环境工程 水污染处理 吸附
水污染控制工程课件——吸附
第二节 吸附法
掌握： 1.吸附去除的对象 2.吸附类型 3.吸附工艺流程 熟悉： 1.各工艺设备 2.吸附的应用情况
主要去除（传统活性污泥 法出流中的）难降解化合 物，溶解性无机化合物， 如氮、硫化物和重金属。
吸
2.吸附设备
（2）活性炭的再生
附
2）化学再生法
工
无机溶剂再生法 无机酸或碱脱附（反应转化为
艺
易溶于水的物质）例：吸附高
浓度酚的饱和炭，用NaOH再
和
生，脱附下来的为酚钠盐，可
设
回收利用 有机溶剂再生法 有机溶剂萃取有机物 例：含
备
二硝基氯苯的燃料废水的活性
炭，用有机溶剂氯苯脱附后，
再用热蒸汽吹扫炭上残留的氯
附
工
a——穿透点 当吸附带移到填
艺
充层下端时，出水中 便开始出现吸附质。
和
b——穿透终点
a至b期间，随着
设
继续通水，出水中吸
附质浓度增大，直到
备
为原水值C0.但当到
规定值Cb时实际上应
为吸附终点。
吸
2.吸附设备
（1）吸附装置——固定床
附
工
艺
和
设
备
吸
2.吸附设备
（1）吸附装置——移动床
附
工
艺
和
设
备
第二节 吸附法
一、吸附原理 二、吸附剂 三、吸附工艺和设备 四、应用
1.定义
吸
具有一定吸附能力的多孔物质都可以作吸附
附
剂。有活性炭、活化煤、焦炭、煤渣。
剂
水污染控制工程污水的吸附法、离子
第
利用物理化学的原理和化工单元操作可 以去除污水中的杂质，它的处理对象主要是 污水中无机的或有机的（难于生物降解的） 溶解物质或胶体物质，尤其适用于处理杂质 浓度很高的污水（用作回收利用的方法）或 是很低的废水（用作污水的深度处理）。
第一节 吸附法
一、吸附原理 吸附可分为物理吸附（吸附剂与吸附物质之间 是通过分子引力，即范德华力，而产生的）和化学 吸附（吸附剂与被吸附物质之间产生化学作用，生 成化学键所引起）。 一定的吸附剂所吸附物质的数量与此物质的性 质及其浓度浓度和温度有关。表明被吸附物的量与 浓度之间的关系式称为吸附等温式。目前常用的公 式有：Freundlich和Langmuir吸附等温式。
离 子 交 换 法
但弱碱性阴离子交换树脂对碳酸根和硫离子的交换能 力很弱，对硅酸、苯酚、硼酸和氰酸等弱酸不起反应。 ⑹ 对强碱性阴离子交换树脂，离子的交换势随树脂的性质 而异，没有一般的规律。 ⑺ 氢氧基对阴离子交换树脂的交换势决定于树脂类型。对 弱碱性阴离子交换树脂，氢氧基居于交换序列的首位；对 强碱性阴离子交换树脂，则介于氯离子和氟离子之间。 ⑻ 离子量高的有机离子和金属络合离子的交换势特别大。 ⑼ 大孔型树脂具有很强的吸附性能，往往可以吸附废水中 的非离子型杂质。例如，弱碱性阴离子交换树脂能吸附废 水中的氯苯酚。
离 子 交 换 法
（4）溶胀性 当树脂由一种离子型态转变为另一种离子型态时所 发生的体积变化称为溶胀性或膨胀。树脂溶胀的程度用 溶胀度来表示。如强酸阳离子交换树脂由钠型转变成氢 型时，其体积溶胀度约为5％~7％。 （5）耐热性 各种树脂所能承受的温度都有一个高限，超过这个 极限，就会发生比较严重的热分解现象，影响交换容量 和使用寿命。 （6）交联度 离子交换树脂是由不溶性的母体和活性基团两部分 组成的，树脂的母体为有机化合物和交联剂组成的高分 子共聚物。交联剂的作用是使树脂母体形成网状结构。 交联剂占单体质量的百分数称为交联度。交联度直接影 响树脂的性能，交联度越高，树脂的机械强度就越大， 对离子的选择性就越强，但交换速度就越慢
水污染控制工程吸附法处理处理污水
难，一般不能重复使用。
颗粒状活性炭价格较贵，但可再生重复使用，并且使用时劳
动条件较好，操作管理方便
b.
