水处理22(吸附)
常用吸附材料在水处理中的应用
常用吸附材料在水处理中的应用一、引言水是人类生活中必不可少的资源，而水的污染问题也日益严重。
为了保护水资源的可持续利用和保障人类的健康，水处理技术变得越来越重要。
吸附是一种常用的水处理方法，常用吸附材料在水处理中发挥着重要的作用。
本文将介绍几种常用吸附材料及其在水处理中的应用。
二、活性炭活性炭是一种广泛应用于水处理领域的吸附材料。
活性炭具有高度的孔隙结构，能够有效吸附水中的有机物、重金属离子和氯等污染物。
活性炭广泛应用于水处理中的饮用水净化、废水处理和污水处理等领域。
例如，活性炭可以用于去除水中的异味和色素，净化水质；同时，活性炭还可以去除水中的有机污染物和重金属离子，提高水的安全性和质量。
三、分子筛分子筛是一种常用的吸附材料，具有特殊的孔隙结构和选择性吸附性能。
分子筛可以吸附水中的氨氮、硝酸盐和磷酸盐等污染物。
分子筛广泛应用于饮用水处理、工业废水处理和水体修复等领域。
例如，分子筛可以用于去除水中的氨氮，减少水体中的氮污染；同时，分子筛还可以去除水中的磷酸盐，防止水体富营养化。
四、活性氧化铝活性氧化铝是一种具有高度活性表面的吸附材料，可以有效吸附水中的重金属离子和有机污染物。
活性氧化铝广泛应用于工业废水处理和饮用水净化等领域。
例如，活性氧化铝可以用于去除水中的铅、镉等重金属离子，净化水质；同时，活性氧化铝还可以去除水中的有机污染物，提高水的安全性和质量。
五、离子交换树脂离子交换树脂是一种能够吸附和释放离子的吸附材料，可以用于去除水中的离子污染物。
离子交换树脂广泛应用于饮用水处理、工业废水处理和废水回用等领域。
例如，离子交换树脂可以用于去除水中的硝酸盐、铵盐和钠盐等离子，净化水质；同时，离子交换树脂还可以用于水的软化和脱盐等处理过程。
六、纳米材料纳米材料是一种具有特殊结构和性质的吸附材料，具有较大的比表面积和高度的吸附能力。
纳米材料广泛应用于水处理中的污染物去除和水体修复等领域。
例如，纳米材料可以用于去除水中的重金属离子和有机污染物，提高水的净化效果；同时，纳米材料还可以用于水体修复，恢复水体的生态平衡。
第四章 水的吸附处理
2、制造工艺
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（1）碳化——在500～600℃下隔绝空气进行 （2）活化——把活性炭内部的孔打通和扩大，增加活
性炭比表面积（可达到1000 m2/g ）。
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活化方法 ：
① 物理活化（气体活化）—— 这是用水蒸气在
900℃左右进行活化，水蒸气中掺和一部分CO2 （或空气）； ② 化学活化——它是用药品同时进行碳化和活化， 常用的药品有ZnCl2、CaCl2、H3PO4、KOH、HCl、
（2）粒度和粒径分布 不定形活性炭粒度范围一般在0.63-2.75mm之间， 粉末状活性炭颗粒<0.18mm（一般在80目以下）， 柱形活性炭一般直径3-4mm，长2.5-5.1mm。
（3）水分
（4）表观密度（充填密度）
约为0.4～0.5g/cm3。
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（5）强度
（6）灰分
（7）漂浮率
（8）pH （9）亚甲基蓝吸附值 （10）碘吸附值 （11）苯酚吸附值
活性炭吸附水中有机物主要是物理吸附，活性
炭去除水中余氯还伴有化学吸附产生。
7
8
二、吸附容量和吸附等温线 (式) 1、吸附平衡 吸附过程是可逆的，当吸附速度和解吸速度相等
时（即V吸附=V解吸） ，则吸附质在溶液中的浓度和吸
附剂表面上的浓度都不改变而达到平衡，此时吸附质
在溶液中的浓度称为平衡浓度(Ce)。
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1020
微孔
<2
0.25～0.9
活性炭细孔分布及作用图
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三、活性炭型号命名
活性炭型号第一部分符号意义 符号 意义 Z 木质 G 果壳（核） M 煤质 J 废活性炭
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活性炭型号第二部分符号意义
符号 意义 H 化学法活化 W 物理法活化
(工业水处理技术)5吸附
吸附剂再生过程需要消耗大量的能量和化学药剂，增加了 处理成本。
吸附剂饱和问题
吸附剂在使用过程中会逐渐饱和，导致处理效果下降，需 要定期更换或再生。
改进方向
01
研发高效低能耗的再生技术
通过改进再生工艺，降低再生能耗和化学药剂的消耗，提高吸附剂的重
复利用率。
02
开发新型吸附剂
研究开发高效、低成本、环保的新型吸附剂，提高处理效果和降低处理
吸附等温线
描述温度不变时，压力与吸附量之间 关系的曲线。不同类型的等温线代表 不同的吸附特性和过程。
03 常用吸附剂
活性炭
活性炭是一种多孔性炭材料，具有高比表面积和丰富的孔结构，能够吸附水中的溶 解物质和悬浮物。
活性炭的吸附性能受其制造原料、加工工艺和活化温度等因素影响，常见的活性炭 有椰壳炭、果壳炭和煤质炭等。
02
ห้องสมุดไป่ตู้
活性氧化铝对水中的溶解物质、悬浮物和气体等具有良好的吸
附性能，尤其对酸性气体具有良好的吸附效果。
活性氧化铝的吸附容量较大，适用于处理含有高浓度污染物的
03
废水，但再生性能较差，成本较高。
04 吸附工艺流程
吸附前处理
去除悬浮物
通过过滤、沉淀等方法去除水中的悬浮物，确保水质清澈。
