水污染控制第十七章1 ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
粉未活性炭一般采用静态吸附，颗粒活性炭一般采 用动态吸附。静态吸附可用机械搅拌设备，投加量可 根据静态吸附等温线试验结果进行。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
5
例1：某工厂为一班生产，工业废水量Q=50m3/h，经 生物处理后COD为50mg/L，拟将这部分水回用，回用 水COD 10mg/L。生物处理出水粉炭吸附等温式为： y/m=0.002ρ1.39，接触吸附时间为2h，求接触吸附池容 积和粉末活性炭加入量。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
6Βιβλιοθήκη Baidu
粉炭投加量：
m=2/0.049=40.8 kg/h 答：略。 例2和例3：课本P228-P229（10min）。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
7
第二节 离子交换法
第三节 萃取法
一、离子交换树脂 树脂母体：苯乙烯的聚合物。交联剂：二乙烯苯。 球状，凝胶型树脂，大孔型树脂，多孔凝胶型，巨孔型，
高巨孔型。 阴离子交换树脂、阳离子交换树脂。 二、离子交换树脂的选用 1、离子交换树脂的有效pH范围 强酸型 —SO3H，弱酸型 —COOH， 强碱型 —NOH，
弱碱型 —NH3—OH
07.11.2020
水污染控制第十七章1
8
3、交联度 交联度较高的树脂，孔隙度较低，密度较大，离
子扩散速度较低，对半径较大的离子和水合离子的 交换量较小。交联度为7%~10%。 4、交换势 不同的离子和不同的树脂交换势不一样。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
4
2、腐植酸类吸附剂（风化煤、泥煤、
对阳离子的吸附，汞、Cr3+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、 Cu2+等。
四、吸附工艺和设备
间歇式和连续式。间歇式主要用于小量废水的处理 和实验研究，生产上一般用两个吸附池，交换工作。
连续式可采用固定床、移动床和硫化床。固定床吸 附柱中，吸附剂总厚度3~5m，分成几个柱串联工作， 每个柱的吸附剂厚度约1~2m。废水从上向下过滤，过 滤速度在4~15m/h之间，接触时间30~60min。
2、有机物 某些高分子有机物与树脂活性基团的固定 离子结合力很强，一旦结合就很难再生。例如高分子 有机酸与强碱性季胺基团结合力就很强。
3、高价金属离子 废水中Fe3+、Al3+、Cr3+等高价金属 离子可树脂中毒。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
10
4、pH值 5、水温 6、氧化剂 会使树脂氧化分解 三、离子交换的工艺和设备
孔隙扩散速度与吸附剂孔隙的大小与结构，吸附质 颗粒的大小和结构等因素有关。吸附剂的颗粒大小对 内部扩散和外部扩散影响都很大，颗粒越小，吸附越 快。
极性相吸、相似相溶 三、吸附剂 1、活性炭 比表面积800~2000m2/g 。和孔径大小有关，和活
化方法及活化条件有关。 （1）加热再生 多段式再生炉 （2）化学再生
解：（1）接触池容积：V=QT=100m3
（2）粉未活性炭的投加量
出水COD=10mg/L时，粉炭的单位吸附量：
y/m=0.002 ρ1.39=0.002×101.39=0.049(mgCOD/mg炭)
当出水COD为10mg/L时，粉炭吸附所去除的COD为：
50(5010 )2kg/h 1000
讨论升流式膨胀中和滤池及变截面升流式滤池的特点。
4、什么是污水的化学处理？ 5、什么是中和过滤法，过滤中和法的优缺点是什么？ 6、混凝剂与助凝剂有何区别？在使用中应注意什么问题？ 7、什么叫湿式氧化法？请列出你所知道的高级氧化技术，
并简述各种方法的要点。
8、吸附法处理废水的原理是什么？影响吸附的因素有哪些？ 9、常用的吸附剂有哪几类？各有何特点？ 10、试列出几种物理化学法水处理技术，并简述它们的工作
9
③强碱阴树脂的选择性顺序为：
Cr2O72- >SO42- >CrO42- >NO3- >Cl- >OH- >F- >HCO3>HSiO3-
④弱碱阴树脂的选择性顺序为：
OH- > Cr2O72- >SO42- >CrO42- > Cl- > HCO3 (二)废水水质对离子交换树脂的影响