腐植酸类吸附剂
种类：天然的富含腐植酸的风化煤、泥煤、褐煤等，它 们以直接使用或经简单处理后使用；将富含腐植酸的物质用
令a=1/m，b=qo
abc q 1 + ac
……朗谬尔式
BET公式可以适应更广泛的吸附现象。
※吸附量q是选择吸附剂和吸附设备的重要参数，
q决定吸附剂再生周期的长短，q越大，再生周
期越长，再生剂用量及其费用越小。q通过吸
附试验来确定。
三、吸附速度
吸附速度是指单位重量的吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。 吸附过程可分为3个阶段。
2.移动床吸附
原水从下而上流过吸附 层, 吸附剂由上而下间歇或 连续移动。间歇移动床处理
规模大时，每天从塔底定时
卸炭1～2次，每次卸炭量为 塔内总炭量的5％～10％ 移动床较固定床能充分 利用床层吸附容量，出水水质良好，且水头损失较小。由于原水 从塔底进入，水中夹带的悬浮物随饱和炭排出，因而不需要反冲 洗设备，对原水预处理要求较低，操作管理方便。目前较大规模 废水处理时多采用这种操作方式。
集美大学 生物工程学院 刘启明
六、 吸附工艺和设备
间歇式 操 作 方 式 连续式
将废水和吸附剂放在吸附池内进行搅拌 30min左右，然后静置沉淀，排除澄清液
固定床 吸附剂固定填放在吸附柱 (或塔)中 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 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
水污染控制工程 第四章 污水的吸附法、离子交换法、
2.吸附剂种类
• 活性炭（活性炭纤维） • 吸附树脂 • 腐植酸类吸附剂 • 改性淀粉类吸附剂 • 改性纤维素类吸附剂 • 以及其他可吸收污染物质的药剂、
物料等
1. 活性炭 在水处理中较多采用颗粒活性炭。
再生是在吸附剂本身的结构基本不发生变化的情 况下，用某种方法将吸附质从吸附剂微孔中除去,恢复 它的吸附能力。
6、改性纤维素类吸附剂
• 纤维素是地球上最丰富的、可以恢复的 天然资源，具有价廉、可降解并对环境 不产生污染等优点，因此对纤维素的改 性研究一直受到人们的重视。纤维素的 化学改性研究大致可归结为三个主要方 向：(1)利用一般酯化和醚化的方法；(2) 利用有机化学改性的方法；(3)利用接枝 共聚的方法。改性纤维素类吸附剂是改 性纤维素产品中具有重要应用价值的研 究方向之一。
• 有机 ：包括磺化煤和各种离子交换树脂。
1. 离子交换剂树脂
离子交换树脂是人工合成的高分子聚合物，由树脂
本体(又称母体或骨架)和活性基团两个部分组成。
种类
凝胶型树脂
大孔型树脂
多孔凝胶型树脂
按活性基 团可分为
巨孔型(MR型)树脂 高巨孔型(超MR型)树脂 含有酸性基团的阴离子交换树脂 含有碱性基团的阳离子交换树脂 含有胺羧基团等的螯合树脂 含有氧化还原基团的氧化还原树脂
4.选择性（有些书上称为交换势）
• 树脂对水中某些离子能优先交换的性能 称为选择性，它是决定离子处理效率的 一个重要因素，本质上取决于交换离子 与活性基团中固定离子的亲和力。选择 性大小用选择性系数来表征。
第二节 离子交换法
一、离子交换法定义
• 离子交换法是指废水中的部分污染物与 离子交换剂接触，通过离子交换而达到 去除的目污染物的。离子交换法主要用 于去除水中溶解性物质。离子交换的实 质是离子交换剂上可交换的离子与废水 中其它同性离子的交换反应，是一种特 殊的吸附过程，通常是可逆性化学吸附。
环境工程中的水污染治理方法
环境工程中的水污染治理方法引言：水是生命之源，然而，随着人口的增加和工业化的发展，水污染问题日益严重。
为了保护水资源，环境工程师们致力于研究和开发各种水污染治理方法。
本教案将介绍环境工程中常用的水污染治理方法，包括物理、化学和生物处理方法，以及新兴的技术和综合治理方案。
第一节：物理处理方法（2000字左右）1. 沉淀沉淀是一种常见的物理处理方法，通过将污染物沉淀到底部，从而实现水的净化。
常用的沉淀方法包括重力沉淀、离心沉淀和过滤沉淀等。
这些方法适用于去除悬浮颗粒、悬浮物和悬浮胶体等。
2. 吸附吸附是利用吸附剂将污染物吸附在其表面，从而去除水中的污染物。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铁和氧化铝等。
吸附方法广泛应用于去除有机物、重金属和染料等。
3. 膜分离膜分离是一种基于膜的物理处理方法，通过膜的选择性通透性，将水中的污染物分离出去。
常用的膜分离方法包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。
膜分离方法适用于去除微生物、胶体和溶解性有机物等。
小节一：化学处理方法（2000字左右）1. 氧化氧化是一种常用的化学处理方法，通过氧化剂将污染物氧化为无害物质。
常用的氧化剂包括氯气、臭氧和过氧化氢等。
氧化方法适用于去除有机物和氨氮等。
2. 沉淀/絮凝沉淀/絮凝是一种将污染物转化为固体颗粒，从而实现水的净化的化学处理方法。
常用的沉淀/絮凝剂包括铁盐、铝盐和聚合物等。
沉淀/絮凝方法适用于去除悬浮颗粒、胶体和染料等。
3. 中和中和是通过加入酸或碱来调节水的pH值，从而使污染物中和或沉淀。
常用的中和剂包括石灰和氢氧化钠等。
中和方法适用于去除酸性或碱性物质。
小节二：生物处理方法（2000字左右）1. 好氧生物处理好氧生物处理是利用好氧微生物将有机物降解为二氧化碳和水的生物处理方法。
常用的好氧生物处理方法包括活性污泥法和固定化生物膜法等。
好氧生物处理方法适用于去除有机物和氨氮等。
2. 厌氧生物处理厌氧生物处理是利用厌氧微生物将有机物降解为甲烷和二氧化碳的生物处理方法。
环境工程中的水污染治理技术
环境工程中的水污染治理技术水污染是当今社会面临的重要环境问题之一，对人类健康和生态系统造成了严重影响。
为了解决水污染问题，环境工程中涌现出了许多水污染治理技术。