调节pH值
通过加酸或加碱调节水的pH值，以满足吸附剂的最佳吸附条件。
低。
硅藻土
硅藻土是一种天然矿物，由硅藻 细胞壁组成，具有多孔性和高比
表面积的特点。
硅藻土对悬浮物、胶体和油类物 质具有良好的吸附性能，同时还
能去除水中的重金属离子。
硅藻土的吸附容量较小，适用于 处理含有低浓度污染物的废水，
且再生性能较好，成本较低。
水处理活性炭吸附的目的及注意关键事项
水解决活性炭吸附旳目旳及注意事项
在水解决系统中，活性炭旳作用非常旳重要，下面来简介一下活性炭旳某些作用及使用注意事项。
1、功能和目旳
活性炭吸附是运用活性炭旳多孔性质，使水中一种或多种有害物质被吸附在固体表面而清除旳措施。
活性炭吸附对于清除水中有机物、胶体、微生物、余氯、嗅味等具有良好旳效果。
同步由于活性炭具有一定旳还原作用，因此对于水中旳氧化剂也具有良好旳清除作用。
2、常用活性炭类型
粉状及粒状活性炭，作为反渗入预解决粒状活性炭较常用。
3、注意事项
由于活性炭旳吸附功能具有一饱和值，当达到饱和吸附容量时，活性炭滤池旳吸附功能将大大减少，因此需要注意分析活性炭旳吸附能力，及时更换活性炭或通过高压蒸汽进行消毒恢复。
但同步活性炭表面吸附旳有机物有也许成为细菌繁殖旳营养源或温床，因此活性炭滤池内微生物旳繁殖问题也值得引起注意。
定期旳消毒对于控制细菌繁殖是有必要旳。
值得注意旳是，在使用活性炭旳初期(或新更换过活性炭运营初期)，少量旳极细微旳
粉末活性炭有也许随水流进入到反渗入系统，而导致反渗入膜流道旳污堵，引起操作压力升高、产水量下降和系统旳压降上升，并且这种破坏作用很难用常规旳清洗措施恢复。
因此必须将活性炭冲洗干净，清除细小粉末后才干将过滤水送至后续RO 系统。
活性炭旳作用很大，但是使用中也要注意消毒以及新活性炭一定要冲洗干净。
水处理活性炭的标准
在废水处理中，活性炭主要是用来去除废水中的污染物，达到深度净化的目的。
活性炭具有发达的孔隙结构和表面积，具有较强的吸附性能，吸附后的水可以达到国家净化的标准，吸附的性能稳定，可以达到最佳的吸附效果，具有一定的经济效益。
活性炭在净化废水中具有相当长的发展历史，在活性炭表面的吸附容积式有限的，只适合于处理含汞量低的废水。
若含汞的浓度高，就要用化学沉淀法进行处理。
它具有较强的物理和化学性能，可以阻止毒物的吸收，同时活性炭与多种化合物相结合，解毒的作用大。
在生产中应用的活性炭种类有很多。
一般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.1.活性炭吸附活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。
2.影响活性炭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.吸附能力的大小是用吸附量来衡量的。
而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和吸附剂接触时间。
活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。
一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。
污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。
活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量.吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。
当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关。
在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。
3、活性炭在污水处理中的应用在工业生产中，金银的湿法提取、化学纤维的生产、炼焦、合成氨、电镀、煤气生产等行业均使用氰化物或副产氰化物，因而在生产过程中必然要排放一定数量的含氰废水。
活性炭用于净化废水已有相当长的历史，应用于处理含氰废水的文献报道也越来越多.但由于CN、HCN 在活性炭上的吸附容量小，一般为3 mgCN/ gAC～8 mgCN/ gAC(因品种而异)，在处理成本上不合算。
常见的水处理工艺
常见的水处理工艺常见的水处理工艺有物理处理、化学处理和生物处理等。
下面将就这几种常见的水处理工艺进行介绍。
物理处理是指通过物理方法去除水中的悬浮物、悬浮沉积物和胶体等杂质。
常见的物理处理方法有过滤、沉淀和吸附等。
过滤是利用过滤介质对水进行过滤，去除其中的固体颗粒物质。
常用的过滤介质有砂子、活性炭等。
沉淀是利用重力作用使悬浮物或胶体沉淀下来，从而去除水中的杂质。
吸附是利用吸附剂对水中的溶解性有机物进行吸附，从而达到净化水质的目的。
化学处理是指通过化学反应去除水中的溶解性有机物、无机盐和重金属等杂质。
常见的化学处理方法有混凝、沉淀、氧化和还原等。
混凝是指向水中添加混凝剂，使其中的微小悬浮物或胶体结合成较大的团聚体，便于后续的沉淀或过滤处理。
沉淀是指通过向水中添加沉淀剂，使其中的溶解性物质转变为固体沉淀物，从而去除水中的杂质。
氧化和还原是通过向水中添加氧化剂或还原剂，使其中的有机物或无机物发生氧化或还原反应，从而降低水中有害物质的浓度。
生物处理是利用微生物的生物活性去除水中的有机物和氨氮等污染物。
常见的生物处理方法有好氧处理和厌氧处理。
好氧处理是指将水中的有机物通过微生物的呼吸作用氧化分解为无害物质，同时还能去除水中的氨氮等污染物。
