第2講化工廢水的物化處理方法(下)

1、2022/7/191 主講：董慶華 高級工程師 電話(dinhu)郵箱：yctudqh化工廢水物化處理(chl)方法共八十七頁第二(d r)講2022/7/192化工廢水(fishu)的物化處理方法（下）共八十七頁2022/7/193二、離心分離法1、水旋分離設(shè)備水力旋流器 水力旋流器是用于分離去除(q ch)污水中較重的粗顆粒泥砂等物質(zhì)的設(shè)備。分壓力式和重力式兩種，常采用圓形柱體構(gòu)筑物或金屬管制作。水靠壓力或重力由構(gòu)筑物（或金屬管）上部沿切線進(jìn)入，在離心力作用下，粗重顆粒物質(zhì)被拋向器壁并旋轉(zhuǎn)向下和形成的濃液一起排出。較小的顆粒物質(zhì)旋轉(zhuǎn)到一定程度后隨二次上旋渦流排出。

2、共八十七頁2022/7/194共八十七頁2022/7/1952、器旋分離設(shè)備離心機(jī) 離心機(jī)就是利用離心力使得需要分離的不同物料得到(d do)加速分離的機(jī)器。其主要分為過濾式離心機(jī)和沉降式離心機(jī)兩大類。 過濾式離心機(jī)的主要原理是通過高速運(yùn)轉(zhuǎn)的離心轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生的離心力（配合適當(dāng)?shù)臑V材），將固液混合液中的液相加速甩出轉(zhuǎn)鼓，而將固相留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，達(dá)到分離固體和液體的效果，或者俗稱脫水的效果。 沉降式離心機(jī)的主要原理是通過轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，加快混合液中不同比重成分（固相或液相）的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。共八十七頁2022/7/196三、過濾法1. 定義 格柵由一組

3、平行的金屬(jnsh)柵條制成，柵條間形成隙縫。2. 分類(fn li) 按形狀：平面、曲面格柵按柵條間隙：粗（40-100mm)、中(10-40mm)、細(xì)(3-10mm)按清渣方式： 人工清渣：水量不大，截留污染物少；傾角 4560 機(jī)械清渣：水量較大，截留大量污染物；傾角 6070（一）格柵共八十七頁2022/7/197人工(rngng)清渣格柵帶溢流(y li)旁通道的人工清渣格柵共八十七頁2022/7/198機(jī)械(jxi)清除格柵履帶式、鋼絲繩牽引式和圓周(yunzhu)回轉(zhuǎn)式（扇形柵）等。共八十七頁2022/7/199（二）篩網(wǎng)當(dāng)需要去除水中纖維、紙漿、藻類等稍小的雜物時，可選用不同

4、孔徑的篩網(wǎng)。孔徑小于10mm的篩網(wǎng)主要用于工業(yè)廢水的預(yù)處理，它可將尺寸大于3mm的漂浮物截留在網(wǎng)上?？讖叫∮?.1mm的細(xì)篩網(wǎng)則用于處理后出水的最終處理或作為重復(fù)利用水的處理。篩網(wǎng)裝置有轉(zhuǎn)鼓式、旋轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)盤式和振動篩等。在大型地面水處理廠的取水口處常裝有旋轉(zhuǎn)式篩網(wǎng)，它是由繞在上、下兩個旋轉(zhuǎn)軸上的連續(xù)金屬絲網(wǎng)組成的。網(wǎng)絲直徑常為2mm，網(wǎng)絲間凈距一般為410mm。旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)由電機(jī)帶動，線速度4mmin?？勺詣舆B續(xù)進(jìn)行(jnxng)高壓水清洗。 共八十七頁2022/7/1910振動(zhndng)篩網(wǎng)共八十七頁2022/7/1911共八十七頁2022/7/1912共八十七頁2022/7/1913共八

