深度处理技术-吸附技术课件

1、深度处理技术深度处理技术吸附技术何为吸附？ 吸附是一种物质在另一种物质表面上进行自动累积或浓集的现象。吸附技术何为吸附？ 吸附是一种物质在另一种物质表面上进行吸附分离操作：通过多孔固体物料与某一混合组分体系接触，有选择地使体系中的一种或多种组分附着于固体表面，从而实现特定组分分离的操作过程。被吸附到固体表面的组分称为吸附质，吸附吸附质的多孔固体称为吸附剂。吸附质附着到吸附剂表面的过程称为吸附，而吸附质从吸附剂表面逃逸到另一相中的过程成为解吸。一、吸附法的基本理论1、定义吸附分离操作：通过多孔固体物料与某一混合组分体系接触，有选择2、吸附平衡平 衡 当吸附速度和解吸速度相等时，吸附质在溶液中和吸

2、附剂表面上的浓度都不再改变而达到平衡，即达到动态的吸附平衡。 此时吸附质在溶液中的浓度称为平衡浓度。2、吸附平衡平 衡 当吸附速度和解吸速度相等时，吸附质在3、吸附分离操作的分类离子交换吸附3、吸附分离操作的分类离子交换吸附深度处理技术吸附技术深度处理技术吸附技术4、吸附剂（1）对吸附剂的要求a.吸附容量大b.选择性强。c.稳定性好。d.适当的物理特性。e.价廉易得。4、吸附剂（1）对吸附剂的要求a.吸附容量大b.选择性强。活性炭（2）常见吸附剂由煤或木质原料加工得到的产品，通常一切含碳的物料都可以加工成黑炭，经活化后制成活性炭。活性炭具有大比表面积的特征，具有非极性表面，属疏水和亲有机物的吸

3、附剂。吸附容最大，热稳定性高，化学稳定性好，解吸容易。活性炭（2）常见吸附剂由煤或木质原料加工得到的产品，通常一切深度处理技术吸附技术吸附剂的“极性” 与“非极性”在化学中，极性指一根共价键或一个共价分子中电荷分布的不均匀性。如果电荷分布得不均匀，则称该键或分子为极性；如果均匀，则称为非极性。物质的一些物理性质（如溶解性、熔沸点等）与分子的极性相关。分子的极性对物质溶解性有很大影响。极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂，也即“相似相溶”。吸附剂的“极性” 与“非极性”在化学中，极性指一根共价键或一深度处理技术吸附技术活性炭纤维活性炭纤维是将活性炭编织成各种织物的一种吸附剂形式。活

4、性炭+纤维以纤维为原料制活性炭活性炭纤维活性炭+纤维以纤维为原料制活性炭活性炭纤维活性炭纤维炭分子筛“分子筛”（Molecular sieve）的概念。表示可以在分子水平上筛分物质的多孔材料。炭分子筛由微晶炭构成，具有表面疏水的特性，耐酸碱性、耐热性和化学稳定性较好，但不耐燃烧。许多组分在炭分子筛上的平衡吸附常数接近，但在常温下的扩散系数差别较大，炭分子筛可以利用不同组分扩散系数的差别完成分离。炭分子筛炭分子筛炭分子筛活性氧化铝由含水氧化铝加热脱水制成的一种极性吸附剂。含有无定形凝胶和氢氧化物晶体形成的刚性骨架结构。活性氧化铝无毒、坚硬，对多数气体和蒸汽稳定，在水或液体中浸泡不会软化、膨胀或破

5、碎，具有良好的机械强度。活性氧化铝由含水氧化铝加热脱水制成的一种极性吸附剂。含有无定活性氧化铝活性氧化铝天然沸石沸石是一种矿石，最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提（Axel Fredrik Cronstedt）在冰岛发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”（瑞典文zeolit）。此后，人们对沸石的研究不断深入。天然沸石是一类分布很广的硅酸盐类矿物。由通过共用氧连结在一起的硅氧四面体和铝氧四面体三维格架组成。天然沸石天然沸石特点：种类多分布广储量大价格低廉杂质多纯度低天然沸石特点：沸石分子筛人造沸石，也叫合成沸石。是人工合成的无机离子交换剂，可用于水的软化、

6、海水脱盐和纯水制造等。沸石用作分子筛，可以吸取或过滤其他物质的分子。虽然沸石只是分子筛的一种，但是沸石在其中最具代表性，因此“沸石”和“分子筛”这两个词经常被混用。沸石分子筛的极性随着硅铝比的增加而逐渐减弱。低硅铝比的沸石能对气体或液体进行脱水和深度干燥，而且在较高的温度和相对湿度下仍具有较强的吸附能力。沸石分子筛沸石分子筛沸石分子筛网红净水器网红净水器谢 谢谢 谢饮用水净化技术环境工程系 曹喆 曾婧滢饮用水净化技术环境工程系 曹喆 曾婧滢第一节 吸附技术第一节 吸附技术二、活性炭吸附技术1、活性炭的基本性质活性炭化学性质稳定，可耐强酸及强碱，能经受水浸、高温，且其密度比水小，是一种多孔的疏水