厌氧处理是指将水中的有机物通过微生物的厌氧呼吸作用分解为甲烷等气体和有机酸等物质，从而去除水中的有机污染物。
除了以上的常见水处理工艺，还有一些其他的水处理技术。
如电解、超滤、反渗透等。
电解是通过电解作用将水中的离子物质分解为无害物质，从而实现水的净化。
超滤是利用超滤膜对水进行过滤，去除其中的胶体、微生物和高分子有机物等。
反渗透是利用半透膜对水进行过滤，从而去除其中的离子、有机物和微生物等。
水处理工艺包括物理处理、化学处理和生物处理等。
每种处理方法都有其独特的优点和适用范围。
在实际应用中，可以根据不同的水质和处理要求选择合适的水处理工艺，以达到净化水质的目的。
水处理工作原理
水处理工作原理
水处理工作主要通过以下几个原理来实现：
1. 去除悬浮物：水处理过程中，常使用物理过滤器（如滤网、滤棉）来去除悬浮物，这些物理过滤器通过孔隙的大小将悬浮物截留在其中，从而使水净化。
2. 沉淀：沉淀是指将水中的悬浮物通过重力作用逐渐沉淀下来。
通常通过沉淀池或沉淀槽来实现，利用悬浮物的比重大于水的原理，使其沉淀到底部，然后将上清水抽取出来。
3. 除菌杀菌：水处理中，常采用物理杀菌或化学杀菌来消灭水中的微生物。
物理杀菌通常通过紫外线辐射或加热来进行，这些方法可以破坏或杀死微生物的细胞结构。
化学杀菌则是指使用消毒剂（如氯化物、臭氧等）来破坏微生物的细胞组成。
4. 吸附：在水处理中，常使用活性炭等吸附剂来去除水中溶解的有机物、异味等。
活性炭具有大量的微孔和吸附表面，能够吸附水中的有机物质。
5. 化学反应：有些水处理过程需要通过化学反应来去除水中的污染物。
例如，在水处理中，常使用铁盐或铝盐来形成型心，然后与水中的杂质发生沉淀反应，从而去除污染物。
以上是水处理工作的几个主要原理，通过这些原理可以将水中的杂质、污染物去除，使水达到符合标准的净化要求。
水处理中英简称对照表
SBR Sequencing Batch Reactor 序批式活性淤泥法
SDI Sludge Density Index 淤泥密度指数
SRT Solids Retention Time 生物固体停留时间
SS Suspend Solid 悬浮物
TP Total Phosphorus 总磷
TPM Total Productive Maintenance 全面生产维护
UASB Upflow Anaerobic Sludeg Blanket 升流式厌氧污泥反应器
UBF Upflow Bio-filter 厌氧复合床反应器
UCT University of Cape Town SBR形式之一
CAST Cyclic Activated Sludge Technology 循环活性淤泥法
CFS Continuous Flow System 连续性活性淤泥法
COD Chemical Oxygen Demand 化学需氧量
DAT-IAT Demand Aeration Tank-Intermittent 连续曝气-间歇曝气法
SV Settling Velocity 淤泥沉降比
SVI Sludge Volume Index 淤泥容积指数
TNT Trinitrotoluene 三硝基甲苯
TOC Total Organic Carbon 总有机碳
TOD Total Oxygen Demand 总需氧量
TN Total Nitrogen 总氮
MPN Most Probable Number 最可能数
MSBR Modified Sequencing Bath Reactor 改良式序列间歇反应器
大型仪器在水处理吸附方面中的应用
径分布 （ 微孔，介孔等的分布 ），活性基团等 ，这个过程要 使用 到大 型仪 器 ， 吸附过程 中 ， 在 对吸 附质 的测定 也会 用 到大型 仪 器 ， 比如对 重 金属 砷 的 测定 要 用 到原 子荧 光 光度 计 ，对 其 他 重金 属 的 测定 还有 可 能用 到原 子吸 收分光 光度计 ，Ｃ ＩＰ等。 探讨 机理 方 面 ， 在 比如 说 结 合状 态 ，就要 用 到红 外光 谱 来分 析 ，在 本 文 中就 各 种 大
型 仪 器在 吸附 方面 的应用 进行 探讨 。
１１ 孔 径 及 比表 面 积 测 定 仪 ． 活性 炭 具 有较 好 的 吸附性 能 ，原 因 就是 具有 较 大 的表 面 积 。 因 此 考 察 孔 径 及 比表 面 是 考 察 吸 附 剂 吸 附 性 能 的 一 个 重 要 的指 标 。 在 吸附 剂 内 ，孑 的 形状 极 不规 则 ，孔 隙 大小 也 各不 相 同 。直 Ｌ 径 在 数埃 至 数 十埃 的孔称 为 细孔 ，直径 在数 百 埃 以 上 的孔 称 为粗 孔 。细孔 愈 多 ，则 孔 容愈 大 ，比表 面也 大 ，有 利 于吸 附 质 的吸 附 。 粗孔 的作 用是 提 供 吸 附质 分 子进 入 吸附 剂 的通 路 。粗 孔 和 细孔 的 关 系就 象 大 街 和小 巷 一样 ，外 来 分 子通 过粗 孔 才 能迅 速 到 达 吸附 剂 的深 处 。所 以粗 孔也 应 占有 适 当 的 比例 。活 性 炭 和硅 胶 之类 的 吸附 剂 中 粗孔 和 细 孔是 在 制造 过程 中形成 的 。沸石 分 子筛 在 合 成 时形 成 直 径为 数 微 米 的 晶体 ，其 中 只有 均匀 的细孑 ，成 型 时才 形 Ｌ 成 晶体 与 晶体 之 间 的粗 孔 。 比表 面积 ：即单 位 重量 吸 附 剂所 具 有 的表面积 ，常用单位是 ｍ／。吸附剂表 面积每克有数百至千余平 ２ ｇ 方 米 。 吸 附剂 的 表 面积 主要 是 微孔 孔 壁 的表 面 ，吸 附剂 外 表 面 是 很 小 的 。