5、十七頁2022/7/1914（三） 微濾機(jī)微濾機(jī)是一種轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)過濾裝置。被處理的廢水沿軸向進(jìn)入鼓內(nèi)，以徑向輻射狀經(jīng)篩網(wǎng)流出，水中雜質(zhì)（細(xì)小的懸浮物、纖維、紙漿等）即被截留(ji li)于鼓筒上濾網(wǎng)內(nèi)面。當(dāng)截留(ji li)在濾網(wǎng)上的雜質(zhì)被轉(zhuǎn)鼓帶到上部時，被壓力沖洗水反沖到排渣槽內(nèi)流出。運(yùn)行時，轉(zhuǎn)鼓2/5的直徑部分露出水面，轉(zhuǎn)數(shù)為1-4r/min，濾網(wǎng)過濾速度可采用30-120m/h，沖洗水壓力0.5-1.5kg/cm2，沖洗水量為生產(chǎn)水量的0.5-1.0%，用于水庫水處理時，除藻效率達(dá)40-70%，除浮游生物效率達(dá)97-100%。微濾機(jī)占地面積小，生產(chǎn)能力大（250-36000m3/d），操

6、作管理方便，已成功地應(yīng)用于給水及廢水處理。 共八十七頁2022/7/1915微濾機(jī)結(jié)構(gòu)(jigu)示意圖轉(zhuǎn)鼓(zhun )池水槽出水集渣斗排渣沖洗設(shè)備共八十七頁2022/7/1916（四） 顆粒(kl)介質(zhì)過濾 顆粒介質(zhì)過濾器是利用一種或幾種過濾介質(zhì)，在一定的壓力下把濁度較高的水通過一定厚度的粒狀或非粒材料(cilio)，從而有效的除去懸浮雜質(zhì)使水澄清的過程，常用的濾料有石英砂，無煙煤，錳砂等，主要用于水處理除濁，軟化水，純水的前級預(yù)處理等，出水濁度可達(dá)3度以下。 顆粒介質(zhì)過濾器廣泛用于水處理的工藝中，顆粒介質(zhì)過濾器主要由以下部分構(gòu)成：配套管線和閥門。其中過濾器體又包括: 筒體;反洗氣管;布水

7、組件;支撐組件;濾料;排氣閥(外置)等。共八十七頁2022/7/1917共八十七頁2022/7/1918（五）電滲析(electrodialysis, ED)1、原理和工作過程用特制(tzh)的半透膜 將濃度不同的溶液隔開，溶質(zhì)即從濃度高的一側(cè)透過膜而擴(kuò)散到濃度低的一側(cè)，這種現(xiàn)象稱為滲析作用，也稱擴(kuò)散滲析、濃差滲析。電滲析的原理是在直流電場的作用下，依靠對水中離子有選擇透過性的離子交換膜，使離子從一種溶液透過離子交換膜進(jìn)入另一種溶液，以達(dá)到分離、提純、濃縮、回收的目的。共八十七頁2022/7/1919電滲析過程(guchng)示意圖 濃水陽膜,只允許(ynx)陽離子通過陰膜,只允許陰離子通過電

8、極淡水出水時陽離子陰離子進(jìn)水時進(jìn)水濃水室淡水室共八十七頁2022/7/1920電滲析器的組裝(z zhun)示意圖共八十七頁2022/7/1921共八十七頁2022/7/1922（六）反滲透(reverse osmosis, RO)開始(kish)時兩邊液面相同由于濃度差存在，半透膜又不允許溶質(zhì)通過，所以(suy)水透過膜，使?jié)馑贿呉好嫔?，產(chǎn)生滲透壓在濃水邊加壓，當(dāng)壓力超過滲透壓時，則水透過半透膜，即反滲透，實現(xiàn)凈化過程。半透膜共八十七頁2022/7/1923反滲透膜的分類(fn li)按成膜材料可分為有機(jī)高分子膜和無機(jī)高聚物膜；按膜的形狀可分為平板式、管式、螺旋式、空心纖維式膜；按膜結(jié)構(gòu)

9、可分為多孔性和致密性膜，或?qū)ΨQ性(均勻性)和不對稱性(各向異性)結(jié)構(gòu)膜；按應(yīng)用對象可分為海水淡化用的海水膜、咸水(xin shu)淡化用的咸水膜及用于廢水處理、分離提純等的膜。共八十七頁2022/7/1924共八十七頁2022/7/1925共八十七頁2022/7/1926（七）超過濾（ultrafiltration,UF） 超過濾簡稱超濾，它同反滲透一樣，都是利用膜來分離廢水中溶解的物質(zhì)。一種以壓力差為推動力，按粒徑選擇分離溶液中所含的微粒和大分子的膜分離操作(cozu)。超過濾將液體混合物分成濾液和濃縮液兩部分。共八十七頁2022/7/1927超濾的機(jī)理是指由膜表面機(jī)械篩分、膜孔阻滯和膜表面