本教案将从物理、化学和生物三个方面介绍水污染治理的相关技术，并探讨其原理和应用。
一、物理方法在水污染治理中的应用（2000字）物理方法是通过改变水体的物理性质来达到净化水质的目的。
其中，常见的物理方法包括沉淀、过滤、吸附和离子交换等。
（1）沉淀技术沉淀技术是通过将污染物与水中的悬浮物或溶解物结合形成沉淀物，从而使污染物从水中分离出来。
常用的沉淀技术包括澄清池、沉淀池和旋流沉淀器等。
（2）过滤技术过滤技术是通过过滤介质将水中的悬浮物和胶体颗粒截留下来，从而净化水质。
常见的过滤技术有砂滤、活性炭过滤和陶瓷膜过滤等。
（3）吸附技术吸附技术是利用吸附剂吸附水中的污染物，从而使水质得到净化。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛和纳米材料等。
（4）离子交换技术离子交换技术是利用离子交换树脂将水中的离子污染物与树脂上的离子进行交换，从而实现水质的净化。
这种技术在软化水和去除重金属离子等方面应用广泛。
二、化学方法在水污染治理中的应用（2000字）化学方法是通过添加化学药剂使水中的污染物发生化学反应，从而达到净化水质的目的。
常见的化学方法包括氧化、还原、沉淀和中和等。
（1）氧化技术氧化技术是通过氧化剂使水中的有机污染物发生氧化反应，从而降解有机污染物。
常用的氧化剂包括高锰酸钾、臭氧和过氧化氢等。
（2）还原技术还原技术是通过还原剂将水中的氧化性污染物还原为无害物质，从而净化水质。
常用的还原剂包括亚硫酸盐和二氧化硫等。
（3）沉淀技术沉淀技术在化学方法中同样起到重要作用。
通过添加沉淀剂，使水中的污染物与沉淀剂结合形成沉淀物，从而达到净化水质的目的。
（4）中和技术中和技术是通过添加酸碱等化学物质，使水中的酸性或碱性物质中和，从而净化水质。
这种技术在处理酸性废水和碱性废水等方面应用广泛。
水污染治理技术—吸附
实际过程中物理和化学吸附是主要的，往往相伴发生，且是 综合作用，比较如下：
吸附性能 物理吸附 化学吸附
作用力
选择性 吸附层
分子引力（范德华力） 剩余化学键力
没有选择性 有选择性
单分子或多分子吸附层 只能形成单分子吸附层
吸附热
较小，⋖41.9kj/mol
较大，相当于化学反应热， 83.7-418.7kj/mol
2．吸附剂的性质 一般极性分子型的吸附剂易吸附极性分子型的吸附质， 反之亦然。 3．吸附质的性质 溶解度越小的吸附质越容易被吸附；吸附质的分 子体积越大，吸附效率也就越大；吸附质的浓度增高， 吸附量增大。
吸附剂的颗粒越小，比表面积越大，吸附量就越大。
4．吸附过程的运行参数
主要包括pH值、共存物质、温度、接触时间等
氧化分解，炭的吸附性能基本恢复时即可重新使用。
• 另外，也可以在活性炭吸附处理过程中，同时向炭床 鼓入空气，以供炭粒上生长的微生物生长繁殖和分解有机 物的需要。这样整个炭床就处在不断地由水中吸附有机物， 同时又在不断氧化分解这些有机物的动平衡中。
（三）吸附的应用
• 主要用来去除污水中的微量污染物，达到深度净化的目的。
• 从高浓度的废水中吸附某些物质达到资源回收和治理的目的， 如废水中少量重金属离子的去除、有害的生物难降解有机物 的去除、脱色除臭等。 • 还可利用炉渣、粉煤灰等物质作吸附剂，作为某些工业废水 的预处理，是以废治废的途径。如粉煤灰吸附作用对采油废 水中石油类和CODCr的去除率分别为80%和20%。 • 在处理流程上，吸附法可与其他物理化学法联合，组成所谓 物化流程。如先用混凝沉淀过滤等去除悬浮物和胶体，然后 用吸附法去除溶解性有机物。 • 吸附法也可与生化法联合，如向曝气池投加粉状活性炭，利 用粒状吸附剂作为微生物的生长载体或作为生物流化床的介 质；或在生物处理之后进行吸附深度处理等。
环境工程,吸附法处理废水作业
吸附量 是指单位重量的吸附剂 在单位时间内所吸附的吸附质的量。 酸性有利对于活性炭
低有利
越大越好
Page
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吸附法处理废水
吸附平衡 吸附和解吸是一个可 逆的平衡过程。当吸附速度和 解吸速度相等，就达到了吸附 平衡。吸附量是吸附平衡时单 位重量吸附剂上所吸附的吸附 质重量。它可以表示吸附剂吸 附能力的大小。一定容积和一 定浓度的吸附质溶液中，投加 一定的吸附剂，经搅拌混合直 至吸附平衡，即测定溶液中残 余的吸附质浓度，稳定不变时 为止
b.藻类吸附法
★ 水体中有大量的藻类生长，藻类细胞壁由多糖蛋白质 和脂类组成，有一定粘性，带有电荷，此外细胞膜是有高 度选择性的半透膜。所以藻类对重金属有良好的吸附作用 ★ 藻类对很多重金属离子富集率相当高，有些可达几千 倍，富集过程一般分为细胞外结合于沉积，细胞内吸收和 转换两个主要步骤。而途径则有物理吸附，生物吸附，表 面沉降，主动运输和被动扩散。 ★ 研究表明一种海带在适当的条件下对铜镍离子的除去 率达到96%和97%一种绿藻在浓度较高时可以吸附不同离 子不存在抑制作用
c.腐植酸类吸附法
★ 腐植酸吸附金属离子的能力由其本身的结构决定的， 其活性集团有羟基，羧基，黯基，磺酸基，对阳离子的吸 附包括交换螯合表面吸附凝聚等作用 ★ 天然腐植酸主要有褐煤和泥炭其中腐植酸11％到17％， 在重金属离子浓度较低时腐植酸具有高的吸附率，天然泥 炭不需要处理就能吸附重金属离子但是机械强度低亲水性 高稳定性低，对吸附能力有影响，可以先进行热处理增加 机械强度或者用酸改性以增加磺酸基和羰基。 ★ 近年来研究者把富含腐植酸的物质用粘结剂制成腐植 酸树脂造粒成型，用于管式和塔式的吸附装置在处理电镀 废水方面有了成功经验
探讨动力学热力学特性，寻找新的生物品种等 Page 方面
环境工程中的水污染控制技术
环境工程中的水污染控制技术随着全球环境问题的不断加剧和人们环保意识的日益增强，水污染成为了我国环境工程领域亟需解决的一个重要问题。
在环境工程中，水污染控制技术起到了至关重要的作用。
本文将探讨环境工程中的水污染控制技术，包括传统和新兴技术。
传统水污染控制技术中，最为常见的就是物理和化学处理技术。