制 备 出 的 吸附 剂首 先 就要 对 其进 行 比表面 的 测定 ，初 步 判 断 吸附 效果 。在 多 篇文 献 中 Ⅲ曾对 制备 出的 吸附 剂进 行 比表 面 积 的测定 。 １２ ． ＳＥ Ｍ和 能谱 分析在 吸附剂方面的应用 型纤维素 （ Ａ Ｃ）进行红外光谱分析 ，用溴化压 片法对 Ｑ Ｃ Ｑ Ｃ Ａ Ｃ 与光 学 显 微 镜 及 透 射 电镜 相 比，扫描 电镜 具 有 以下 特 进行了红外光谱分析确定制得 目标产物 。 点： （ ） 能够直接观察样 品表 面的结构 ，样 品的尺寸可大至 １ 张晓玲 等人在研究用高岭石吸附有机分子偶氮苯时同样运 １０ ｍ× ０ ｍ× ０ ｍ。 （ ）样品制备过程简单，不用切成薄片。 用红外来分析。 红外光谱的结果表明， 偶氮苯吸附到高岭石的硅 ２ｍ ８ｍ ５ｍ ２ （ ） 样品可以在样 品室 中作三度空间的平移和旋转 ，因此 ，可 氧烷 表面 。 ３
水处理实验指导
水处理实验指导（一）水处理实验具体组织安排1、实验开始时间为上午8：30；下午1:30开始；2、实验前请预习，在校园网-组织机构-教学机构-建筑工程学院-教学工作-资料下载。
做实验时，交实验预习报告给2目录实验一颗粒自由沉淀实验————————————5实验二过滤实验————————————————9 实验三混凝实验————————————————17 实验四曝气充氧实验——————————————22 实验五常用水处理工艺运行演示————————27附录一酸度计、溶解氧和浊度仪的使用—————————48附录二常规水质检测方法—————————————55绪 论给水排水工程是给排水专业、环境工程专业的主干专业课程，课程本身就不是一个纯理论性学科，而是实践性很强的学科，因而相关的实验技术更为重要，不仅一些现象、 规律、理论，而且工程设计和运行管理中的许多问题，也都离不开实验。
如给水处理工程中的混凝沉淀的药剂种类选择及生产运行适宜条件的确定需要通过实验测定，才能正确地选择。
同时水处理实验可应用于指导水处理规律的研究，改进现有工艺、设备以及研究新工艺、新设备。
因此在学习给排水工程有关专业课程的同时，非常有必要加强《水处理实验》课程的学习，注意培养学生自己独立解决工程实践中实验技术问题的能力。
一、 水处理实验课的教学目的与任务1. 通过对实验的观察、分析，加深对水处理基本概念、现象、规律与基本原理的理解；2. 掌握一般水处理实验技能和仪器、设备的使用方法，具有一定的解决实验技术问题的能力；3. 学会设计实验方案和组织实验的方法；4. 学会对实验数据进行测定、分析与处理，从而能得出切合实际的结论；5. 培养实事求是的科学态度和工作作风。
二、 水处理实验过程１实验准备工作（１）理论准备工作 （２）实验设备、测试仪器准备（３）测试步骤与记录表格的准备（４）人员分工２实验（１）仪器设备的安装与调试（２）实验（３）实验数据分析处理与实验报告①实验数据的分析处理②实验报告：包括实验名称、实验目的、实验原理、实验装置仪器、实验步骤(预习报告)、实验数据及分析处理、结论、问题讨论。
水处理实验技术
水处理实验技术水处理实验技术是一种应用于环境科学领域的实验方法，旨在净化水源、改善水质。
本文将介绍水处理实验技术的原理、常见实验方法以及在实际应用中的意义。
水是地球上最重要的资源之一，对人类的生存、发展具有重要意义。
然而，由于人类活动和自然因素的影响，水源污染和水质恶化逐渐成为全球关注的问题。
针对水质问题，科学家们不断进行研究并开发了各种水处理实验技术，以满足人们对清洁、安全水源的需求。
水处理实验技术的原理基于物理、化学和生物过程。
其中，物理处理主要是利用不同颗粒物的大小、密度和形状差异，通过过滤、沉淀、澄清等方式将悬浮固体物质分离出来。
化学处理则借助化学反应和吸附作用，通过添加药品或者利用溶液中的成分与污染物发生反应，将其转化为无害物质或者使其沉淀。
生物处理则利用微生物的生物降解能力，将有机污染物分解为无害物质。
常见的水处理实验方法包括混凝、絮凝、沉淀、过滤、氧化还原反应、吸附、离子交换、活性炭吸附、臭氧氧化等。
混凝是指通过加入一定药剂，使水中的微小颗粒凝聚成较大的凝聚物，从而便于沉淀或过滤分离。
絮凝是指将分散在水中的比较小的悬浮颗粒凝聚成为较大的团状结构，以便于过滤或沉降。
沉淀则是指通过静置或者加入沉淀剂等方式，使固体颗粒在水中沉淀到底部，然后将上清液取出。
过滤是指通过过滤介质，将水中的悬浮物或微生物截留在过滤层上，以得到较为清澈的水。
氧化还原反应则是通过氧化剂和还原剂的反应，将水中的有机物氧化为无机物。
吸附是指通过在固体表面或者溶液中加入吸附剂，使污染物吸附在吸附剂上。
离子交换则是利用树脂等材料，通过交换树脂上离子的方式，实现水中离子的去除或转化。
活性炭吸附方法是通过将废水通过填充了活性炭的设备中，利用活性炭对化学物质的吸附能力，使废水中的有机物、氯化物等有毒物质去除。
臭氧氧化方法则是利用臭氧对有机物进行氧化分解。
水处理实验技术在实际应用中具有重要意义。
首先，水处理实验技术能够帮助我们净化污染水源，改善水质。
给水处理用活性炭的吸附性能指标