10、及膜孔吸附的綜合效應(yīng)，以篩濾為主。以壓力差為推動力的膜過濾可區(qū)分為超濾膜(UF)過濾、微孔膜(MF)過濾和反滲透膜(RO)過濾三類。它們的區(qū)分是根據(jù)(gnj)膜層所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的額定孔徑范圍作為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)時，則微孔膜的額定孔徑范圍為0.0210m;超濾膜為0.0010.02m;反滲透膜為0.00010.001m。共八十七頁2022/7/1928兩種方法的共同點在于：兩種過程的動力同是溶液的壓力，在溶液的壓力下，溶劑的分子通過薄膜，而溶解的物質(zhì)被阻滯在膜表面上。兩者區(qū)別在于：（1）膜不同：超過濾所用的膜(超濾膜)較疏松，透水量大，除鹽率低，一般用超過濾分離高分子和低分子有

11、機(jī)物以及(yj)無機(jī)離子等，能夠分離的溶質(zhì)分子至少要比溶劑的分子大10倍，在這種系統(tǒng)中滲透壓已經(jīng)不起作用了。 反滲透所用的膜 (反滲透膜)致密，透水量低，除鹽率高，具有選擇透過能力，用以分離分子大小大致相同的溶劑和溶質(zhì)。共八十七頁2022/7/1929（2）機(jī)理不同(b tn)：超過濾的去除機(jī)理主要是篩濾作用。在反滲透膜上分離過程伴隨有半透膜、溶解物質(zhì)和溶劑之間復(fù)雜的物理化學(xué)作用。（3）工作壓力不同：超過濾的工作壓力低(0.070.7MPa)。反滲透所需的工作壓力高(2.8MPa)。 超濾裝置與反滲透裝置類似，超濾膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜等形式，目前我國試驗研究及生產(chǎn)中普遍

12、用管式裝置。 工業(yè)使用的超濾膜一般為非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等。共八十七頁2022/7/1930四、中和法 對于含酸、堿濃度在4%以下時，如不能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的回收、利用(lyng)，則應(yīng)經(jīng)過中和，將廢水的pH調(diào)整到呈中性狀態(tài)，才能排放；對于含酸、堿濃度高的廢水，必須考慮回收及綜合利用。共八十七頁2022/7/1931（一）中和酸性或堿性廢水的方法 1、酸性廢水的處理方法 通過石灰石濾床 與石灰乳混合 投加燒堿或純堿(chn jin)溶液 與堿性廢水混合 向廢水中投

13、加堿性廢渣，如電石渣、碳酸鈣、堿渣等共八十七頁2022/7/1932 向堿性廢水中鼓入煙道氣 向堿性廢水中壓入二氧化碳(r yng hu tn) 向堿性廢水中投入酸或酸性廢水等2、堿性(jin xn)廢水處理方法共八十七頁2022/7/1933 （1）酸性廢水與堿性廢水混合 設(shè)置中和池，停留時間15min左右，調(diào)節(jié)(tioji)pH58。 （2）過濾中和 利用石灰石、大理石、白云石等作濾料，使酸性廢水通過濾料得到中和。 普通中和濾池、升流式膨脹中和濾池（二）酸性廢水中和處理的方式(fngsh)和設(shè)備共八十七頁2022/7/1934（3）投藥中和 將堿性藥劑如石灰、石灰石、電石渣、蘇打等，投入到

