降与水分离，使废水得到净化。第2页/共29页 1.1混凝的工艺过程补给水混合反应沉降澄清出水污泥混凝剂混合目的是使混凝剂尽快与水混合，需要短时间高强度搅拌反应阶段的目的是使药剂与水中的细小颗粒或胶体物质作用生成尽可能大的絮体，为沉降分离创造条件，需要低强度长时间搅拌。澄清的目的是使所生成的絮体与水分离，

2、完成净化过程第3页/共29页1.2 混凝剂和助凝剂1.2.1概念凝聚、絮凝和混凝这三个词常引起混淆。凝聚：是指胶体被压缩双电层而脱稳的过程；絮凝：指胶体由于高分子聚合物的吸附架桥作用聚结成大粒絮体的过程；混凝：包括凝聚与絮凝两种过程。 第4页/共29页凝聚是瞬时的，所需的时间是将化学药剂扩散到全部水中的时间絮凝则与凝聚作用不同，它需要一定的时间让絮体长大，但在一般情况下两者难以截然分开。混凝剂：一般把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。助凝剂：当单用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某类辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。 第5页/共29页 混凝剂混凝剂1.1.三氯化铁无水物、结晶

3、水物和液体，其中常用的是FeCl36H2O，极易溶于水。优点：形成的矾花沉降性好，处理低温水或低浊度水效果比铝盐好，适宜的pH值范围较宽；缺点：处理后的水的色度比铝盐的高，腐蚀性大。第6页/共29页 2.聚合氯化铝 聚合氯化铝是一种高分子混凝剂，简称PAC；其化学式可写为Al2(OH)nCl6-nm，式中n可取1到5中间的任何整数，m为10的整数。聚合氯化铝的一项重要指标是碱化度，是指OH与1/3Al的浓度的百分比。一般可用B表示，随着B值的提高，混凝能力提高。一般将B值控制在50%到80%之间混凝效果最好。(a)应用范围广，对各种废水都可以获得较好的混凝效果。(b)易快速形成大的矾花，沉降性

4、能好，投药量一般比硫酸铝低，过量投加时也不会象硫酸铝那样造成水浑浊。(c)适宜的pH值范围较宽(在59间)，且处理后水的pH值和碱度下降较小。(d)水温低时，仍可保持稳定的混凝效果。(e)其碱化度比其它铝盐、铁盐高。第7页/共29页 助凝剂助凝剂（1）pH调整剂 常用的pH调整剂包括石灰、硫酸、氢氧化钠、碳酸钠等。（2）絮体结构改良剂 如活性硅酸、粘土等。（3）氧化剂 可投加氯气、次氯酸钠、臭氧等氧化剂来破坏有机物，以提高混凝效果。第8页/共29页 1.3强化混凝技术 强化混凝最先是由美国环境署提出的，最初是为了控制消毒副产物的产生而提出的此概念。 强化混凝是在常规混凝的基础上，基于新型混凝剂

5、的开发而发展起来的一种水处理工艺，通过提高混凝剂的投加量或优选混凝剂或优化运行参数来提高污染物去除率的过程。是对常规混凝中药剂、混合、凝聚和絮凝任一环节或多环节的强化和优化，从而进一步提高对水中污染物，包括低分子溶解性污染物的净化效果。第9页/共29页 强化混凝去除有机物的效果受很多因素的影响，主要包括：混凝剂的种类和性质、混凝剂投加量、投加助凝剂、pH值及进行氧化预处理等。（1）水温：水温对混凝效果有明显的影响。影响布朗运动，以及混凝剂水解和聚合反应速度。（2）pH：对混凝的影响程度，视混凝剂的品种而异。（3）水中杂质的成分、性质和浓度。（4）水力条件。加入混凝剂后，需要剧烈的搅拌。 强化混

6、凝是对传统混凝工艺的改进与提高，可提高溶解态有机物的去除效率。但其仍不能满足超临界机组补给水水质要求。1.4影响混凝的因素 第10页/共29页 1.5混凝方法的优缺点优点缺点1.设备简单，维护操作易于掌握2.处理效果好，间歇或连续运行均可以1.由于不断向水中加药，经常性运行费用较高2.沉渣量大，且脱水较困难。第11页/共29页吸附处理法 2 2活性炭为代表的吸附处理工艺是目前去除水中有机物的首选技术，因为其原料来源丰富，比表面积大，活性炭对水中的有机物的去除率一般在20%-70%之间。与水中有机物的种类、形态、分子尺寸有关。第12页/共29页 2.1 去除方法活性炭吸附法：利用其多孔性固体表面

7、使之得到净化。研究表明，活性炭对分子量500-1000范围内的有机物具有较强的吸附能力。活性炭作为催化剂或载体：作为催化剂主要与各种氧化剂联用。将活性炭作为催化剂载体，在其表面担载各种金属等催化剂可有效提高活性炭在水处理中的催化性能。活性炭电解法：利用活性炭的导电性，将其作为电极，先利用活性炭进行吸附，再通过电解作用进行氧化降解，去除有机物，其处理过程是自由基反应与絮凝反应相结合的过程生物活性炭法：利用活性炭作为生物载体处理水的方法。第13页/共29页2.2吸附原理吸附原理物理吸附n分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附。n吸附强度主要与活性炭的物理性质有关。 化学吸附n分子之