给水处理用活性炭的吸附性能指标丁桓如;靳文广;傅洁琦【摘要】Since nature water, in which organics are harmful to human's health, is widely used in industrial water and drinking water treatment as raw water, the process of activated carbon absorption is used to remove the organics in water treatment. In this paper the status of recent research on activated carbon absorption index was introduced. Indexes, including water treatment activated carbon absorption indexes(iodine blue and methylene blue absorption value), and four kinds of nature organics in natural water(humic acid, fulvic acid, lignin, tannins) were used to evaluate the activated carbon absorption capacity and caramel is also used. Caramel absorption is more suitable to evaluate the absorption capacity and has some advantages as index intuitive, test simple, spread easy, etc.%由于工业给水处理及饮用水处理大量使用天然水作水源,水中有机物的危害显得十分严重,目前多采用活性炭吸附处理去除水中有机物,这就要选择对水中有机物吸附容量高的活性炭.该文介绍给水处理用活性炭吸附性能指标的研究过程、当前的各种技术观点以及最新研究进展,包括国标提出的水处理用活性炭吸附性能指标(碘值和亚甲兰吸附值),以及用天然水中四种天然有机物(腐殖酸、富里酸、木质素、丹宁)作吸附质来评价活性炭吸附性能,也研究了焦糖脱色率指标.焦糖脱色率指标可以用来很好地表征给水处理用活性炭吸附性能,而且具有指标直观、试验方法简单、便于推广应用等特点.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2011(030)005【总页数】8页(P95-101,121)【关键词】活性炭;吸附;指标;焦糖脱色率【作者】丁桓如;靳文广;傅洁琦【作者单位】上海电力学院,上海200090;上海电力学院,上海200090;上海电力学院,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TU991.2在上世纪八十年代，囯内工业水处理就开始使用活性炭来吸附水中有机物，主要是因为这些有机物会污染纯水制备系统中阴树脂，它遇到高温还会分解为有机酸腐蚀设备。
水处理基础知识考试试题(含答案)22
考 生 答 卷 不 能 超 过 密 封 线水处理基础知识考试试题（含答案）题号 一 二 三 四 总分 分数 阅卷一、简答题（共30小题，每小题1分，共30） 1、什么是水质稳定技术？什么是水质稳定剂？正确答案：答：（冷却塔是藻类生长最理想环境，它们会在塔壁水槽中，配水池中繁殖，通过碳的同化作用，借助阳光使水中的CO2和HCO3 -进行光合作用，并吸收碳作营养而放出氧，藻类的大量繁殖，会使水中溶解氧增加，腐蚀性也随着增大。
（2）许多藻类在其细胞中产生具有恶臭的油类和环醇类，藻类死亡后成为污泥会产生臭味并使水变色。
（3）藻类繁殖会堵塞孔口，影响配水的均匀性，使塔的冷却效率下降。
（4）引起硅污垢。
2、加氯系统检查漏点时，应注意些什么？正确答案：答：（浓硫酸有强腐蚀性，处理浓硫酸时，必须穿工作服佩戴防护面罩，戴好耐酸手套； （2）必须有人在现场监护； （3）必须是将硫酸慢慢地倒入水中，而不能将水倒入酸中。
3、什么是变压吸附？正确答案：答：变压吸附是以吸附剂（一种多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加（吸附组分）、减压下吸附量减少（解吸组分）的特点，将原料气在一定的压力下通过吸附剂床层。
相对于氮的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点的氮不易被吸附而通过吸附剂床层，达到氮和杂质组分的分离。
然后在减压下解吸被吸附的杂质组分，使吸附剂获得再生，以利于再次进行杂质的吸附分离。
这种在一定压力下吸附杂质提纯氮气，减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环过程便是变压吸附过程。
4、水的预处理主要有哪些方法？( )正确答案：参考答案：正确答案：预处理的方法有很多，常用的有沉淀、过滤、混凝、软化、消毒杀菌等。
用这些方法可使色度、浊度、有机物、胶体物、铁、锰、暂时硬度、微生物、挥发性物质、溶解的气体等除去或降低到一定的程度。
5、碳钢在冷却水中发生腐蚀时的化学反应是怎样的？正确答案：答：阳极反应为：Fe → Fe2++ 2e 阴极反应为：1/2O2 + H2O + 2e → 2OH -总反应为： Fe + 1/2O2 + H2O → Fe(OH)2 6、怎样判断热交换器漏气？正确答案：答：热交换器漏气有两种情况：一是高压漏气，它会影响氧、氮气纯度；另一种是低压漏气，它影响氧、氮产量。
吸附生化耦合水处理技术原理与应用
吸附生化耦合水处理技术原理与应用
吸附生化耦合水处理技术是一种新型水处理技术，它结合了物理吸附、生物降解和化学氧化等多种处理方式，能够有效地去除水中有机物、重金属离子、氨氮等污染物质。
其原理是利用多孔吸附材料（如活性炭、生物炭等）对水中有机物等污染物物质进行物理吸附，吸附材料表面和孔道中的微生物可利用吸附物质的废弃物进行生物降解，同时通过添加氧化剂进行化学氧化，使吸附材料的吸附作用不断更新。