14、酸性廢水中，經(jīng)過充分中和反應(yīng)，使廢水成為中性。 干投法 利用(lyng)電磁振蕩原理的石灰振蕩設(shè)備、中和池 濕投法 加藥箱、中和池共八十七頁2022/7/1935（三）堿性廢水中和處理的方式和設(shè)備 1、利用廢酸性物質(zhì)中和法 將廢酸性物質(zhì)如酸性廢水、煙道氣等，投入到堿性廢水中，經(jīng)過(jnggu)充分中和反應(yīng)，使廢水成為中性。 中和池、吸收塔。 2、藥劑中和法 常用藥劑有硫酸、鹽酸、壓縮二氧化碳等。 加藥箱、中和池、吸收塔。共八十七頁2022/7/1936五、氧化(ynghu)還原法 通過化學(xué)藥劑與廢水中的污染物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，從而將廢水中的有毒有害污染物轉(zhuǎn)化為無毒或者低毒物質(zhì)(wzh)的方法稱

15、為氧化還原法。 根據(jù)有毒有害物質(zhì)在氧化還原反應(yīng)中被氧化或還原的不同，廢水中的氧化還原法又可分為藥劑氧化法和藥劑還原法兩大類。共八十七頁2022/7/1937常用的氧化劑有：空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、漂白粉、次氮酸鈉、三氯化鐵等。常用的還原劑有：硫酸亞鐵(li sun y ti)、氯化亞鐵、鐵屑、鋅粉、二氧化硫等。共八十七頁2022/7/1938共八十七頁2022/7/1939共八十七頁2022/7/19401、空氣氧化法 空氣氧化法是利用空氣中的氧氣氧化廢水中有機(jī)物和還原性物質(zhì)的一種處理方法。 由于空氣的氧化性較弱，空氣氧化法主要用于含還原性較強(qiáng)物質(zhì)的廢水處理。 目前，在石油化工行業(yè)(hn

16、gy)的廢水處理中，常采用空氣氧化法處理低含硫（硫化物800 1000 mg/L）廢水。共八十七頁2022/7/19412、氯氧化法 在氯氧化法中，使用的氯系氧化劑包括(boku)氯氣、氯的含氧酸及其鈉鹽、鈣鹽和二氧化氯。 除了用于消毒外，氯氧化法還可用于氧化廢水中的某些有機(jī)物和還原性物質(zhì)，如氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油類，以及用于廢水的脫色、除臭等。 例如氧化氰化物。在pH值大于8.5的堿性條件下用氯氣進(jìn)行氧化，可將氰化物氧化成無毒物質(zhì)。共八十七頁2022/7/19423、臭氧氧化法 用臭氧作氧化劑對廢水進(jìn)行凈化和消毒處理的方法。 臭氧的氧化性在天然元素中僅次于氟，可分解一般氧化劑難于破壞

17、的有機(jī)物，并且不產(chǎn)生二次污染。因此廣泛(gungfn)地用于消毒、除臭、脫色以及除酚、氰、鐵、錳等。 臭氧氧化處理系統(tǒng)中的主要設(shè)備是臭氧發(fā)生器和臭氧接觸反應(yīng)器。 用途：水的消毒； 去除水中酚、氰等污染物質(zhì)； 水的脫色； 除去水中鐵、錳等金屬離子； 除異味和臭味。共八十七頁2022/7/19434、Fenton氧化法 H2O2在Fe2+的催化作用下分解產(chǎn)生OH,其氧化電位達(dá)到2.8V，它通過電子轉(zhuǎn)移等途徑將有機(jī)物氧化分解成小分子。同時(tngsh)，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+產(chǎn)生混凝沉淀,去除大量有機(jī)物。 Fenton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用。 影響因素：pH值；試劑配比；反應(yīng)溫度；投

18、加方式；動力學(xué)因素。共八十七頁Fenton氧化(ynghu)法的適用對象芳烴類、雜環(huán)類、鹵代物、苯磺酸、硝基苯、偶氮苯、酚等對各種物質(zhì)的氧化脫色、脫碳。TOC去除率約為色度去除率的0.44倍。Fenton氧化法對有機(jī)物去除效果有顯著(xinzh)差異，分子結(jié)構(gòu)對稱性強(qiáng)、水溶性較差的物質(zhì)如偶氮苯、蒽醌等降解效果相對較差，而苯酚、苯胺等水溶性較好的物質(zhì)降解效果相對較好，表明水溶性是影響其降解效率的重要因素。2022/7/1944共八十七頁2022/7/1945共八十七頁2022/7/1946 類Fenton法就是利用Fenton法的基本原理，將UV、03和光電效應(yīng)等引入反應(yīng)體系， 因此，從廣義上講