物理处理技术包括沉淀、过滤和吸附等方法。
沉淀是利用沉淀剂将悬浮物和溶解物从水中去除的过程。
过滤则是通过过滤介质将水中的悬浮物和生物去除，如砂滤器、活性炭过滤器等。
吸附则是利用吸附材料吸附水中的污染物质。
化学处理技术主要包括加药、氧化还原和中和等方法。
加药是将化学试剂加入水中，与污染物发生反应并去除。
氧化还原则是利用氧化剂或还原剂将污染物氧化或还原为无害物质。
中和则是通过加入酸碱试剂将水中的酸碱度调节到中性。
然而，传统水污染控制技术往往有着处理效果差、耗能大、操作复杂等问题。
为了更好地解决水污染问题，新兴的水污染控制技术应运而生。
其中，生物处理技术是一种非常有效的治理方法。
生物处理技术利用微生物的代谢作用将污染物转化为无害物质。
生物处理方法主要包括好氧处理、厌氧处理和生物膜法等。
好氧处理是指在氧气的存在下，将有机废水转化成为二氧化碳和水的过程。
厌氧处理则是在缺氧条件下，将有机物转化为甲烷等产物。
生物膜法则是利用生物膜将水污染物质附着于膜上，再通过膜的过滤、拦截和降解去除污染物。
此外，还有一些进阶的水污染控制技术，如高级氧化法和纳米技术。
高级氧化法是一组基于高能活性物质产生的自由基性质来氧化和去除污染物。
高级氧化法常用的技术包括臭氧氧化、紫外光催化氧化和臭氧/氢氧化法等。
纳米技术则是利用材料在纳米尺度下的特殊性质来处理水污染。
纳米技术主要应用在纳米材料的制备、催化和分离等方面。
通过这些先进技术的应用，可以更加高效地去除水中的有机物、重金属和微生物等污染物。
综上所述，在环境工程中，水污染控制技术的发展非常关键。
传统的物理和化学处理技术仍然发挥着重要作用，但是新兴技术的应用将会更加高效和可持续。
水污染控制工程 第十七章 污水的吸附法离子交换法萃取法和膜析法处理 讲义
第十七章污水的吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法处理§17-1 吸附法一、吸附原理与类型1、概念吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程，它可以发生在气-液、气-固、液-固两相之间。
在污水处理中，吸附．．则是利用多孔性固体吸附剂的表面吸附污水中一种或多种污染物，达到污水净化的过程。
具有吸附能力的多孔性固相物质称为吸附剂．．．，而污水中被吸附的物质称为吸附质．．．。
这种方法主要用于低浓度工业废水的处理。
2、吸附原理吸附的主要原因在于溶质对水的疏水特性或者在于溶质对固体颗粒的高度亲合力；吸附作用的第二种原因是主要由溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或化学键力所引起。
与此相对应，可把吸附分为3种基本类型。
3、吸附类型(1) 物理吸附物理吸附是吸附质与吸附剂之间的分子引力(范德华力)所产生的吸附。
这是最常见的一种吸附现象。
特征：①被吸附物分子稍能在界面上作自由移动；②吸附时表面能降低，所以是放热反应；③由于物理吸附是分子间力，而分子引力普遍存在，所以吸附基本上是无选择性的；④低温就能进行吸附；⑤可以形成单分子层或多分子层吸附；⑥吸附速率快，易于达到平衡；⑦由于吸附力弱，物理吸附也容易解吸(或脱附)，反应高度可逆。
(2) 化学吸附化学吸附是吸附质与吸附剂之间发生化学反应，形成牢固的化学键和表面配合物。
特征：①吸附质分子不能在表面自由移动；②吸附时放热量大，与化学反应的反应热相近；③是选择性吸附；④一般需在较高的温度下进行吸附；⑤只能是单分子层吸附或不满一层；⑥吸附较稳定，不易解吸(不可逆)；(3) 离子交换吸附离子交换吸附即溶质的离子由于静电引力作用聚集在吸附剂表面的带电点上，同时吸附剂也放出一个等当量离子。
离子的电荷是交换吸附的决定因素：离子所带电荷越多，吸附越强；电荷相同的离子，其水化半径越小，越易被吸附。
在水处理中，吸附过程往往是上述几种吸附作用的综合结果。
由于吸附质、吸附剂及其它因素的影响，可能某种吸附是主要的。
环境工程中的水质处理和污染控制
环境工程中的水质处理和污染控制水质处理和污染控制是环境工程领域中非常重要的部分。
随着人口的增长和工业的发展，水污染问题日益严重，如何有效地治理水污染成为了当今社会亟需解决的难题。
本文将从水质处理技术和污染控制措施两个方面进行探讨，为读者们带来关于环境工程中水质处理和污染控制的最新知识和实用技巧。
一、水质处理技术在环境工程中，水质处理技术是保障饮用水安全和水环境健康的重要手段。
目前常用的水质处理技术主要包括物理处理、化学处理和生物处理三种。
1. 物理处理物理处理是通过物理方法去除水中的悬浮物、浊度、颜色等杂质。
其中常用的物理处理技术有沉淀、过滤和吸附等。
沉淀是利用重力作用，将水中的悬浮物通过沉降将其分离出来，净化水质。
过滤则是通过过滤介质，如砂、炭等，将水中的颗粒物拦截下来，使其得到过滤，达到净化水质的目的。
吸附是利用活性炭等材料的特性，吸附去除水中的有机物、重金属等。
物理处理技术简单、成本低，因此得到了广泛应用。
2. 化学处理化学处理是通过添加化学药剂，将水中的污染物与药剂发生物化反应，达到去除杂质的目的。
常用的化学处理技术有凝聚剂、消毒剂等。
凝聚剂是通过改变水中杂质的性质，使其凝聚成颗粒状，从而方便沉淀或过滤的处理方式。
常见的凝聚剂有铁盐类、铝盐类等。
消毒剂则是用于杀灭水中的细菌、病毒等微生物，确保水质卫生安全。
3. 生物处理生物处理是运用微生物的生物化学作用，将水中的有机物或氮、磷等污染物转化为无害物质的过程。
生物处理技术主要包括活性污泥法、生物滤池法等。
活性污泥法是利用污水中的微生物，通过氧化、还原等反应，达到去除有机物的效果。
生物滤池法则是运用生物膜，在介质（如填料等）表面附着的微生物将水中的有机物质转化为无害物质。
二、污染控制措施除了水质处理技术外，污染控制措施也是环境工程中的重要环节。
污染控制措施是在源头和过程中对水污染进行控制和防治，以减少对环境造成的负面影响。
