第二章微污染水物理化學(xué)處理技術(shù)及應(yīng)用

1、散污染水物理化學(xué)處理技術(shù)及應(yīng)用臭氧氧化光催化氧 化電磁臭氧凈水機(jī)理氧化無機(jī)物鐵、猛的氧化 6Fe2+03+15H20-6Fe (0H)3+12H+3Mn2+03+3H20 - 3MnO2+6H+ 6Mn2+5O3+9H2O-3MnOf+18H+氧化物的氧化 CN-+O3-CNO-+O22CNO-+H20+303-2HC03-+N2+302氨的氧化 3NH3+403+30H-3N03-+6H20 3N02-+033N03-3FeS+40s3Fe SOjH9S+03H90+S+09臭氧能氧化t卜多有機(jī)物和呂冃呂團(tuán)，如IC二C、N=N> C=N> 0H>SH、NH2> CHO

2、 等。臭氧能在酸性介質(zhì)中分解產(chǎn)生原子氧和氧氣，直接與污染物發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)還可以產(chǎn)生一系列自由基Ogf 0+。2O+Ogf 20少0+H少Of 2H0 2H0 -2H2022H202-2H20+02臭氧在堿性分解自由基的速度很快，其反應(yīng)式如下03+0HH09 + 0903+ H02 f HO +202O3+ 。2 一 °3+02 09+H0 f o9+oh-常用消毒劑的效果順序如下：O3>C1O2>HOC1>OC1->NHC12>NH2C1 在實(shí)際生產(chǎn)中，臭氧用于自來水消毒所需的投加量為l-3mg/L,臭氧作為消毒劑是有選擇性，綠霉菌、青霉菌之類對(duì)臭氧具有

3、抗藥性，需要較長(zhǎng)的接觸時(shí)間才能將其殺死。色嗅味的去除水中致色有機(jī)物的特征結(jié)構(gòu)是帶雙鍵和芳香環(huán)，代表是腐植酸和富里酸, 色。臭氧通過與不飽和官能團(tuán)反應(yīng)、破壞c=c而去除真臭氧的制備與投加放射法是利用放射 線輻射含氧氣流， 激發(fā)氧氣生成臭氧， 效率高，但設(shè)備復(fù) 朵，投資大。臭氧的制備無聲放電法紫外線法，只能產(chǎn) 生少量的臭氧，主 要用于空氣除臭。電解法可以生產(chǎn)高 濃度臭氧，但能耗 多，生產(chǎn)不常用。等離子射流法是氧氣分子激發(fā)為氧原子，然后用液 氧收集而生產(chǎn)臭氧，其臭氧濃度不高，能耗較人。介ilM副;i|朋Aik無聲放電法制備臭氧由高壓極、 接地極和介電體組成。介電體 與接地電極的間隙一般為l-3mm

4、的臭氧發(fā)生區(qū)。當(dāng)在兩極加入高 電壓后，使通過兩電極間隙的氣 體發(fā)生無聲放電，形成氧離子， 氧離子濃度隨電流密度增大而增 加，這些陽離子不僅同氧分子反應(yīng)，而且相互之間也反應(yīng)生成臭 孤氧。無聲放電法制備臭氧原理氣源預(yù)處理:氣一冷卻一旋風(fēng)分離一硅膠干燥一分子篩一過濾一臭氧發(fā)生器臭氧接觸設(shè)備氣液混合器利用文丘里管的真空度吸入臭氧化空氣，使氣、水彼此將對(duì) 方分割成霧狀小球，從而提高臭氧的利用率。螺旋葉片管道混合器由靜態(tài)混合器演變而得，一般由三節(jié)混合器組成，根據(jù)需要 可多于或小于三節(jié)，每節(jié)混合器有一組分別左右旋轉(zhuǎn)180度 k的固定葉片，相鄰兩葉片的旋轉(zhuǎn)方向相反并相錯(cuò)90度。被 亀混合的氣、液體通過混合器彼