8、间的作用力是化学键时称为化学吸附。n吸附强度主要与吸附物质的化学性质有关。其过程不可逆。离子交换吸附n吸附质的离子依靠静电吸引力吸附到吸附剂表面的带电质点上，与此同时吸附剂也放出一个等电荷量的离子。第14页/共29页Page Page 15 15吸附剂性质吸附剂性质水的水的pHpH值值接触时间接触时间吸附质性质共存物质共存物质影响吸附剂的因素酸性溶液中比在碱性溶液中有较高的吸附率其表面积越大，吸附能力就越强取决于其溶解度、表面自由能、极性、吸附质分子的大小和不饱和度、附质的浓度等温度对活性炭的吸附影响较小。使吸附接近平衡，充分利用吸附能力 温度温度活性炭对多种吸附质的吸附能力比只含某种吸附质时

9、的吸附能力差第15页/共29页 2.3 活性炭吸附问题 活性炭吸附处理在工业上应用的最大问题是活性炭的再生问题，至今仍然没有满意的再生方法，即使再生方法较好的电再生也只能达到60%-70%的再生率，从而使活性炭吸附处理的经济性变差。第16页/共29页 膜分离法3 3分类微滤（MF）：截留0.11 微米之间的颗粒；超滤（UF）：截留0.0020.1 微米之间的颗粒和杂质；纳滤（NF）：截留物质的大小约为1 纳米；反渗透（RO）：阻挡所有溶解性盐及分子量大于100 的有机物；第17页/共29页 微滤超滤纳滤悬浮颗粒大分子有机物糖类等小分子有机物 二价盐或多价盐单价盐水几种主要膜技术的分离特性反渗透

10、第18页/共29页3.1 超滤超滤 超滤是一种流体切向流动和压力驱动的过滤过程，并按分子量大小来分离颗粒。超滤膜的孔径大约在0.002-0.1微米范围内。溶解物质和比膜孔径小的物质能作为透过液透过滤膜，不能透过滤膜的物质被浓缩于排放液中。因此产水中含有水、溶解固体及小分子量物质，而悬浮颗粒、高分子量有机物、细菌、病毒将被过滤去除。 第19页/共29页3.1.1超滤运行方式运行方式 （1） 死端过滤模式：所有进水都加压通过滤膜，浓缩液只在反洗时被去除。死端过滤模式示意图如下： 死端过滤也称为直流过滤、全量过滤，与常规的滤布过滤相似，被处理物料进入模组件，等量透过液流出模组件，截流物留在模组件内。

11、为了保证膜性能的可恢复性，必须及时从模组件内卸载截留物，因此需要定时反冲洗（过滤的反过程）等措施来去除膜面沉积物、恢复膜通量。模组件污染后不能拆开清洗，通常使用在线清洗方式。这种模式主要用于高质量和混浊度较低的水，全量过滤方式可以实现水回收率的最大化，达到9598，但一般限于原水的悬浮固体含量较低的情况（浊度10NTU）。第20页/共29页（2）错流过滤模式：部分浓缩液连续排放。 在错流过滤模式中，浓缩液以较高的流速流过滤膜，在膜丝中振荡，这样可以防止沉淀和沉积层的形成。错流过滤模式示意图如下： 被处理料液以一定的速度流过膜面，透过液以垂直方向透过膜，同时大部分截留物被浓缩液夹带出模组件。错流

12、过滤模式减小了膜面浓度极化层的厚度，可以有效降低膜污染。错流操作模式的典型水回收率为9095。 第21页/共29页（1）渗透 我们知道渗透是指稀溶液中的溶剂（水分子）自发地透过半透膜（反渗透膜或纳滤膜）进入浓溶液（浓水）侧的溶剂（水分子）流动现象。（2）反渗透原理 即在进水（浓溶液）侧施加操作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力施加于浓溶液侧时，水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水(浓溶液)中的水分子部分通过膜成为稀溶液侧的净化产水. 3.2 反渗透反渗透第22页/共29页 第23页/共29页 第24页/共29页 3.2.1反渗透膜的性能要求机械强度高，抗拉抗压1.产品水流量大，

13、脱盐率高2.机械强度高，抗拉抗压3.耐高温、耐酸碱、耐氧化、耐微生物污染4.结构均匀，能适合各种结构的需要5.使用寿命长，运行稳定。6.制膜过程简单，成本低，原材料充足。第25页/共29页光催化处理法 4 4 光催化氧化法是通过氧化剂在光的激发和某些具有能带结构的半导体光催化剂的催化作用下产生的OH氧化分解有机物 光催化技术是一种新兴的绿色水处理技术,具有反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化绝大多数有机物和消除重金属污染、可减少二次污染及可用太阳光作为反应光源等突出优点。传统的废水处理方法需要消耗大量的化学药品和电能，成本高，工艺复杂，而且还会造成二次污染。第26页/共29页 相比之下，采用可见光催化剂处理废水，效果显著，催化剂可重复使用，而且无毒，无二次污染，在未来废水处理领域具有显著的优势。在众多的可见光催化剂中，TiO2因其化学稳定性好、无毒、催化活性高、氧化能力强、廉价成本低、耐光腐蚀等优势受到广泛的关注，一直处于光催化研究的核心地位，成为最常用也最具潜力的一种光催化剂。 以半导体材料作为催化剂降解污染物具有速度快、无选择性、深度氧化完全、能充分利用廉价太阳光和空气中的氧分子等优点，且其操作条件容易控制，近年来越来越受到人们的广泛关注，已成为一种具有广阔应用前景的水处理技术。光催化氧化第27页/共29页4.1光催化技术的发展概况光催化技术的发展概况1