1. 产业控制在水质处理和污染控制中，产业控制是一个根本性的环节。
水污染控制工程：第十六章2 污水的吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法处理
用于废水处理的离子交换系统一般包括：预处理设备(一般采用 砂滤器，用以去除悬浮物，防止离子交换树脂受污染和交换床堵 塞)、离子交换器和再生附属设备(再生液配制设备)。
常用的固定床离子交换器见图17—4所示。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
离子交换的运行操作包括四个步骤：交换、反洗、再生、清洗。
AhE qV (c0 c)T
二、影响吸附的因素
吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。固体吸附剂吸 附能力的大小可用吸附量来衡量。吸附速度是指单位重量吸附剂在 单位时间内所吸附的物质量。在水处理中，吸附速度决定了污水需 要与吸附剂接触的时间。
三、吸附剂
吸附剂的种类很多。常用是活性炭和腐植酸类吸附剂。
1. 活性炭
在生产中应用的活性炭的种类很多。一般都制成粉末状或颗粒状。 粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低，但再生困难， 一般不能重复使用。颗粒状的活性炭价格较贵，但可再生后重复使 用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。因此在水处理中 较多采用颗粒状活性炭。
连续吸附可以采用固定床、移动床和流化床。固定床连续吸附 方式是废水处理中最常用的。吸附剂固定填放在吸附柱(或塔)中， 所以叫固定床。移动床连续吸附是指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排出，并同时将等量的新鲜吸附剂加入 柱中。所谓流化床是指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。由于移动床和流化床的操作较复杂，在废水处理 中较少使用。
一、离子交换剂
离子交换树脂是人工合成的高分子聚合物，由树脂本体(又称母 体或骨架)和活性基团两个部分组成。
二、离子交换树脂的选用 1．离子交换树脂的有效pH值范围
2．交换容量 交换容量是离子交换树脂最重要的性能，它定量地表示树脂交
水污染控制工程-4.1 吸附法
6
2、吸附容量（简称吸附量）
1）什么是吸附容量(adsorptive capacity)？
♣ 吸附容量是指吸附达平衡时，单位质量的吸 附剂所吸附的吸附质的质量，一般用q表示，
单位为mg/g 或g/g。
F吸附剂(adsorbent)：具有吸附能力的多孔性固体物质。
F吸附质(adsorbate)：废水中被吸附的物质。
2、引起吸附的原因
（1）溶质对水的疏水特性；
（2）溶质对固体颗粒的高度亲和力。
2014-7-11
4
3、吸附的分类
（1）物理吸附(physical adsorption)：指吸附 剂与吸附质之间通过分子间力（范德华力）而 产生的吸附。
二、影响吸附的因素 L
三、吸附剂及其再生 L
四、吸附操作及设备
吸附操作方式 L
动态吸附设备 L
2014-7-11
3
一、吸附的基本理论
(一)吸附机理及分类
1、基本概念
F吸附(adsorption)是指利用多孔性固体物质吸附 废水中某种或几种污染物，以回收或去除某些污染 物，从而使废水得到净化的方法。
（2）化学吸附(chemical adsorption)：指吸附质 与吸附剂之间发生化学反应，生成化学键力而 引起的吸附。
（3）离子交换吸附 (ion exchange adsorption) ： 指吸附质的离子由于静电引力作用聚集在吸附 剂表面的带电点上并置换出原先固定在这些带 电点上的其它离子。
2014-7-11
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3、操作条件
¾温度：吸附是放热过程，低温有利于吸 附，升温有利于脱附。
污水处理中的吸附技术与处理效果
工业废水
针对工业废水中特定的有 害物质，如重金属、油类 和有机溶剂等，吸附法具 有较好的处理效果。
含重金属离子废水
利用吸附剂对重金属离子 的吸附作用，可有效去除 废水中的重金属离子。
吸附法在污水处理中的优势与局限性
优势
吸附法具有处理效果好、操作简单、 适应性强等优点，尤其适用于低浓度 污染物的去除。
03 吸附技术的处理 效果
吸附技术对污染物的去除机理
有机污染物的去除
通过物理和化学吸附作用，将有 机污染物从污水中转移到吸附剂 表面，实现有机污染物的去除。
重金属的去除
通过离子交换或化学沉淀等作用， 将重金属离子从污水中转移到吸附 剂表面，达到重金属的去除效果。
营养物质的去除
通过物理或化学吸附作用，将氮、 磷等营养物质从污水中转移到吸附 剂表面，降低水体富营养化的风险 。
于推动绿色发展。
促进可持续发展
03
通过优化吸附技术，提高污水处理效果，为人类创造更好的生
存环境，促进可持续发展。
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根据操作方式
可分为静态吸附和动态吸附。静态吸附是指吸附剂在静止状态下进行吸附，适用 于小规模处理；动态吸附则是在流动状态下进行吸附，适用于大规模污水处理。
吸附剂的选择与制备
吸附剂选择
选择合适的吸附剂是提高污水处理效果的关键。常用的吸附 剂有活性炭、硅藻土、膨润土、沸石等。应根据处理对象和 要求选择具有高吸附性能、稳定性和经济性的吸附剂。
吸附剂制备
为了提高吸附剂的吸附性能，需要对原始的吸附剂进行改性 或复合处理。常用的改性方法包括酸处理、氧化处理、还原 处理等，以增加吸附剂表面的活性位点，提高其对污染物的 吸附能力。
02 污水处理中的吸 附技术应用
环境工程中的水污染治理技术
环境工程中的水污染治理技术水污染治理技术在环境工程中起着至关重要的作用。