5、此分割，徑向和反向旋轉(zhuǎn)，達(dá) 到相互擴(kuò)散的效果。、臭氧接觸氧化塔髦氣水硫多孔擴(kuò)敬器同向流(b)昇向蘆圖2亠3臭筑接觸器7莫氯化 空氣人口覆氧化經(jīng)人口尾氣外充泡篩板塔和泡罩塔of接觸氧化池L臭氧凈水的工藝計(jì)算臭氧發(fā)生器Q°3=1.06QCQ-處理水量，rrP/h； C-臭氧投加量，mg/L由于使用空氣作為生產(chǎn)臭氧的氣源，而生產(chǎn)臭氧的經(jīng)濟(jì)濃度為10-14g03/m3,相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)后的體積分?jǐn)?shù)為0.47-0.65%, 則Vt=Qo3/O3V干-臭氧化干空氣量，m*h；OJ-臭氧化空氣濃度，以空氣為氣源，一般取10-14g/m3.臭氧發(fā)生器的工作壓力可以根據(jù)接觸池的深度計(jì)算H9.8h+h2+h

6、3氧發(fā)生器的工作壓力，kPa,一般在58.8-88.2kPa； 繃靠氧接觸器的水深，m； h?-臭氧接觸器布?xì)庠膲航?，kPa, 黝|/i98T4.7kPa； hs-輸氣管道損失，kPa。臭氧接觸器接觸池容積應(yīng)滿足V-臭氧接觸池容積，iu3；V=QT/60Q處理水量，m3/h；處理對(duì)象不同時(shí)臭氧投加量和接觸時(shí)間處理對(duì)象投加量/ (mg/L)接觸時(shí)間/min殺菌消毒1-35-15除臭脫色1-310-15除CN-、酚5-1010-15T-水的停留時(shí)間，min；通常接觸池的深度取4-4. 5m臭氧化空氣在池屮 上升速度小丁 4 5nnn/sduillJi iL加氯CFHWHUKH更曲相山皿活性員T

7、3鹿険彳加淀j» m< 1)砂過at卜臭IU2)H活性C臭氧化技術(shù)用于自來水深度處理流程砂過睦M-D (Micellization-Demicellization)法的機(jī)理是利用臭 氧對(duì)水中腐植酸等有機(jī)膠體粒子具有強(qiáng)烈的斷開化學(xué)鍵和 氧化分解作用，使親水性的膠體有機(jī)物成為疏水物質(zhì)。這些 物質(zhì)對(duì)凝聚劑敏感，在少量凝聚劑作用下即被吸附，成為 微絮體，通過直接過濾即可除去。-岀水圖27 MD法典型流程1 一臭氧發(fā)生器$ 2臭氧接觸柱$ 3-接觸濾器* 4一臭強(qiáng)消弗柱光催化氧化技術(shù)I.、自然界有一部分近紫外光(190-400山】)易被有機(jī)物吸收， 在活性物質(zhì)存在時(shí)會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)使有機(jī)

8、物降解。天然水 體中存在大量活性物質(zhì)，如氧氣、親核劑0H及有機(jī)還原物 因此，河水、海水會(huì)發(fā)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)經(jīng)常有催化劑的參加，這就是光催化氧化。1972年Fii j i shima首先發(fā)現(xiàn)光電池中受輻射的Ti()2可以發(fā)生持 續(xù)的氧化還原反應(yīng)。旳催化過程用半導(dǎo)體材料作為光催化劑，在常溫常壓下進(jìn)行, k果利用太陽能作為光源，則可大大降低污水處理費(fèi)用。光催化氧化機(jī)理光催化氧化可分為有氧化劑直接參與反應(yīng)的均相催化氧化和有 固體催化劑5型半導(dǎo)體材料)存在的非均相(多相)催化氧化。均相光催化氧化主要指UV/Fenton試劑法。當(dāng)Fenton試劑輔助以 紫外線或可見光的輻射，則極大提高其氧化

9、還原的處理效率，并 且減少Fenton試劑的用量，其機(jī)理如下H202+Av 2 OHF®+在UV光照下，部分轉(zhuǎn)化為Fe3+，F(xiàn)e3+水解為Fe (0H)2+,且Fe (OH)2+力卩Fe2+2 OHJgk由于上述反應(yīng)的存在,使得也()2的分解速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Fe2+催化IO?分解速率。F非均相光催化氧化機(jī)理當(dāng)光照在半導(dǎo)體光催化劑時(shí)，如果光子的能量高于半導(dǎo)體的禁 帶寬度，則半導(dǎo)體介帶電子從介帶躍遷到倒帶，產(chǎn)生光致電子 和空穴（TiO2的禁帶寬度是3. 2eV）.當(dāng)光子波長(zhǎng)小于385nm, 就發(fā)生電子躍遷。光致空穴具有很強(qiáng)的氧化性，可奪取半導(dǎo)體 表明附著的有機(jī)物或溶劑中的電子，使原本不吸收光