应用方面，吸附生化耦合水处理技术适用于各类污水处理行业，如生活污水、工业废水、农业污水等。
生活污水处理方面，可用于农村环境卫生处理、城市污水处理等；工业废水处理方面，适用于纺织、造纸、印染、印刷、制药等行业；农业污水处理方面，则适用于养殖场、水产养殖场等场所。
总之，吸附生化耦合水处理技术是目前较为成熟和实用的水处理技术之一，其具有工艺成本低、处理效果好、适应性广泛等优点，在未来的水处理领域中具有广阔的应用前景。
吸附等温线在水处理中的应用研究
吸附等温线在水处理中的应用研究一、引言水是生命之源，对于人类的生存和发展至关重要。
然而，随着人类活动的不断增加，水资源受到了严重的污染和破坏。
因此，水处理技术的研究和应用变得尤为重要。
本文将重点探讨吸附等温线在水处理中的应用研究。
二、吸附等温线的基本原理吸附等温线是描述吸附剂上溶质在一定温度下的吸附行为的曲线。
吸附等温线可以通过实验测得，或者通过理论模型计算得到。
其形状和位置与吸附剂、溶质及环境条件有关。
三、吸附等温线在水处理中的应用1. 污水处理吸附等温线的应用在污水处理中具有重要意义。
通过选择适当的吸附剂，可以有效地去除污水中的有害物质，如重金属离子、有机物等。
吸附等温线的研究可以帮助我们了解吸附剂的吸附能力和吸附性能，在设计和优化吸附剂的应用过程中起到指导作用。
2. 饮用水净化饮用水的质量对人体健康至关重要。
吸附等温线的应用可以帮助我们选择合适的吸附剂，去除饮用水中的杂质和污染物。
例如，吸附材料可以去除水中的余氯、有机物和微量重金属等物质，提高水的品质。
3. 地下水修复地下水是重要的水资源之一，然而，地下水的质量受到了很大程度的破坏。
通过研究吸附等温线，可以选择合适的吸附剂来修复地下水中的有害物质，恢复地下水的健康状态。
4. 水资源回收利用水资源回收利用是可持续发展的重要方向之一。
吸附等温线可以帮助我们选择合适的吸附剂和工艺参数，进行水资源的回收和利用。
例如，通过吸附等温线的研究，可以有效地回收废水中的营养物质，用于农业灌溉和工业生产。
四、吸附等温线研究的挑战与展望吸附等温线研究虽然取得了很多进展，但仍然存在一些挑战。
例如，吸附等温线的测量和模型建立需要耗费大量的时间和资源。
此外，吸附等温线的形状和位置受到各种因素的影响，需要进行更多的实验和理论研究来揭示其机制。
未来的研究可以集中在以下几个方面：（1）开发新的吸附剂，提高吸附效率和选择性；（2）优化吸附工艺参数，实现吸附过程的高效、经济和环保；（3）深入研究吸附等温线的机制，为更好地设计和应用吸附剂提供理论指导。
污水处理设备吸附装置工作原理
污水处理设备吸附装置工作原理污水处理设备中的吸附装置是一种重要的组成部分，它在去除污水中的有害物质方面起着关键作用。
本文将介绍污水处理设备吸附装置的工作原理。
一、吸附装置的概述吸附装置是一种以吸附剂为介质，利用吸附剂对污染物分子进行吸附、固定和分离的装置。
吸附是指在一定的条件下，吸附剂能够吸附在其表面上的污染物分子。
二、吸附原理吸附装置的工作原理是基于物质表面的吸附现象。
吸附剂的表面具有一定的物理或化学吸附能力，能够吸附各种有机或无机物质。
在污水处理过程中，当污水通过吸附装置时，污染物分子会被吸附剂表面的活性位点所吸附。
三、吸附装置的分类根据吸附剂的类型和性质，吸附装置可以分为物理吸附和化学吸附两种类型。
1.物理吸附装置物理吸附装置是利用吸附剂的孔隙结构吸附污染物分子，主要依靠分子之间的范德华力。
常见的物理吸附剂有活性炭、硅胶等。
物理吸附装置对有机物和溶解性无机物有较好的吸附效果，但对一些难降解的污染物效果较差。
2.化学吸附装置化学吸附装置是利用吸附剂表面的化学反应活性来吸附污染物分子，主要依靠化学键的形成。
常见的化学吸附剂有活化土、氧化剂等。
化学吸附装置对一些难降解的有机物和重金属离子有较好的吸附效果。
四、吸附过程吸附装置的工作过程可分为吸附阶段和再生阶段。
1.吸附阶段吸附阶段是指污水中的有害物质经过吸附装置后，被吸附剂表面的活性位点吸附固定。
吸附过程是一个动态平衡过程，污染物分子的浓度从高到低逐渐减少，直至达到平衡。
2.再生阶段再生阶段是指吸附剂饱和后的再生处理过程。
吸附剂经过再生操作，将吸附的污染物分子从活性位点上脱附，使吸附剂恢复吸附能力。
常用的再生方法有水洗法、热解法等。
五、吸附装置的应用吸附装置广泛应用于污水处理领域，能有效去除污水中的有机物、颜色、气味等有害物质。
吸附装置可以作为独立的处理单元，也可以与其他处理工艺相结合，如生物处理技术。
六、总结污水处理设备中的吸附装置通过吸附剂对污染物分子的吸附作用，起到去除有害物质的作用。
污水的吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法[www
污水的pH值对吸附也有影响，活性炭一般在酸性条件下比 在碱性条件下有较高的吸附量。吸附反应通常是放热反应，因 此温度低对吸附反应有利。
三、萃取设备
萃取设备的型式很多，可以分三大类：罐式（萃取器）、塔式（萃取塔）和离心机 式（离心萃取机），其中塔式设备是最常用的。常用的萃取塔有筛板萃取塔、脉动 筛板萃取塔、转盘萃取塔、填料萃取塔。
四、萃取法在废水处理中的应用
1.萃取法处理含酚废水
2.萃取法处理含重金属废水
第四节 膜析法
膜析法是利用薄膜以分离水溶液中某此物质的方法的统称。目前有 扩散渗析法（渗析法）、电渗析法、反渗透法和超过滤法等。
反渗透膜的种类多，目前研究得比较多和应用较广的是醋酸纤维素膜和芳香 族聚酰胺膜，其他类型的膜材料也正在不断研究开发中。
