水污染控制吸附

1、吸 附adsorption1第1节 概 述水质特点一、吸附 某种物质(离子或分子) 在另一种物质表面或微孔内积聚的现象。二、吸附剂和吸附质 吸附剂：具有吸附性能的物质。 特点：多孔固体，比表面积大。 吸附质：能被吸附剂吸附的物质。2三、吸附类型第1节 概 述化学吸附化学键力交换吸附静电引力物理吸附分子间力吸附剂表面特征表面能降低，为放热反应；吸附无选择性，分子引力随分子量增大而增加；无化学反应发生。特征吸附剂与吸附质之间由于化学键力发生了化学反应。特征靠吸附质离子与吸附剂表面带电点上的静电引力聚集在吸附剂表面，同时放出等当量的同号离子。3 (一) 吸附平衡 当溶液中吸附质的浓度和吸附剂单位吸附

2、量不再发生变化时； 溶液中吸附质的浓度称为平衡浓度。 第1节 概 述四、吸附平衡与吸附等温线4(二) 平衡吸附模型 1、Freundlich吸附等温式: 式中：x吸附量； m吸附剂量； e平衡浓度； Kf、n常数。 直线形式：第1节 概 述5 2 Langmuir吸附等温式 模型要点：吸附剂表面活性点分布均匀,每点吸附一个分子或 离子；单分子层吸附；吸附质所占面积相同。 第1节 概 述很低时，很高时，6 当 、B1时， BET吸 附等温式变成Langmuir吸附等温式。 3 BET吸附等温式 模型要点：为多分子层吸附，每一层符合Langmuir吸附等温式。第1节 概 述 直线形式：7(一) 吸

3、附剂的性质 1 物理性质：孔的大小、比表面积； 2 表面化学特性：表面的极性。四、影响吸附的因素(二) 吸附质的性质 1 溶解度； 2 分子量； 3 分子极性；8 (三) 操作条件 温度：物理吸附、化学吸附； pH 值：影响吸附质的存在状态和吸附剂表面特性。 接触时间： 共存物质：诱发物；干扰物； 生物协同作用：繁殖微生物，有利于有机物的分解。第1节 概 述9由吸附平衡、吸附容量确定吸附剂的用量；选择最佳的吸附剂；吸附剂的最佳吸附条件；不同吸附剂的吸附特性对比；混合吸附质的竞争吸附比较。 第1节 概 述四、吸附模型的工程意义10第 2 节 吸附剂二、重要吸附剂 活性炭、活性炭纤维； 吸附树脂；

4、 特殊吸附剂：活性氧化铝、硅胶、沸石分子筛； 其它吸附剂：褐煤、煤灰、煤灰渣等。一、吸附剂选择原则 性能好：吸附量高，吸附速度快。 再生效果好 物化性能好 价廉、来源广11动态实验串联级数吸附周期通水倍数m3/kg空塔流速v接触时间 t = h/v设备规模投资及运行费用静态实验水质条件吸附时间饱和吸附量单位废水吸附剂用量； 一 、设计参数的来源第 3 节 吸附工艺设计1 借鉴同类设计参数 2 进行吸附实验 吸 附实验最佳吸附剂选择吸附类型确定提供设计参数12二 、静态吸附试验第 3 节 吸附工艺设计表中： m1 m2 m3 mnx/me 吸附类型 饱和吸附量13第 3 节 吸附工艺设计三 、动

5、态吸附实验(一) 实验过程(二) 吸附容量 q过程中发生吸附的区域14(三) 吸附带 (2) 吸附带推进速度S 式中：Q 进水量； C0 进水浓度 dB 填充密度 B 截面积第 3 节 吸附工艺设计 (1) 吸附带饱和分数f 吸附带中已吸附污染物吸附剂所占百分数15第 3 节 吸附工艺设计 (3) 吸附带高度 (4) q动、q静与吸附层高度H的关系16第 3 节 吸附工艺设计四、设计(一) 工艺过程废水预处理吸 附排放静态吸附动态吸附间歇式操作废水和吸附剂在相对运动过程中完成吸附固定床、流化床、移动床去除废水中影 响吸附的杂质:悬浮物、油类、胶 体混凝、沉淀、过滤17固定床流动床第 3 节 吸

6、附工艺设计18流化床第 3 节 吸附工艺设计19 1 吸附塔 塔径1.03.5m；填充高度3.010m；填充层与塔径比14。 2 控制条件 容积速度：固定床 2m3/m3h； 移动床 5m3/m3h以下。 空塔流(线)速：固定床 2.010.0m/h； 移动床 10.030.0m/h。 接触时间：1050min(二) 工艺设计第 3 节 吸附工艺设计20 3 连续吸附串联级数的确定 穿透曲线计算; 公式: 第 3 节 吸附工艺设计21 1 原理 高温下，吸附质分子振动，从吸附剂表面活性点脱附下来。 高温下，有机物分子成气态分子逸出或成短链有机物。 2 再生过程 脱水、干燥(100150)、炭化(300700 )、活化(7001000 )。 3 再生设备 立式多段再生炉、旋转再生炉。第 4 节 吸附剂的再生一、加热再生22 1 原理 吸附质与熔剂的亲和力大于与吸附剂的亲和力。 2 常用再生剂 酸碱类、有机溶剂。 吸附的酚、醋酸可用氢氧化钠再生。 吸附的DDT可用异丙醇再生。二、溶剂再生三、其它再生方法 氧化法、生物法等第 4 节 吸附剂的再生23第 5节 应用及进展给水处理 嗅、味的吸附净化； 微量污染物的吸附净化。废水处理 典型有机污染物的吸附回收(酚、苯等)； 组合工艺