10、而無法直 接被光子氧化的物質(zhì)，通過光催化劑被氧化。光致電子具有很 強(qiáng)的還原性，使得半導(dǎo)體表明的電子受體被還原，但光致電子 和空穴又存在復(fù)合的可能，降低光催化氧化的效率。為了提高 譽(yù)化效率，需要適當(dāng)?shù)胤@劑，降低光致電子和空穴復(fù)合的 渤h,這是近年來光催化氧化研究的重點(diǎn)。以TO為例TiO2+/zv -Ti()2(力+)+帶TiO2 (A+)+H2O -*TiO2+ OH+H+TiO2 Uiv) +0H- -TiO?+ OHTiO2 Uiv) +RH+OH- TiO2+R +H20這一過程可分為5個(gè)階段光催化劑在光照下形成電子空穴對(duì)表面疑基或水吸附*形成表面活性中心表面活性中片吸附水中有機(jī)物輕基自

11、由基形”，有機(jī)物被氧化氧化產(chǎn)物分離光催化氧化的催化劑Ti()2催化性能的決定因素粒徑粒徑減小，分立能級(jí)增大，其吸收光的波長(zhǎng)變短，光 生電子比宏觀晶體具有更負(fù)的電位，相應(yīng)地表現(xiàn)出更強(qiáng)的還 原性，而光生空穴具有更正的電位，表現(xiàn)出更強(qiáng)的氧化性。 此外，粒徑小，比表面積大，有助于氧氣及被降解的有機(jī)物 在Ti()2表面預(yù)先吸附，則反應(yīng)速率快，效率增大。但粒徑減小也有負(fù)面作用，隨著粒徑減小，其吸收帶邊將會(huì) 疋薑移，對(duì)所用光源的光響應(yīng)范圍將會(huì)變窄，從而使單位時(shí)間 締內(nèi)吸收的光子數(shù)量減少，降低催化效率。表面形態(tài)光催化劑表面應(yīng)有一定的羥基集團(tuán)，借助甕基基團(tuán)實(shí)現(xiàn)光生 空穴的捕獲，抑制空穴-電子對(duì)的復(fù)合；Ti()2

12、表面的適光強(qiáng) 度和一定數(shù)量的酸堿中心匹配也會(huì)促進(jìn)光催化過程；表面缺 陷(尤其是氧空穴位形成的缺陷)的存在對(duì)Ti()2光催化活性 起著重要的作用，但有時(shí)缺陷也會(huì)成為空血與電子的復(fù)合中 心；才外，在晶格缺陷等其他因素相同時(shí)，催化劑表面積越 大，吸附量越大，活性越高，但實(shí)際上，由于催化劑的熱處理不充分，具有大表面積的Ti()2往往也存在更多復(fù)合中心, 當(dāng)復(fù)合過程起主要作用時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)活性降低的情況。晶型Ti()2主要有三種晶型：銳鈦礦型、金紅石型和板鈦礦型。用 作光催化劑的主要是銳鈦礦型和金紅石型，其中銳鈦礦型的 催化活性最高。氧氣它通過光生電子反應(yīng)生成超氧離子。2-，一方面抑制了光生 電子與光生空

13、穴的復(fù)合，另一方面。2-在溶液中生成h2o2, h2o2再生成OH。此外，PH對(duì)非極性污染物的光催化氧化影響不大，對(duì)于極性 污染物，則在有利于吸附在Ti()2表面的pH值下，效率高。孑三氟度對(duì)催化效果影響不大，強(qiáng)氧化劑的加入有利提高效率。TK)2的改性研究貴金屬在TiC表面的沉積有利于提咼光氧化還原反應(yīng)速率； 摻雜特定的金屬離子有可能使催化劑的吸收波長(zhǎng)延至可見光 范圍；把光活性物質(zhì)通過化學(xué)吸附或物理吸附附著Ti()2表面 能擴(kuò)大激發(fā)波長(zhǎng)范圍，增加反應(yīng)效率這一過程就是催化劑的 光敏化；此外，把Ti()2與其它物質(zhì)做成復(fù)合半導(dǎo)體，復(fù)合半 導(dǎo)體的光降解效率明顯高于單一的半導(dǎo)體。光催化氧化的反應(yīng)器m山