反渗透的装置主要有板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式。
反渗透法所需的压力较高，工作压力要比渗透压力大几十倍。即使是改进的 复合膜，正常工作压力也需1。5Mpa左右。同时，为了保证反渗透装置的正常运 行和延长膜的寿命，在反渗透装置前必须有充分的预处理装置。
离子交换树脂按活性基团的不同可分为：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，含有胺羧基团等的合树脂，含有氧 化还原基团的氧化还原树脂及两性树脂等。
二、离了交换树脂的选用
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换能力的大小。 交换容量的单位是mol/kg（干树脂）或mol/L（湿树脂）。交换容量又可区分为 全交换容量与工作交换容量。前者指一定量的树脂所具有的活性基团或可交换离 子的总数量，后者指树脂在给定工作条件下实际的交换能力。 3.交联度 4. 交换势
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(3)废水的pH 活性炭在pH＜7比在pH＞7的溶液中吸附量大。此外，pH 对吸附质在水中的状态(分子、离子、络合物等)及溶解度有 影响，因此由此会对吸附效果产生影响。 (4) 共存物质 相互诱发吸附：例如产生特定的相互反应，诱发吸附。 不干扰独立吸附： 竞争吸附：即吸附剂对某一吸附质的吸附能力比某一吸 附质单独存在时差，主要发生这种情况下：几种吸附质对吸 附剂的亲合性相差不大。
活性炭本身是非极性的，但处于微晶体边缘的碳原子，由 于共价键不饱和而易与其他元素如氧、氢等结合形成各种含 氧官能团(又称表面氧化物)。如如-OH、-COOH、 C=O 等。 因此，活性炭除对非极性的物质具有很强的吸附作用外，对 一些极性分子或某些无机离子也有一定的吸附作用。具资料 介绍，粒状活性炭对Ag+、Cd2+及CrO42-等离子的吸附去除率 可达85%以上(浓度以金属计为13～55μg/L)，对于水中大多 数的金属，如Sb、As、Bi、Sn、Hg、Co、Pb、Ni、Fe等均 有很好的吸附潜力，对水中的卤族分子Cl2 、Br2 及I2 的吸附 能力顺序为良好、强及很强，Cl2及Br2并受到还原，以Cl2表 示如下： C+2Cl2+2H2O→CO2+4HCl C是还原剂 但对卤族离子F-、Cl-、Br-及I-的吸附能力均不好。
（1） 物理吸附的特点 •吸附剂和吸附质之间通过分子间力作用所发生的吸 附为物理吸附； •物理吸附主要发生在低温状态下，放热较小，小于 41.9KJ/mol； •没有选择性，(因为引力普遍存在于各种吸附剂与 吸附质之间)； •可逆，吸附速度快，易达平衡状态； •可以是单分子层或多分子层吸附； •一种吸附剂可吸附多种吸附质，但吸附量不同。
13.3.3吸附等温线 (1)吸附平衡 对于可逆过程，当吸附速度和解析速度相等时，即吸附达平 衡，此时吸附质在溶液中的浓度称平衡浓度。 吸附量可由以下公式计算： （g/g） q：吸附量，单位重量的吸附剂(g)所吸附的吸附质的重量(g)， 可表示吸附剂的吸附能力的大小。 V：溶液体积(容积)。(L) C0：原水中吸附质的浓度，g/L； W：活性炭的添加量，g； C：平衡浓度，即吸附平衡时，水中剩余吸附质的浓度，g/L
(5) 温度 物理吸附是放热过程，故T↑，q↓；T↓，q↑。T对气相吸附的 影响比液相的影响大。 (6) 接触时间 吸附达到平衡需要一定时间，平衡时，是q最大时。故尽可 能延长吸附时间以提高q，到达吸附平衡所需时间取决于吸附 速度。速度越快，平衡所需时间则越短。 由于吸附法对进水的预处理要求高，吸附剂价格昂贵，因此 在废水处理中，吸附法主要用来去除废水中的微量污染物，达 到深度处理的目的。
(2)吸附等温式 显然，吸附量q与平衡浓度C存在对应关系，当温度恒定时， q随C的↑而↑的对应关系用曲线表示出来即为吸附等温线。常见 的吸附等温线有三种形式：
这三种形式分别均对应一种吸附等温式： Ⅰ型：q有一极限值，C无极限值，→Langmuir公式； Ⅱ型：q无极限值，C有极限值CS(CS称饱和浓度)，→BET； Ⅲ型：q与C均无极限值，→Freundlich公式；
（2）活性炭的细孔构造和分布： 比表面积：500～1700m2/g(800～2000m2/g) 孔有效半径：1～10000nm。吸附能力与孔径及其分布有关。 小孔r＜2nm，小孔的比表面积占总比表面积的95%以上。 过渡孔r=2～100nm，比表面积占总比表面积的5%以下。 大孔r=100～10000nm，比表面积占总比表面积的4‰以下 作用： 大孔：可吸附吸附质，但量小，主要为吸附质进入过渡孔提 供通道； 过渡孔：为吸附质扩散到小孔提供通道，吸附大分子的吸附 质。 小孔：是吸附的主要作用区。 原料和制造方法不同，细孔分布情况相差很大，所以应根据 吸附质的直径和活性炭的细孔分布情况选择合适的活性炭。
13.3.2吸附剂
表面积大(即d↓，θ↑)的固体均可作为吸附剂。水处理中常 见的有：活性炭、活性煤、沸石(生物成因的硅质沉积岩方沸 石:Na[AlSi2O6]· 2O；辉沸石(Na,Ca)[AlSi6O16]· 2O) 、活性白 H 6H 土、硅藻土（主要成分含水氧化硅）、焦炭、木炭、木屑、腐 殖酸等。不同种类的吸附剂表面性质不一样对不同吸附质的吸 附效果不一样，应注意选择。