1、悬浮物和油脂 沉淀、过滤、吸附等
①强酸阳树脂的选择性顺序为：
Fe3+ >Cr3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ =NH4+ >Na+ >Li+
②弱酸阳树脂的选择性顺序为：
H+ > Fe3+ >Cr3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ =NH4+ >Na+ >Li+
07.11.2020
水污染控制第十七章1
y K1/ n
m 式中：
y——吸附剂吸附的物质总量，mg； m——投加的吸附剂量，mg； ρ——到达平衡时溶液中被吸附物的的浓度，mg/L； K，n——经验常数。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
2
logy)(loK g1log
m
n
浓度较低时使用。
2、朗格缪尔等温式
y K m 1 K1
适用于各种浓度条件。
二、影响吸附的因素
吸附能力和吸附速度。吸附量，吸附速度快，所需 的接触时间短，吸附设备的容积就小。
吸附过程：颗粒外部扩散阶段；孔隙扩散阶段；吸 附反应阶段。吸附速度主要取决于外部扩散速度和孔 隙扩散速度。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
3
颗粒外部扩散速度与溶液浓度成正比，也与吸附剂 的比表面积成正比。因此，吸附剂颗粒直径越小，外 部扩散速度越快，相对运动也可以提高外部扩散速度。
预处理、砂滤、多介质过滤、离子交换器和再生附属 设备。交换、反洗、再生、清洗。
萃取法、膜析法自学。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
11
离子交换器内部结构
07.11.2020
水污染控制第十七章1
12
思考题 1、压缩双电层、吸附架桥作用、网捕作用。 2、常用的混凝剂有哪些？各有何特点？ 3、试述过滤中和法处理酸性废水时，选择滤料的原则。并
水污染控制工程 教案
课程名称：水污染控制工程 授课教师：宋卫锋 副教授
时间：周2 1-2节、周4 3-4节、周5 6-7节
07.11.2020
水污染控制第十七章1
1
第十七章 污水的吸附法、离子交换法、萃 取法和膜析法处理 第一节 吸附法
一、吸附原理 物理吸附和化学吸附。 1、弗劳德利希等温式
07.11.2020
水污染控制第十七章1
5
例1：某工厂为一班生产，工业废水量Q=50m3/h，经 生物处理后COD为50mg/L，拟将这部分水回用，回用 水COD 10mg/L。生物处理出水粉炭吸附等温式为： y/m=0.002ρ1.39，接触吸附时间为2h，求接触吸附池容 积和粉末活性炭加入量。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
6Βιβλιοθήκη Baidu
粉炭投加量：
m=2/0.049=40.8 kg/h 答：略。 例2和例3：课本P228-P229（10min）。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
7
第二节 离子交换法
第三节 萃取法
一、离子交换树脂 树脂母体：苯乙烯的聚合物。交联剂：二乙烯苯。 球状，凝胶型树脂，大孔型树脂，多孔凝胶型，巨孔型，
高巨孔型。 阴离子交换树脂、阳离子交换树脂。 二、离子交换树脂的选用 1、离子交换树脂的有效pH范围 强酸型 —SO3H，弱酸型 —COOH， 强碱型 —NOH，
弱碱型 —NH3—OH
07.11.2020
水污染控制第十七章1
8
3、交联度 交联度较高的树脂，孔隙度较低，密度较大，离
子扩散速度较低，对半径较大的离子和水合离子的 交换量较小。交联度为7%~10%。 4、交换势 不同的离子和不同的树脂交换势不一样。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
4
2、腐植酸类吸附剂（风化煤、泥煤、
对阳离子的吸附，汞、Cr3+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、 Cu2+等。
四、吸附工艺和设备
间歇式和连续式。间歇式主要用于小量废水的处理 和实验研究，生产上一般用两个吸附池，交换工作。