14、右編TK)2的改性研究光催化反應(yīng)器分為懸浮型和定型。早期光催化反應(yīng)器以懸浮型為主，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與污染物 接觸面積大，能保持催化劑固有的活性，反應(yīng)效率高。但催 化劑回收困難，此外，由于懸浮粒子對(duì)光線的吸收阻擋了光 輻射的深度，使其很難用于實(shí)際水處理中。譚定型光催化反應(yīng)器把Ti()2等半導(dǎo)體材料涂在載體上，使水 編流經(jīng)過固定化的催化劑。催化劑不易流失而且減少回收 JIB 步驟，但催化劑的接觸面積相對(duì)較小，致使效率不高。載體的選擇化學(xué)惰性機(jī)械強(qiáng)度女易于固與TiO?較強(qiáng)作用力液分離催化劑的固定化物理法就是把制備好的Ti()2納米粉體通過黏結(jié)劑加載在載體上?；瘜W(xué)法是在納米Ti()2粒子生成過程中在載體

15、上直接成膜。目前最 常用的方法是溶膠-凝膠法。浸漬涂層、旋轉(zhuǎn)制備溶膠液涂層或噴涂法溶膠附著 于基材上熱處理，形成TiO2膜溶膠-凝膠法固定納米Ti()2基本步驟反應(yīng)器光源人造光源常ffl100-300nm波段自然光源應(yīng)用較少光催化氧化反應(yīng)器效率的影響因素粒徑、類型m 口用墓pH值氧化劑 還原劑反應(yīng)動(dòng)力學(xué)催化劑性質(zhì)C、N02-SO42-. PO43-等光催化氧化工藝的應(yīng)用與混凝沉降法聯(lián)用與超聲法聯(lián)用與生物法聯(lián)用光催化氧化技術(shù)存在的問題.)光的利用率低催化劑回收困難活性炭吸附技術(shù)活性炭由煤或木質(zhì)原料加工得到的產(chǎn)品，通常一切含碳 的物料，都可以加工成黑炭，經(jīng)活化后制成活性炭。炭化：把原料熱解成碳渣，

16、溫度：200-600度 活化：形成發(fā)達(dá)的細(xì)孔。兩種辦法：III氣體法：通入水蒸汽，溫度在800-1000度;藥劑法：加入氯化鋅、硫酸、磷酸等比表面積：500-1700 m2/g活性炭細(xì)孔分布情況：微孔：<2 nm,占總比表面95%：主要支配吸附量 過渡扎2-100nm, <5%：起通道和吸附作用 大孔:100-10000 nm,不足1%：主要起通道作用活性炭的性質(zhì)及其吸附作用活性炭屮的氫、氧和炭以化學(xué)鍵結(jié)合，使活性炭表面上有各種 有機(jī)官能團(tuán)形式的氧化物和炭氫化物，它們使活性炭與吸附質(zhì) 分子發(fā)生化學(xué)作用，顯示出選擇性吸附?；钚蕴康奈叫问椒?為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附化學(xué)吸附式度

17、求 力應(yīng)性形速要性 用效擇附附度逆 作熱選吸吸溫可 、 、 、 、 、 、 、 12 3 4 5 6 7范德華力液化熱選擇性不強(qiáng)多層或單層 快低溫可逆化學(xué)鍵力 化學(xué)反應(yīng)熱 選擇性強(qiáng)單層慢吉2曰冋丿皿不可逆活性炭的吸附過程分為三個(gè) 階段。首先是被吸附物質(zhì)在活性炭表面形成水膜，稱為 膜擴(kuò)散，然后擴(kuò)散到炭的內(nèi) 部孔隙，稱為孔擴(kuò)散，最后 吸附在炭的孔隙表面上?；钚蕴康奈竭^程分為三個(gè)階段。首先是被吸附物質(zhì)在活性 炭表面形成水膜，稱為膜擴(kuò)散，然后擴(kuò)散到炭的內(nèi)部孔隙， 稱為孔擴(kuò)散，最后吸附在炭的孔隙表面上。吸附等溫線吸附平衡當(dāng)吸附速度和解吸速度相等時(shí)，即單位時(shí)間內(nèi)吸附的數(shù)量等于解吸的 數(shù)量時(shí)，則吸附質(zhì)在溶