随着城市化进程加速发展和人口增长，水污染问题逐渐成为全球性的环境挑战。
为了保护和改善水质，各种水污染治理技术应运而生。
本文将介绍环境工程中常用的水污染治理技术及其原理和应用。
一、物理处理技术物理处理技术是通过物理手段去除水体中的污染物质。
最常见的物理处理技术包括过滤、沉淀和吸附等。
1. 过滤技术过滤技术是通过过滤介质来去除水中的悬浮颗粒物，如沙子、砂石和活性炭等。
这些介质能够有效地截留固体颗粒，提高水质。
2. 沉淀技术沉淀技术是利用重力使污染物质沉降到底部，从而实现去除的目的。
在水污染治理中，常用的沉淀技术有混凝、絮凝和沉淀池等。
通过添加化学药剂，将微小的悬浮颗粒聚集成较大的颗粒，加速沉淀速度。
3. 吸附技术吸附技术是利用介质表面的化学吸附作用去除水中的污染物质。
吸附剂常用活性炭、氧化铁和陶瓷颗粒等。
这些介质具有较大的比表面积和孔隙结构，能够有效吸附水中的有机物和重金属离子。
二、化学处理技术化学处理技术是通过添加化学试剂改变水中污染物的性质，从而达到去除的目的。
常用的化学处理技术包括氧化、还原、中和和沉淀等。
1. 氧化技术氧化技术是指将水中的有机物通过添加氧化剂进行氧化反应，将其转化为无害的物质。
常用的氧化剂有臭氧、过氧化氢和高锰酸钾等。
2. 还原技术还原技术是通过添加还原剂将水中的有害物质还原为无害的物质。
常见的还原剂有硫酸亚铁和硫代硫酸钠等。
3. 中和技术中和技术是通过添加酸碱试剂将水中的酸碱度调节至中性范围，以达到去除污染物的目的。
常见的中和试剂有石灰、氢氧化钠和氢氧化钙等。
4. 沉淀技术沉淀技术在化学处理中也有广泛应用。
通过添加沉淀剂，将水中的悬浮颗粒聚集成较大颗粒，然后通过沉淀过程将其去除。
三、生物处理技术生物处理技术是利用微生物或植物等生物体对水中的有机物和污染物进行分解和转化的技术。
生物处理技术具有效果稳定、运行成本低的特点。
污水处理中的吸附与解吸技术
05 解吸技术概述
解吸技术的定义
总结词
解吸技术是指将已吸附在吸附剂上的污染物从吸附剂上解吸下来，使其恢复吸附能力的 过程。
详细描述
解吸技术是污水处理中常用的技术之一，主要是通过物理或化学手段，将已经吸附在吸 附剂上的污染物从吸附剂上解吸下来，以便重复利用吸附剂，降低处理成本。解吸的过
程通常需要特定的条件，如温度、压力、pH值等。
解吸技术的原理
总结词
解吸技术的原理主要是利用吸附剂与污染物之间的相互作用力的差异，将污染物从吸附剂上解吸下来 。
详细描述
解吸技术的原理是利用吸附剂与污染物之间的相互作用力的差异，通过改变解吸条件，如提高温度、 降低压力、调节pH值等，使污染物更容易从吸附剂上解吸下来。此外，解吸技术还可以通过加入特定 的解吸剂，如酸、碱、有机溶剂等，来增强解吸效果。
吸附技术是一种物理处理方法，不涉 及化学反应，因此具有操作简便、能 耗低等优点。
吸附技术的原理
01
吸附作用的发生主要依赖于固体吸附剂与有害物质之间 的分子间作用力，如范德华力、氢键等。
02
当有害物质接触到吸附剂表面时，受到分子间作用力的 影响，被吸附剂表面的吸附剂分子所吸引，从而被固定 在吸附剂表面。
在污水处理厂中，沸石可用于 吸附去除废水中的氨氮、重金
属等污染物，提高水质。
沸石解吸技术可用于处理高 浓度有机废水、重金属废水 等难处理的废水，具有较高
的处理效率和稳定性。
沸石解吸技术还可用于工业废 水处理，如印染废水、电镀废 水等，实现废水中污染物的分
离与资源化利用。
08 硅藻土解吸技术
硅藻土解吸的原理
02 活性炭吸附技术
活性炭的种类与特性
煤质活性炭
环境工程专业优秀毕业论文范本水污染治理中的新型吸附材料研究与应用
环境工程专业优秀毕业论文范本水污染治理中的新型吸附材料研究与应用在环境工程专业中，水污染治理一直是一个重要的研究领域。
随着科技的发展和环境问题的日益突出，寻找新型吸附材料用于水污染治理成为一种重要的解决方案。
本文将重点介绍新型吸附材料在水污染治理中的研究与应用。
一、引言水污染对人类生存环境和生态系统造成了严重的影响。
传统的水处理技术存在着效率低、成本高、运行复杂等问题，因此研发新型的吸附材料成为了水污染治理的热点问题。
吸附作为一种高效、简便、经济的水处理方法，具有广阔的应用前景。
因此，寻找适合特定水质工况的新型吸附材料对于提高水污染治理效率至关重要。
二、新型吸附材料的分类及特点根据其结构和性质的不同，新型吸附材料可以分为有机吸附材料、无机吸附材料和复合吸附材料。
有机吸附材料多为含有特定功能基团的有机高分子材料，具有比表面积大、亲水性强等特点。
无机吸附材料主要包括活性炭、氧化物、氮化物等，具有高吸附容量和良好的稳定性。
复合吸附材料则是将有机和无机吸附材料相结合，综合了两者的优点。
三、新型吸附材料的研究与应用进展1. 石墨烯吸附材料石墨烯作为新型吸附材料近年来备受关注。
其具有高比表面积、优异的导电性和化学稳定性等特点，能够有效吸附污染物，如重金属离子、有机物等。
同时，石墨烯的制备方法多样，可通过化学气相沉积、机械剥离等方式制备出具有不同性能的石墨烯吸附材料。
2. 活性炭吸附材料活性炭是一种常见的吸附材料，具有高比表面积和丰富的微孔结构。
通过调控活性炭的孔径和化学性质，可以提高其对不同污染物的吸附能力和选择性。
同时，活性炭还可以通过改性处理，进一步增强吸附性能，如用脱酸剂处理活性炭，可提高其对有机酸类污染物的吸附效果。
3. 复合吸附材料复合吸附材料将多种吸附介质相结合，既能发挥它们各自的优势，又能弥补各自的不足。
例如，将石墨烯与活性炭相结合，可以提高吸附材料的吸附效率和选择性。
四、新型吸附材料在水污染治理中的应用新型吸附材料广泛应用于水处理领域，例如废水处理、饮用水净化等。
水污染课件第七章 吸附
式中：K——Freundlich吸附系数； n——常数，通常大于l。
Freundlich经验公式：
(7-7)
将式(7-7)两边取对数，得： lgqe=lgK+(1/n)lgCe (7-8)
Freundlich式在一般的浓度范围内与Langmiur式比较接近.