连续式可采用固定床、移动床和硫化床。固定床吸 附柱中，吸附剂总厚度3~5m，分成几个柱串联工作， 每个柱的吸附剂厚度约1~2m。废水从上向下过滤，过 滤速度在4~15m/h之间，接触时间30~60min。
2、有机物 某些高分子有机物与树脂活性基团的固定 离子结合力很强，一旦结合就很难再生。例如高分子 有机酸与强碱性季胺基团结合力就很强。
3、高价金属离子 废水中Fe3+、Al3+、Cr3+等高价金属 离子可树脂中毒。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
10
4、pH值 5、水温 6、氧化剂 会使树脂氧化分解 三、离子交换的工艺和设备
孔隙扩散速度与吸附剂孔隙的大小与结构，吸附质 颗粒的大小和结构等因素有关。吸附剂的颗粒大小对 内部扩散和外部扩散影响都很大，颗粒越小，吸附越 快。
极性相吸、相似相溶 三、吸附剂 1、活性炭 比表面积800~2000m2/g 。和孔径大小有关，和活
化方法及活化条件有关。 （1）加热再生 多段式再生炉 （2）化学再生
解：（1）接触池容积：V=QT=100m3
（2）粉未活性炭的投加量
出水COD=10mg/L时，粉炭的单位吸附量：
y/m=0.002 ρ1.39=0.002×101.39=0.049(mgCOD/mg炭)
当出水COD为10mg/L时，粉炭吸附所去除的COD为：
50(5010 )2kg/h 1000
讨论升流式膨胀中和滤池及变截面升流式滤池的特点。
4、什么是污水的化学处理？ 5、什么是中和过滤法，过滤中和法的优缺点是什么？ 6、混凝剂与助凝剂有何区别？在使用中应注意什么问题？ 7、什么叫湿式氧化法？请列出你所知道的高级氧化技术，
并简述各种方法的要点。
8、吸附法处理废水的原理是什么？影响吸附的因素有哪些？ 9、常用的吸附剂有哪几类？各有何特点？ 10、试列出几种物理化学法水处理技术，并简述它们的工作
9
③强碱阴树脂的选择性顺序为：
Cr2O72- >SO42- >CrO42- >NO3- >Cl- >OH- >F- >HCO3>HSiO3-
④弱碱阴树脂的选择性顺序为：
OH- > Cr2O72- >SO42- >CrO42- > Cl- > HCO3 (二)废水水质对离子交换树脂的影响
1、悬浮物和油脂 沉淀、过滤、吸附等
①强酸阳树脂的选择性顺序为：
Fe3+ >Cr3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ =NH4+ >Na+ >Li+
②弱酸阳树脂的选择性顺序为：
H+ > Fe3+ >Cr3+ >Al3+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ =NH4+ >Na+ >Li+
07.11.2020
水污染控制第十七章1
y K1/ n
m 式中：
y——吸附剂吸附的物质总量，mg； m——投加的吸附剂量，mg； ρ——到达平衡时溶液中被吸附物的的浓度，mg/L； K，n——经验常数。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
2
logy)(loK g1log
m
n
浓度较低时使用。
2、朗格缪尔等温式
y K m 1 K1
适用于各种浓度条件。
二、影响吸附的因素
吸附能力和吸附速度。吸附量，吸附速度快，所需 的接触时间短，吸附设备的容积就小。
吸附过程：颗粒外部扩散阶段；孔隙扩散阶段；吸 附反应阶段。吸附速度主要取决于外部扩散速度和孔 隙扩散速度。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
3
颗粒外部扩散速度与溶液浓度成正比，也与吸附剂 的比表面积成正比。因此，吸附剂颗粒直径越小，外 部扩散速度越快，相对运动也可以提高外部扩散速度。
预处理、砂滤、多介质过滤、离子交换器和再生附属 设备。交换、反洗、再生、清洗。
萃取法、膜析法自学。
07.11.2020
水污染控制第十七章1
11
离子交换器内部结构
07.11.2020
水污染控制第十七章1
12
思考题 1、压缩双电层、吸附架桥作用、网捕作用。 2、常用的混凝剂有哪些？各有何特点？ 3、试述过滤中和法处理酸性废水时，选择滤料的原则。并
水污染控制工程 教案
课程名称：水污染控制工程 授课教师：宋卫锋 副教授
时间：周2 1-2节、周4 3-4节、周5 6-7节
07.11.2020
水污染控制第十七章1
1
第十七章 污水的吸附法、离子交换法、萃 取法和膜析法处理 第一节 吸附法
一、吸附原理 物理吸附和化学吸附。 1、弗劳德利希等温式