18、液中的濃度和吸附劑表面上的濃度都不再改變 而達(dá)到平衡，此時(shí)吸附質(zhì)在溶液中的濃度稱為平衡濃度。q-吸附量，C-吸附物質(zhì)反應(yīng)后濃度，（g/L）； W-活性炭的用量，g;吸附量（g/g）; Co-吸附物質(zhì)起始濃度，（g/L）；v-溶液體積,L；吸附等溫式q /I型I型吸附等溫式有朗繆爾 grnuir）公式和費(fèi)蘭德里(b) n 型表示II型吸附等溫式BET公式朗繆爾公式方程推導(dǎo)的基本假定：吸附劑表面能均勻分布。吸附劑表面被吸附溶質(zhì)分子只有一層，單層吸附飽和時(shí)，吸 附容量最大。被吸附在吸附劑表面上的溶質(zhì)分子不再遷移。吸附能為常數(shù)。1 + bCq°-吸附飽和時(shí)，單分子層飽和吸附容量，g/g 或m

19、ol/g；b-吸附系數(shù)，與lmol溶質(zhì)的吸附能或凈焰!有 關(guān)，L/g或L/mol, b與e%H/（RT）成正比;c-吸附平衡吋水屮溶質(zhì)的濃度，g/L或mol/L；朗繆爾公式當(dāng)吸附量很小時(shí)，吸附平衡濃度C很小時(shí)，bC«l,則 q=qobC=HC H-亨利系數(shù)，H=qob當(dāng)吸附量很大時(shí)，吸附平衡濃度C很大時(shí)，bC»l,則q=q°,此吋 吸附量與b無關(guān)。朗繆爾公式可以用倒數(shù)方式表示qo/c1費(fèi)蘭德里希公式K-與溫度、吸附劑比表面積有關(guān)的常數(shù)，與 q = KC' U RTnbe h/（Rt）成正比；n-與溫度有關(guān)的常數(shù)，n>lo費(fèi)蘭德里希公式可改寫成倒數(shù)形式

20、 lgq = lgK + -lgC nigqigc一般認(rèn)為1/n=0.1-0.5時(shí)，容易吸 附；1/n>2時(shí)，則難于吸附。1/n較 大時(shí)，即吸附平衡濃度越高，則吸 越大，吸附能力發(fā)揮越充分， 卻情況最好采用連續(xù)式吸附操作, 緒購較小時(shí)，多采用間歇式吸附BET公式方程推導(dǎo)的基本假定：吸附劑表面吸附多層溶質(zhì)分子層，每 一單層吸附規(guī)律符合朗繆爾公式；并不需要里層吸附層完全 生成后，再開始形成外層吸附層；吸附平衡條件還涉及表面 位置上吸附著不同形式的分子層。一BCqC)1 + (B 1)線性關(guān)系活性炭吸附的主要影響因素活性炭的性質(zhì)（比表面積、微孔分布、表面化學(xué)性質(zhì)、極性、 所帶電荷）吸附質(zhì)（污染

21、物）的性質(zhì)（溶解度、分子構(gòu)造、極性、吸附質(zhì) 的濃度）水的性質(zhì)（pH、溫度、多組分的吸附質(zhì)的共存在）活性炭的吸附方式固定床吸附塔吸附劑的操作時(shí)固定，稱為固定床。吸附和再?？稍谕O(shè)備進(jìn)彳丁?？筛?據(jù)水流分為上向流和下向流。下向流 固定床的岀水水質(zhì)較好，但水流損失 較大，而且容易造成堵塞。上流式固 定床的運(yùn)彳丁時(shí)間較長(zhǎng)，但容易造成吸 附劑流失O空r.翅先水進(jìn)門飽和燦出口下冋流固定床吸附塔移動(dòng)床吸附塔原水從吸附塔底部流入和吸附劑 進(jìn)行逆流接觸，處理后的水從塔 頂流出，再生后的吸附劑從塔頂 加入，接近吸附飽和的吸附劑從 塔底間歇地排出。移動(dòng)床一次卸 岀的活性炭一般為總填充量5%- 20%o移動(dòng)床占地面積