19、，可以把除Fenton法外，通過H202產(chǎn)生羥基自由基處理有機(jī)物的其他所有技術(shù)(jsh)都稱為類Fenton法。 作為對Fenton氧化法的改進(jìn)，類Fenton法的發(fā)展?jié)摿Ω蟆?Fenton氧化法在化工廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。共八十七頁5、鐵炭微電解(dinji)將鐵屑和碳顆粒浸沒在酸性廢水中時，由于鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會形成無數(shù)個微原電池。這些細(xì)微電池是以電位低的鐵成為陽極，電位高的碳做陰極，在含有(hn yu)酸性電解質(zhì)的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。陽極(Fe):Fe-2eFe2+ E0=-0.44V陰極(C):2H+2eH2 E0=0.00V 充O2時，O2+4H+4e2H2O

20、E0=1.23V2022/7/1947共八十七頁鐵炭微電解(dinji)的作用鐵的還原作用（新生態(tài)(shngti)氫的還原作用）電化學(xué)富集物理吸附鐵離子的混凝沉淀作用鐵離子能參與電子傳遞，對生化反應(yīng)有促進(jìn)作用，提高廢水的可生化性。2022/7/1948共八十七頁鐵床經(jīng)過一段時間的運(yùn)行后，填料表面會形成鈍化膜，廢水中的懸浮顆粒也會部分沉積在填料表面上，這樣就阻隔了填料與廢水的有效接觸，導(dǎo)致鐵床處理效果(xiogu)降低。解決辦法：一般運(yùn)行20d左右，浸洗活化2-3h；曝氣攪拌。2022/7/1949鐵炭微電解的主要(zhyo)缺點（1）共八十七頁運(yùn)行一段時間后，鐵床填料板結(jié)，出現(xiàn)溝流等現(xiàn)象，致使

21、處理效果降低，還會使填料更換(gnhun)的難度大大增加。解決辦法：在鐵床填料中加入適當(dāng)?shù)妮o料；采用流化床裝置；曝氣攪拌。2022/7/1950鐵炭微電解的主要(zhyo)缺點（2）共八十七頁鐵炭微電解處理后的廢水會顏色逐漸加深、變渾的“返色”現(xiàn)象，主要原因是Fe2+被氧化成了Fe3+。解決辦法：在中和時調(diào)節(jié)pH值至9以上(yshng)，使Fe2+完全沉淀；加入適當(dāng)?shù)难趸瘎?如O2、H2O2和O3等)，使Fe2+迅速被氧化成Fe3+后，以Fe(0H)3膠體形式析出。2022/7/1951鐵炭微電解的主要(zhyo)缺點（3）共八十七頁鐵碳法通常是在酸性條件下進(jìn)行的，但酸性條件下，溶出的鐵屑量大

22、，加堿中和時產(chǎn)生的沉淀物非常多，增加(zngji)了脫水工序的負(fù)擔(dān)，而且更重要的是廢渣的處置費(fèi)用太高。解決辦法：將廢渣送至煉鐵廠處置；摻合制作建筑材料。2022/7/1952鐵炭微電解(dinji)的主要缺點（4）共八十七頁什么廢水可以用鐵炭微電解預(yù)處理選用何種鐵炭填料的成型方式Fe/C比： Fe/C（體積比）=11.5是否(sh fu)曝氣，如曝氣，選用何種曝氣強(qiáng)度進(jìn)水的pH值選用何值停留時間選多少：染料廢水停留時間為30min；硝基苯廢水停留時間為4060min；制罐廢水停留時間為710h；制藥生產(chǎn)廢水停留時間為4h；含油廢水停留時間為3040min。2022/7/1953鐵炭微電解(di

23、nji)的設(shè)計難點共八十七頁2022/7/19546、電化學(xué)法電解質(zhì)溶液在直流電流的作用下，兩電極上分別產(chǎn)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程(guchng)，叫做電解。在電解過程中，陰極放出電子，電解質(zhì)溶液中的某些陽離子得到電子而被還原，因此陰極起到還原劑的作用；陽極得到電子，使電解質(zhì)中的某些陰離子因失去電子而被氧化，陽極起到氧化劑的作用。共八十七頁2022/7/1955電解法處理廢水的實質(zhì)，就是直接或間接地利用電解作用，把水中污染物去除，或把有毒物質(zhì)變成無毒、低毒物質(zhì)。含鉻廢水、含銀廢水、含氰廢水及含酚廢水等均可用電解法處理按照污染物的凈化機(jī)理可分為電化學(xué)氧化法、電化學(xué)還原法、電解凝聚(nngj)法