两者的区别是：在高浓度时前者不像后者那样趋于一定值；在 低浓度时，也不会还原为直线关系。
(7-2)
式中： a—与最大吸附量有关的常数 b—吸附系数，与吸附能有关。
qe
Ce
Ce
当吸附量很少时，b·Ce《1，qe≌abCe，即Ce与qe成正比，等温线近似于 一直线。 当吸附量很大时，b·Ce》1，qe≌ a，即平衡吸附量接近于定值，等温线 趋向水平。
第七章 吸附 19
水污染 控制工程I
第七章 吸附
9
水污染 控制工程I
（1） 物理吸附
分子间力(范德华力)引起 没有选择性
但分子引力随分子量增大而增加 对同一系化合物，吸附量随分子量增大而增大—Traube规则。
多分子层吸附
吸附时表面能降低，放热较小，约42kJ／mol或更少， 低温就能进行。
吸附力弱，比较容易解吸。
主要影响因素：吸附剂的比表面积和细孔分布。
Ce 1 ( B 1) Ce qe (Cs Ce ) aB aB Cs
(7-6)
由吸附实验数据， 按式(7-6)作图 可求得常数a和B。
Ce qe (Cs Ce )
Cs值估计偏低
( B 1) aB
Cs值估计偏高
1 aB
Ce Cs
第七章 吸附
23
水污染 控制工程I
环境工程中的水污染治理技术
环境工程中的水污染治理技术水是生命之源，然而在现代工业和城市化的进程中，水污染已成为严重问题。
为了保护水资源的可持续利用，环境工程师们努力研发并应用各种水污染治理技术。
本文将介绍几种常见的水污染治理技术，以期对读者加深对环境保护的认识。
一、物理处理技术1. 滤网过滤法滤网过滤法是一种常见的物理处理技术，它通过使用不同孔径的滤网，将水中的悬浮固体颗粒截留下来。
该技术操作简单，投资成本较低，适用于去除直径较大的固体颗粒。
2. 沉淀和澄清沉淀和澄清是另一种常用的物理处理技术。
在这个过程中，污染水通过添加化学药剂，使污染物凝聚成较大的颗粒，随后通过重力沉降或离心分离来清除。
3. 空气浮选空气浮选是一种通过气泡将水中污染物浮升至水面的物理处理技术。
气泡的粘附和浮升作用可以将悬浮物、浮油等污染物分离出来。
这种技术适用于一些高浓度悬浮固体的处理。
二、化学处理技术1. 氧化还原技术氧化还原技术是一种重要的化学处理技术，通过加入氧化剂或还原剂，改变水中污染物的氧化还原状态，以达到去除污染物的目的。
常见的氧化还原技术包括高级氧化、电化学氧化等。
2. 吸附技术吸附技术是利用吸附剂吸附水中的污染物，将其从水中去除的化学处理技术。
吸附剂通常是多孔材料，如活性炭、陶瓷颗粒等。
吸附技术可以有效去除水中的颜料、有机物等。
3. 中和技术中和技术是一种通过添加中和剂来改变水中酸碱度的化学处理技术。
这种技术常用于处理酸雨、工业废水等高酸碱度的水体，其原理是中和剂与酸碱物质反应生成中性物质。
三、生物处理技术1. 激活污泥法激活污泥法是一种应用广泛的生物处理技术。
通过将含有活性微生物的污泥投入到污染水体中，利用微生物的生化作用将有机污染物转化为无机物，从而达到净化水体的目的。
2. 植物净化法植物净化法是一种利用植物进行水体净化的生物处理技术。
植物可以吸收水中的氮、磷等营养物质，同时根系中的微生物也会降解水中的有机污染物。
植物净化法在处理城市景观水体等方面具有潜力。
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吸附法
昆明理工大学 环境工程学
2011-11-201
案例
月，中石油吉林石化公司双苯厂发 2005
2005年年1111月，中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故，造成大量苯类污染物进入松花江水体，引发重大水环境污染事件。
我国采取了紧急措施，水库放水稀释污染物、筑活性炭坝拦截污染物，并向俄罗斯运送数百吨活性炭以控制污染。
2011-11-202
2011-11-203
内容
处理对象
•主要去除：溶解性有机物质
•还能去除：合成洗涤剂、微生物、病毒和痕量重金属
•同时能够：脱色、除臭
2011-11-204
几个基本概念
• 1.吸附（现象）：在相界面上，物质自动发生累积或浓集的现象。
水处理中主要研究：利用固体物质表面对水中物质的吸附作用• 2.吸附法：利用多孔性的固体物质，使水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而分离去除的方法。
• 3.吸附剂：具有吸附能力的多孔性固体物质。
• 4.吸附质：被吸附的物质。
2011-11-205
吸附类型
2011-11-206
物理吸附化学吸附
分子间作用力（范德华力）化学键力
吸附热小吸附热大
可逆过程（可发生解析）不可逆
无选择性有选择性
形成单分子或多分子吸附层只形成单分子吸附层
2011-11-207
2011-11-208
吸附剂
•水处理中常用的吸附剂有：活性炭、磺化煤、活化煤、沸
石、活性白土、硅藻土、焦炭、木炭、木屑等。
硅藻土的多孔结构
活性炭硅藻土
2011-11-209
活性炭
•活性炭是用含碳为主的物质如煤、木屑、果壳以及含碳的有机废渣等作原料，经高温碳化和活化制得的疏水性吸附剂。
活性炭的主要成分除了炭以外，还含有少量的氧、氢、硫等元素，以及水分、灰分。
• 活性炭外观为暗黑色，具有良好的吸附性能，化学稳定性好，可耐强酸及强碱，能经受水浸、高温。
比重比水轻，是多孔性的疏水性吸附剂。
• 粉末活性炭：制备易，价格低，但再生难。
•颗粒活性炭：制备易，价格贵，可再生，使用多。
• 目前还有纤维活性炭。
2011-11-2010
活性炭
活化的目的：使碳晶格间形成形状和大小不一的发达的细孔。
吸附主要发生在细孔表面。
常用：920~960℃的高温下通入水蒸气、二氧化碳和空气
• 活性炭吸附特性与比表面积，细孔结构及分布情况以及活性炭表面化学性质有关。
•比表面积：每克吸附剂所具有的表面积。
活性炭可以达到500~1700㎡/g
•表面化学性质：含氧官能团，如—OH、—COOH等，使其具有一定极性。