22、小，設(shè)備便 方出水水質(zhì)好。迸料4ftMAKIRH逬竄一給止洲Uj lL，I伸洗水 JX移動(dòng)床吸附塔穿透曲線與吸附容量的利用以下向流固定床為例，隨著水的不斷流入，當(dāng)?shù)竭_(dá)時(shí)間tj!寸，出 水中吸附的濃度將迅速增加，直到等于原水的濃度Co時(shí)為止。以 通水時(shí)間t (或出水量Q)為橫坐標(biāo)，以出水中吸附質(zhì)濃度C為縱 坐標(biāo)所做曲線為穿透曲線。a為穿透點(diǎn)，b為吸附終點(diǎn)，為穿稱為吸附帶雀耀續(xù)吋間。AH為吸附帶長(zhǎng)度。原水透飽和的延續(xù)吋間，備水通水時(shí)間(三柱串聯(lián)操作按I柱一II柱一III柱的順序通水，當(dāng)III柱出水水質(zhì)達(dá)到穿透濃度 時(shí)，I柱中的填充層已經(jīng)接近飽和，再生I柱，把備用的IV柱串聯(lián)在III柱后面。以后按I

23、I柱一III柱f IV柱的順序通水，這樣又能充分利用活性炭的吸附容量?；钚蕴康脑偕椒ɑ钚蕴康脑偕饕屑訜嵩偕?、藥劑再生法、化學(xué)氧化法, 常用的為加熱再生法，它可分為低溫和高溫2種方法，高溫再 生適合水處理粒狀活性炭的再生。脫水冷卻700-1000°C 活化300-700°C 碳化100-150 °C 干燥優(yōu)點(diǎn)：兒乎所有有機(jī)物都可采 用；再生炭質(zhì)量均勻，性能恢 復(fù)率高；再生時(shí)間短，不產(chǎn)生 有機(jī)再生廢液。缺點(diǎn)：再生損失率高；再生爐 內(nèi)內(nèi)襯材料耗量大；需要嚴(yán)格 控制溫度和氣體條件；再生設(shè) 備造價(jià)高?；钚蕴吭偕鸂t的形式活性炭再生爐的形式有立式多段爐、轉(zhuǎn)爐、盤式爐、移

24、動(dòng)床爐、流化床爐及電加熱爐等。<211 f 4仰生址岀【IWi I Oi 5 iBl ft 時(shí)I 山 T Ml <1 H ft 卻:! V »*10 輸柘 11 V|IS吒腳h 1哎輸I沖戦劃I山II前門仍火叫I'1 山恪 17 WMl'MithTfl.iR -圖2&外熱式移動(dòng)康爐吸附塔的設(shè)計(jì)波哈特-亞當(dāng)斯計(jì)算法-1) = In exp(竺凸-1-KC&Vc。-進(jìn)水吸附質(zhì)濃度，kg/m3；C«-出水吸附質(zhì)允許濃度，kg/m3；K-速率系數(shù)，m3/(kg-h)； t-工作時(shí)間，h；飽和吸附容量,kg/m3； 星速度,即空塔速度，m/

25、h； 層咼度，m o由于6科（冬獨(dú)）»1t二0時(shí)，保證出水吸附質(zhì)濃度不 超過允許濃度Ce-的炭層理論高 度稱為臨界高度-1)改變V可以求不同的、K和ho。el- J sI1r診陽flffi 冬20 K.運(yùn)行周期t由線速度v = -查得No、K和ho,求t 頼生炭更換次數(shù)n （次/年）n=365x24/t 綴蠹炭年耗量W （計(jì)/年）”=些衛(wèi)女附質(zhì)年去除量G （kg/年）G=nQt（Co-Ce）/1OOO2 I1通水倍數(shù)法根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，選定空塔線速V，接觸時(shí)間t,通水倍數(shù)W,并聯(lián)塔 數(shù)n簣參數(shù),則吸附塔的總面積F二Q/v,單塔面積f二F/ii,吸附塔直徑D = J4/%吸附層高度H二vT

26、,每日所需吸附劑量G二24Q/W等。塔徑（D）吸附塔高度（H） 填充層與塔徑比（H' /D）吸址劑粒徑（C 接、時(shí)間（t）1-3-5m3-10m1:1-4:10. 5-2mm （活性炭）10-50min容積速度（Nv）線速度2m3 （m3 h）以下（固定床）5m3 （m3 h）以下（移動(dòng)床）2-10m/h （固定床）10-30m/h （移動(dòng)床）吸附法在水處理中的應(yīng)用M山備編11吸附法用于水處理的優(yōu)點(diǎn)處理含汞廢水1含汞廢水壓縮空氣排放HgO吸附法除汞流程電化學(xué)處理技術(shù)電絮凝的原理與方法電絮凝原理是：把金屬電極(鋁或鐵)置于被處理水中，然后通 以直流電，此時(shí)金屬陽極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，溶出A1