13.3.4吸附速度 吸附效果，一般用吸附容量和吸附速度来衡量。 吸附速度：单位重量的吸附剂在单位时间内所吸附的吸附质 的量。V决定着接触时间，接触时间又决定着设备容积。 多孔吸附剂对吸附质的吸附过程可分为三个阶段： 第一阶段：颗粒外部扩散(又称膜扩散)阶段，即吸附质透过 颗粒周围的溶剂薄膜，达到吸附剂表面。所以吸附速度与液膜 扩散速度有关； 第二阶段：颗粒内部扩散阶段，经液膜扩散到吸附剂表面的 吸附质向细孔深处扩散； 第三阶段：吸附反应阶段，吸附质吸附在细孔内表面上。
12. 物理化学法
12.1混凝 12.2气浮 12.3吸附
12.3.1吸附类型 吸附：在相界面上物质的浓度出现自动累积或浓集的现 象称为吸附。 固体吸附：在固相界面上出现的气相或溶质组分浓度上 升(浓缩)的现象称为固体吸附。 在废水处理中，主要是利用固体物质表面吸附废水中的 有害杂质。对杂质具有吸附作用的固体称吸附剂(一般为多 孔性固体或粉末)。被固体所吸附的物质（有害杂质）称为 吸附质。 据固体表面吸附力的不同，吸附可分为物理吸附和化学 吸附。
（2）吸附质的性质 ①溶解度：对吸附有较大的影响，一般溶解度↓，越易吸附。 ②表面自由能：因为吸附是一种表面现象，所以与表面张力 、自由能有关。吸附与σ的关系可由吉布斯(Gibbs)方程表示：
a：吸附剂表面高于溶液中浓度的差值。 可见，如果吸附质可使溶液表面张力↓，即 则a为正值，易吸附，否则反之。 例如：表面活性剂(脂肪酸等)易吸附； 无机盐及M eOH反吸附。 为负值，
1. 是否任何物质都能粘附在空气泡上？取决于哪些因素？ 2. 为什么废水中的乳化油类不易相互粘聚上浮？ 3. 将空气通入含乳化油的废水中，气泡粘附的油粒多了，是油 包气还是气包油？试从界面能(或粘附功)的角度分析(r 水 - 气 =72dyne/cm，r水-油=50 dyne/cm，r油-气=18 dyne/cm) 4. 为什么含油废水在表面活性剂存在时，气浮效果不佳？ 5. 试说明油滴乳化的机理以及药剂破乳的机理？ 6. 加压气浮有哪几种溶气方式？并简述其各自的优缺点？ 7. 影响吸附的主要因素有哪些？ 8. 活性炭为什么有吸附作用？什么物质易被活性炭吸附？什么 物质难于被吸附？ 9. 为什么说活性炭在水中的吸附过程是物理吸附、化学吸附、 离子交换吸附的综合作用过程？这和哪些因素有联系？在什么 情况下哪种吸附类型起主要作用？
13.3.5影响吸附的因素 (1)吸附剂的性质 ①比表面积：d↓，微孔越发达，则S比↑，q↑。但也要注意与吸 附质的性质相适应。例如对分子量大的吸附质，微孔所提供的 表面积不起作用，因此不能单纯的强调S 比 ，也不能不分对象 ，任意选择活性炭。 ②孔的大小：小孔所占的表面积大于95%，决定着吸附量的大 小。但过渡孔和大孔是为吸附提供通道的，因而对吸附速度有 很大影响。此外对吸附大分子的物质也起很大的作用。 ③表面性质：从原理上讲，一般是表面有极性的吸附剂易吸附 极性分子(或离子)型的吸附质。非极性分子型的吸附剂易于吸 附非极性的吸附质。即疏水表面易吸附疏水物质，亲述三个阶段进行的快慢有关。一般状况下，第 三阶段吸附反应的速度很快。因此，吸附速度主要由液膜扩散 速度和颗粒内部扩散速度来控制。 根据实验可知，颗粒外部膜扩散速度与溶液浓度成正比，对 一定重量的吸附剂，膜扩散速度还与吸附剂的表面积的大小成 正比，即与颗粒直径成反比。另外，增加溶液和颗粒之间的相 对运动速度，会使液膜变薄，可提高第一阶段的速度。 V外扩∝（C,1/d,搅拌） 内部扩散速度与吸附剂孔隙的大小及结构、吸附质颗粒（或 分子）及结构有关。一般来说，吸附剂颗粒越小，内部扩散速 度越快，即内部扩散速度与颗粒直径的较高次方呈反比。因此 ，粉状吸附剂比颗粒状速度快。此外，吸附剂内孔径大可使孔 隙扩散速度加快，但吸附量会降低。故应根据使用的工艺条件 来选择最适宜的吸附剂。 V内扩∝（1/dn）
①Langmuir公式：
其中，a、b均为常数，取倒数，q的倒数正比于b的倒数，a、 b可求。
②BET公式：
q0：单分子吸附层的饱和吸附量，g/g； cs：吸附质的饱和浓度，g/L； B：常数； 通过取倒数变换，q0，B值可求。
③Freundlich公式：
其中，K、n为常数，取对数，K、n可求。
Langmuir公式及BET公式为理论公式， Freundlich公式属 经验式。①是根据吸附的物质只有一层分子的假定推导出来 的。由于吸附剂的面积是一定的，Langmuir公式必然出现一 个吸附量的极限值，故适应于曲线Ⅰ型；BET则从可以吸附 许多层物质的假定推导出来的，故吸附量没有极限值，平衡 浓度则以被吸附物质的饱和浓度为极限，符合Ⅱ型曲线。 Freundlich公式则能适应介于以上两者间的吸附状况。
（2）化学吸附的特点 • 吸附剂和吸附质之间发生由化学键力引起的吸附； • 吸附热量大，为83.7～419.0KJ/mol，高温； • 有选择性，即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸 附作用； • 不可逆，因为键力大，吸附牢固，不易解吸； • 主要为单分子层吸附。 注意，实际工程中吸附很少是单一形式进行的。往往伴 随着物理、化学联合作用。但因吸附剂、吸附质工艺条 件的不同，可能吸附会以某一类型为主。例如，多半在 条件为低温下，物理吸附居多，高温下化学吸附较多。
（3） 活性炭的表面化学性质 活性炭本质是非极性的,但处于微晶体边缘的碳原子，由 于共价健不饱和而易与其他元素如氧、氢等结合形成各种 含氧官能团(又称表面氧化物)。如-OH、 C=O 、 -COOH 等，含量及电荷随原料组成，活化条件不同而异。低温活 化（＜500℃）的碳可以生成表面酸性氧化物，水解后可以 放出氢离子，因此能降低蒸馏水的pH；高温活化(800～ 1000℃)的碳可以生成表面碱性物质，水解后可放出OH-基 团，所以能提高蒸馏水的pH。