7、性吸附剂。活性炭具有发达的微孔构造和巨大的比表面积由孔隙直径大小分为三类：大孔（50nm)，约占总孔容积的10%30%；微孔（2nm)约占总孔容积的60%90%；中孔又称过渡孔（2nm50nm)，约占总孔容积的5%7%。二、活性炭吸附技术1、活性炭的基本性质2、活性炭的吸附机理孔隙具有吸附势分子运动理论a.一切物体均由分子或原子组成，分子（原子）间有间隙；b.分子（原子）是处于永不停息漫无规则的热运动状态，分子间相互碰撞很频繁；c.分子间有相互作用力，一般表现为引力。碰撞分子的直径与活性炭孔隙直径要匹配2、活性炭的吸附机理孔隙具有吸附势分子运动理论a.一切物3、活性炭吸附的应用活性炭吸附技术一

8、般是用来去除水中的溶解有机物，对相对分子质量在5003000的有机物去除效果最好，大部分比较大的有机物分子、芳香族化合物、卤代烃等都能够牢固吸附在活性炭表面上或孔隙中，并且腐殖质、合成有机物也能被活性炭吸附去除。总有机碳（TOC)、总有机卤化物（TOX)和总三卤甲烷（TTHM)等3、活性炭吸附的应用活性炭吸附技术一般是用来去除水中的溶解有4、影响活性炭去除效果的主要因素活性炭的性质吸附质的性质 溶液pH值的影响温度的影响4、影响活性炭去除效果的主要因素活性炭的性质吸附质的性质三、生物活性炭技术1、生物活性炭（biological activated carbon，BAC)的概念在活性炭上固定微

9、生物，提高活性炭的吸附容量，延长活性炭的使用寿命，增强对水中有机物的降解能力，这是生物活性炭技术（Biological ActivatedCarbon, BAC ）。利用活性炭吸附与生物降解的协同作用来处理废水。生物活性炭技术将活性炭作为载体，通过富集或人工固定微生物，在适当的温度及营养条件下，微生物在活性炭表面生长繁殖，形成BAC。它可同时发挥活性炭的物理吸附作用和微生物的降解作用。三、生物活性炭技术1、生物活性炭（biological ac深度处理技术吸附技术2、活性炭生物再生的机理(1)浓度梯度细菌主要集中于炭颗粒的外表及邻近大孔中。活性炭表面与炭内之间产生逆浓度梯度，有机物由内向活性炭

10、表面扩散而被微生物利用(2)胞外酶细胞分泌的胞外酶和因细胞解体而释放出的酶类，能直接进入到活性炭的过渡孔和微孔中去，使有机物从原吸附位上解吸下来，扩散到生物膜表面，并被炭表面上的细菌所分解，构成了吸附和降解的协同作用。2、活性炭生物再生的机理生物再生可分解为5个步骤：a.活性炭吸附有机物，液相中有机物含量降低；b.水中细菌附着在活性炭表面；c.细菌选择水中的生物易降解有机物分解，并不断繁殖；生物易降解有机物含量下降，难降解有机物含量不受细菌影响；d.伴随液相中生物易降解有机物含量下降，吸附的有机物发生解吸；解吸的有机物中的易降解有机物在液相扩散，被细菌降解；e.解吸后空出活性炭表面的吸附点又可

11、吸附有机物，使生物难降解有机物含量继续降低生物再生可分解为5个步骤：a.活性炭吸附有机物，液相中有机物1、活性炭纤维(ACF)吸附技术特点：ACF主要形成了大量的微孔，微孔的分布狭窄而均匀，占总孔体积的90%左右。吸附性能电性能氧化还原性能催化特性四、其他吸附技术1、活性炭纤维(ACF)吸附技术吸附性能电性能氧化还原ACF在净水方面的应用ACF对腐殖酸几乎不吸附澄清作用去除异臭异味去除高铁、高锰等无机物过滤细菌去除对氰、氯、氟、酚等有机化合物吸附挥发性有机物（VOCs)去除重金属污染去除卤代有机物分解次氯酸钠除去霉臭、藻臭、铁锈及具有放射性的碘、氪、氙等ACF在净水方面的应用ACF对腐殖酸几乎不吸附澄清作用去除异沸石分子筛的特点孔径分布均匀具有很好的离子交换能力对极性、不饱和及易极化分子具有优先的选择吸附作用。比表面积很大，具有高效的吸附性能。2、沸石分子筛吸附技术沸石