27、3+或Fe3+等 離子在水中水解而發(fā)生混凝或絮凝作用。鋁為陽極時(shí)，其電絮凝的主要反應(yīng)如下：Al-3e-Al3+在堿性條件下：A13+3OH-A1(OH)3公性條件下：A13+H2O-(aioh)2+h+h(A1OH)2+H2O- Al (OH) 2 +H+篆晉日極時(shí)，陽極發(fā)生與鋁相試的金屬溶解的電化學(xué)反應(yīng)。浮渣污染物上升至表面電子A1污泥沉淀物 O o _就污染物（APJ 水合陽離子陰極（還原）o 0° 0污染物下沉。溶液pH0 7 O0 OO 0°1o o 0° o QI a陽極 （氧化）°Ooo1- H2（g）/ 汽嚴(yán)7/ 0H>°。

28、° O圖2-22電絮凝的堆本廉理小總電絮凝過程的溶液物理化學(xué)要素pH的影響，pH>9時(shí)，鋁鹽的絮凝效果急劇下降。溶液電導(dǎo)率的影響，碳酸根和硫酸根導(dǎo)致鈣鎂離子在陰極表面 沉積，形成一層不導(dǎo)電的化合物，使得電流效率下降。水中離子對(duì)電絮凝過程的影響水溫的影響繾流動(dòng)狀態(tài)的影響t電絮凝工藝設(shè)計(jì)電極材料常用電極為鐵和鋁對(duì)于飲用水處理，通常采用鋁作為陽極對(duì)于廢水處理，通常采用鐵電極當(dāng)水中鈣鎂離子含量較高吋，宜采用不銹鋼作為陰極電極連接方式按反應(yīng)器內(nèi)電極連接方式，電絮凝反應(yīng)器可分為單極式和復(fù)極式.+正極-缶極(a)單極式免柢式特點(diǎn)單極式復(fù)極式電極兩面的極性相同不同槽內(nèi)電極并聯(lián)串聯(lián)電流大小槽壓低

29、高對(duì)直流電源的要 求低壓，大電流， 費(fèi)用高高壓，小電流， 較經(jīng)濟(jì)單元反應(yīng)器電壓 降較大極小占地大小，設(shè)備緊湊電流分布不均勻較均勻構(gòu)造簡(jiǎn)單較復(fù)雜液路連接方式根據(jù)原水通過電絮凝反應(yīng)器的方式，可分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種液路連 接方式。外加電壓盡量降低電壓降，降低傳質(zhì)阻力。電絮凝與化學(xué)絮凝的比較電絮凝化學(xué)絮凝電絮凝對(duì)水的pH起中和作用不出現(xiàn)再穩(wěn)定現(xiàn)象，金屬離子用量為化學(xué)絮凝的1/3 岀水陰離子不會(huì)增加金屬離子水解導(dǎo)致溶液pH降低存在再穩(wěn)定現(xiàn)象藥劑用量大（低溫、低濁度） 出水陰離子增加電絮凝在水處理中的應(yīng)用飲用水處理中的應(yīng)用廢水處理中的應(yīng)用處理染料廢水處理重金屬廢水除磷餐飲廢水及除油水的澄清和脫色 除去水中的

30、藻和細(xì)菌 除氟除不申除鐵除硝酸鹽電磁處理技術(shù)電磁變頻反應(yīng)器原理電磁變頻反應(yīng)器原理的基本原理是制造一個(gè)脈沖變頻電磁場(chǎng)， 脈沖電流在高電平轉(zhuǎn)入低電平的瞬間，積聚在感應(yīng)線圈的能 量，由于電路的突然啟閉，在線圈兩端產(chǎn)生反沖電壓，使管道 中感應(yīng)的電壓瞬間猛增猛降，產(chǎn)生一個(gè)很大的瞬間電流，加速 了電磁場(chǎng)能量的傳遞，進(jìn)行物理化學(xué)和生物反應(yīng)，提高水處理 效果。在電磁變頻水處理器內(nèi)，金屬管接陰極，管內(nèi)水為陽極。水中 蚣個(gè)質(zhì)點(diǎn)與管壁形成一個(gè)脈沖電場(chǎng)，在其作用下，各離子組 負(fù)離子集團(tuán)，形成易排除的松散水垢；此外，陽極區(qū)產(chǎn)生 勺馳性物質(zhì)與細(xì)菌和藻類作用，使細(xì)胞過氧化而死亡。電磁變頻除垢的影響因素S/ C/+、Mg2+