2011-11-2011
活性炭的细孔结构
大孔：半径100~10000nm,
表面积所占比例小，
提供扩散通道，影响扩散
速度；
过渡孔：半径2~100nm,
表面积占5%以下，
提供扩散通道；
小孔：半径<2nm,
表面积占95%，
影响吸附量的主要因素。
2011-11-2012
活性炭的新发展
•生物物理法（PACT法）
•臭氧与活性炭联合处理
2011-11-2013
吸附剂的再生
• 再生：吸附剂在本身结构不发生或极少发生变化的情况下 ，用某种方法将吸附质从吸附剂的细孔中除去。
•目的：使吸附剂重复使用
• 活性炭再生方法主要有：加热法、蒸汽法、溶剂法、臭氧氧化法、生物法等。
2011-11-2014
2011-11-2015
1.1.吸附平衡吸附平衡：吸附速度吸附速度=
=解析速度 即：单位时间 吸附的数量=解析的数量
吸附质在吸附剂表面的浓度与在溶液中浓度不变
平衡浓度平衡浓度ρ
ρe ：吸附平衡时，吸附质在溶液中剩余浓度。
单位吸附量（平衡吸附量）：吸附平衡时，吸附质在吸附剂上的浓度。
吸附量：吸附平衡时，单位质量吸附剂上所吸附的吸附质的质量。
2011-11-2016
吸附量的测定方法：
在一定体积和一定浓度的吸附质溶液中，
投加一定量的吸附剂，直至吸附平衡（即测定
溶液中吸附质的剩余浓度稳定不变时）为止。
此时：m
V )(q e 0ρρ−=式中：q——吸附量，g/g;
V——溶液体积，L;
ρ0 ，ρe——吸附质的初始浓度和平衡浓度，g/L;
m——吸附剂的投加量，g
吸附等温线：
2.2.吸附等温线
吸附量q q之间的关系曲线。
平衡浓度ρρ和吸附量
吸附平衡时，平衡浓度
具有代表性的有
Langmuir型、BET型、Freundlich型三种。
2011-11-2017
2011-11-2018
弱化学吸附单分子层吸附
q
q e ρe ρ01/q
01/a
11/(ab)
1/ρ
bp ab +=1q ρ式中：a——与最大吸附量有关的常数;b——与吸附能量有关的常数。
a ab q 1111+•=ρ
2011-11-2019• 当液相浓度很低时,bp<<1, 变为q=ab ρ (正比)•
当液相浓度很高时,bp>>1, 变为q=a (定值)•可得出：• 1.最大吸附量趋于一个定值q m (2-95)
• 2.中间浓度范围
• (Freundlieh公式）
bp ab +=1q ρbp b q q m +=1ρn
K q 1ρ=
2011-11-2020BET 型
连续重叠、无限吸附多分子层吸附
)]/)(1(1)[(m s m s m A V V q ρρρρρ−+−=式中： ρ s ——饱和浓度；
V m 、A m ——分别表示单分子层吸附时的最大吸附量和与吸附能量有关的常数。
计算活性炭物理性质的比表面积时，常采用此公式。
s m m m m m s V A A V A q ρρρρρ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−+=−11)(（2-98）（2-97）
BET 型
•当ρ s >> ρ时，即ρ小到可以忽略， 。
•令
•则 2011-11-2021
s
m m m m m s V A A V A q ρρρρρ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−+=−11
)(0
0≈ρρ
b
A
s
=ρ
m
ρ
ρ
b b V q m +=
1与Langmuir 公式有相同形式
2011-11-2022
Freundlich 型
ρ
lg 1
lg lg n
K q +=当污染物浓度低时，利用活性炭吸附，用其表示平衡关系。
n
K q 1ρ
= 斜率常数1/n 称为吸附指数，1/n 越小，吸附性能越好。
一般认为1/n =0.1～0.5时，吸附处理出水水质较好；1/n >2时，出水水质较差。
活性炭柱吸附操作设计
•一、操作方式
•吸附操作前：
• 原水预处理（去除悬浮物及油类等，以免堵塞吸附剂的孔隙）
2011-11-2023
固定床移动床（脉冲床）流化床（流动床）
吸附剂固定填放在吸附设备中定期将接近饱和的吸附剂
从吸附设备中排出，并同
时加入等量的吸附剂
吸附剂悬浮于由下至上的
水流中，处于膨胀状态或
流化状态
降流式（重力式、压力式）升流式
空塔流速5~10m/h 水：底进顶出
吸附剂顶部加入
空塔流速10~30m/h
水流下进上出
吸附和再生可在同一设备内交替进行出水水质好，占地面积
小，不需要反冲洗设备
基建费用低，不需要进行
反冲
需要反冲洗不利于塔内上下层吸附剂
互混，不利于生物协同；
操作要求高。
设备复杂，不易操作
最常用，多床并联式适于大规模处理，出水要求较低，而多床串联式适用于小处理量，出水要求较高适于较大规模的水处理适于处理含悬浮物较多的
废水
动态操作形式比较
•二、设计参数
• 1.静态吸附试验
• 吸附等温线
• 选择活性炭
• 估算用量
• 2.动态吸附试验
• 具体设计参数
穿透曲线
2011-11-2025
度到达容许出水浓
度时的点
•吸附终点：出水溶
质浓度到达进水浓
度的90%-95%时的点
吸附带长度δδ：从
•吸附带长度
穿透点到吸附终点
时间内，吸附带所
移动的距离。
保证出水水质：
活性炭柱长度（？）吸附带长度
2011-11-2026
2011-11-2027
•串联后处理水量可达V b •去除总量为阴影面积，•可由下式积分用图解法求得。
dV
V )(b
0ρρ−∫
复习比较
•
过滤与吸附有什么异同？
2011-11-20
28
项目过滤
吸附
处理对象悬浮颗粒、胶体
溶解性有机物质
使用物质滤料 （石英砂、无烟煤、高炉渣、塑料纤维球等）吸附剂（活性炭、硅藻土等）机理
阻力截留、重力沉降、接触絮凝（物理吸附、离子交换）物理化学吸附
滤料反冲洗吸附剂再生衡量标准纳污能力 kg/m 3吸附量 g/g
设备
滤池
固定床、移动床、流化床
谢谢！
2011-11-2029。