24、和電氣浮法。共八十七頁2022/7/1956電化學(xué)氧化(ynghu)法電解槽的陽極可以通過(tnggu)氧化還原反應(yīng)過程使污染物氧化破壞，也可通過(tnggu)某些陽極反應(yīng)產(chǎn)物(Cl2、ClO-、O2、H2O2等)間接破壞污染物。電化學(xué)氧化法主要用于去除水中氰、酚及各種有機(jī)物。共八十七頁2022/7/1957電解(dinji)法處理含氰廢水一般采用電解(dinji)石墨板做陽極，普通鋼板做陰極，并用壓縮空氣攪拌。電解(dinji)時，CN-可在陽極直接被氧化共八十七頁2022/7/1958電化學(xué)還原法電解槽的陰極相當(dāng)于還原劑，可使廢水中的重金屬還原并沉積于陰極，從而得以回收(hushu)利用，

25、同時廢水得到處理。電解除鉻是一種間接電化學(xué)還原法。含六價鉻的廢水以鐵為陽極和陰極電解時，陽極不斷產(chǎn)生亞鐵離子，在酸性條件下，將六價鉻還原為三價鉻：共八十七頁2022/7/1959電解(dinji)氣浮和電解(dinji)凝聚法電解氣浮法是用不溶性陽極和陰極直接電解廢水，靠產(chǎn)生的氫和氧的微小(wixio)氣泡將已絮凝的懸浮物帶至水面，達(dá)到分離的目的。電解法產(chǎn)生的氣泡尺寸遠(yuǎn)小于溶氣法和散氣法產(chǎn)生的氣泡尺寸，不產(chǎn)生紊流。電解法對有機(jī)廢水除降低BOD外，還有氧化、脫色和殺菌作用，其流程對廢水負(fù)荷變化的適應(yīng)性強(qiáng)，而且生成污泥量少，占地少而不產(chǎn)生噪音。共八十七頁2022/7/1960電解時，由于鐵或鋁制金

26、屬陽極溶解，產(chǎn)生Fe3+、Al3+等離子，經(jīng)水解、聚合反應(yīng)能形成一系列聚集體，對廢水中的污染物起凝聚和吸附作用，形成絮狀顆粒一起沉降而分離，這種方法稱為電解凝聚法。電解凝聚法用于廢水脫色、除油以及含重金屬離子的廢水和造紙紙漿廢水處理，能取得較好效果。與化學(xué)(huxu)凝聚相比，它具有適用范圍廣、反應(yīng)迅速、形成的沉渣密實易沉淀等優(yōu)點。共八十七頁2022/7/1961六、相轉(zhuǎn)移(zhuny)法1、吸附法活性炭吸附、樹脂吸附、離子交換(l z jio hun)法2、萃取法溶劑萃取、膜萃取、固液萃取3、相變法蒸餾、精餾、氣提、吹脫法、冷凝、冷凍法、結(jié)晶法共八十七頁2022/7/19621、 吸附(xf

27、)法在相界面上，物質(zhì)自動發(fā)生累積或濃集的現(xiàn)象(xinxing)稱為吸附。吸附法是指利用多孔性固體物質(zhì)吸附廢水中某種或幾種污染物，以回收或去除某些污染物，使廢水得到凈化的方法。具有吸附能力的多孔性固體物質(zhì)稱為吸附劑。而廢水中被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。根據(jù)吸附劑與吸附質(zhì)之間作用力的不同，可分為物理吸附(physical adsorption)、化學(xué)吸附(chemical adsorption)二種類型。共八十七頁2022/7/1963（1）物理(wl)吸附的特點吸附劑和吸附質(zhì)之間通過分子(fnz)間力作用所發(fā)生的吸附為物理吸附。沒有選擇性。吸附質(zhì)并不固定在吸附劑表面的特定位置上，而能在界面范圍內(nèi)自由