31、總濃度的影響Ca2 Mg2+濃度比值的影響堿度和pH對(duì)抑垢除垢效果的影響管材對(duì)抑垢效果的影響電磁變頻殺菌除藻的影響因素變頻方式對(duì)殺菌除藻效果的影響管材對(duì)殺菌除藻效果的影響繞線圈數(shù)、粗細(xì)、組數(shù)對(duì)殺菌除藻效果的影響作用吋間對(duì)殺菌除藻效果的影響pH值及水溫對(duì)殺菌除藻效果的影響高梯度磁分離技術(shù)高梯度磁分離技術(shù)的原理含有鐵磁性微粒的工業(yè)廢水通過 高梯度磁分離器，磁性顆粒便截 留下來，從而被凈化。工業(yè)上常采用不銹鋼導(dǎo)磁鋼毛生 產(chǎn)高梯度磁場(chǎng)。鋼毛填充率采用 5%為宜，填充厚度15-25CH1.由于多數(shù)污染物沒有磁性，必須 細(xì)磁種吸附它們，常用磁種有鐵 、磁鐵礦、磁-赤鐵礦、赤鐵 粒等。87OTB-2OT仃飽

32、和競(jìng)密 ff=20T的鋼毛8l.OTftRfiS 場(chǎng) 1.0T磁場(chǎng)梯度圖示高梯度磁分離處理設(shè)備M 1|£編岀水圖227高梯度磁分離器示住=三三VRisrm <fip 二r =二=MU=三二三 IFmw 三IBtF士: r.I= uswila一三二i bhobb" mm(b)電磁體找干尺體u.-id r1rdLI*(> >11«體®宦體N內(nèi)IH 2-29高樺度鐵f卜離器納恂t*> I 2希處體I 2 «llJ»llli I反抵材料內(nèi)先4 I «««»» $電破代(

33、b>2電«IM| 3激aMWh 4高梯度磁分離技術(shù)的特點(diǎn)自動(dòng)化、處理水量大、不受溫度影響、工作可靠、維修 簡(jiǎn)單、占地少。可去除耐藥性和毒性很強(qiáng)的病原微生物、細(xì)菌以及一些 難降解的有機(jī)物實(shí)現(xiàn)多種污染的一次凈化、具有多功能性和通用性能處理礦化度較高的水源，不需要加入化學(xué)藥劑來阻垢、 防垢磁分離處理方法磁過濾法磁氧體法磁種混凝法污水磁化處理 對(duì)于沒有磁性微粒的城市污水，不投加磁種, 僅進(jìn)行磁化處理，BOD、COD有所降低。高梯度磁分離技術(shù)在水處理中的主要應(yīng)用用于鋼鐵工業(yè)廢水處理用于含油廢水處理用于城市污水和飲用水處理光電組合處理技術(shù)1*1 2 31 Tg半甘體光生電子和空穴戶1機(jī)艸示

34、意'S 2 32半弄體電助光俳化什用機(jī)理風(fēng)菽外加電場(chǎng)在光電極內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)電位梯度，光生電子在電場(chǎng)的作用 下，遷移到對(duì)電極，使載流子得以分離，有利于充分發(fā)揮光生空穴 細(xì)6稚用，提高光催化反應(yīng)的效率，因此可以將光催化劑負(fù)載在電極 表血，借助于外加電場(chǎng)提高光催化反應(yīng)效率，發(fā)揮光電協(xié)同作用。影響光電降解過程由外加偏壓的影響溶解性鹽類的影響溶液初始pH值的影響 曝氣的影響勺主要因素I消毒技術(shù)氯和次氯酸鹽消毒氯易溶于水中，在清水中，發(fā)生下列反應(yīng): Cl2 + H20 o HOCI + H+ Cl- HOCI O H+ + ocr HOCI和OCI-的比例與水中溫度和pH有關(guān)。pH高吋，OCI-較多c pH9, OCI-接近 100%。 pH<6, HOCI接