28、移動，甚至離開吸附劑表面。物理吸附主要發(fā)生在低溫狀態(tài)下，放熱較小?？梢允菃畏肿訉踊蚨喾肿訉游?。解吸容易。影響物理吸附的主要因素是吸附劑表面積和細(xì)孔的構(gòu)造和分布。共八十七頁2022/7/1964（2）化學(xué)吸附(xf)的特點吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生由化學(xué)鍵力引起的吸附稱為化學(xué)(huxu)吸附。有選擇性，即一種吸附劑只對某種或特定幾種物質(zhì)有吸附作用。一般為單分子層吸附，分子不能在表面自由移動。吸附時放熱量較大；通常需要一定的活化能。在低溫時，吸附速度較小。吸附牢固，解吸困難。共八十七頁2022/7/1965（3）離子交換(l z jio hun)吸附的特點指吸附質(zhì)的離子由于靜電引力作用聚集在吸附劑表

29、面的帶電點上，并置換出原先固定(gdng)在這些帶電點上的其他離子。離子交換吸附是一種特殊的吸附，相當(dāng)于復(fù)分解反應(yīng)。吸附力為靜電引力有一定的選擇性吸附熱即反應(yīng)熱，可吸熱、可放熱共八十七頁2022/7/1966當(dāng)廢水和吸附劑充分(chngfn)接觸后，一方面吸附質(zhì)被吸附劑吸附，另一方面一部分巳被吸附的吸附質(zhì)由于熱運(yùn)動的結(jié)果，能夠脫離吸附劑的表面，又回到液相中去。前者稱為吸附過程，后者稱為解吸過程。當(dāng)吸附速度和解吸速度相等時，即單位時間內(nèi)吸附的數(shù)量等于解吸數(shù)量時，則吸附質(zhì)在液相中和吸附劑表面上的濃度都不再改變，此時稱為達(dá)到吸附平衡。共八十七頁2022/7/1967達(dá)到吸附平衡時吸附質(zhì)在液相中的濃度

30、稱為平衡濃度。吸附容量是指單位質(zhì)量的吸附劑所吸附的吸附質(zhì)的質(zhì)量，一般用q表示，單位mg/g 或g/g。吸附速度是指單位質(zhì)量的吸附劑在單位時間內(nèi)所吸附的吸附質(zhì)的數(shù)量。按吸附操作過程中廢水(fishu)的流動狀態(tài)，可把吸附操作分為靜態(tài)吸附和動態(tài)吸附。共八十七頁2022/7/1968靜態(tài)吸附操作是廢水在不流動條件下進(jìn)行吸附操作。動態(tài)吸附操作是廢水在流動條件下進(jìn)行的吸附操作。動態(tài)吸附操作是連續(xù)的過程。一般是廢水連續(xù)通過一定厚度的活性炭床層，使廢水中的污染物吸附在活性炭中。從處理(chl)設(shè)備的類型上，可以分成固定床方式、移動床方式和流化床方式。共八十七頁2022/7/1969 影響(yngxing)吸

31、附的因素（1）吸附劑性質(zhì)的影響 1）比表面積單位重量吸附劑的表面積稱為比表面積。吸附劑的粒徑越小，或是微孔越發(fā)達(dá)，其比表面積越大。吸附劑的比表面積越大，則吸附能力(nngl)越強(qiáng)。 2）孔結(jié)構(gòu)吸附劑內(nèi)孔的大小和分布對吸附性能影響很大。孔徑太大，比表面積小，吸附能力差?？讖教?，則不利于吸附質(zhì)擴(kuò)散，并對直徑較大的分子起屏蔽作用。共八十七頁2022/7/1970（2）吸附質(zhì)的性質(zhì)對于一定的吸附劑，由于吸附質(zhì)性質(zhì)的差異，吸附效果也不一樣。通常有機(jī)物在水中的溶解度隨著鏈長的增長而減小，而活性炭的吸附容量卻隨著有機(jī)物在水中溶解度的減少而增加，也即吸附量隨有機(jī)物分子量的增大而增加。如活性炭對有機(jī)酸的吸附量

32、按甲酸乙酸(y sun)丙酸丁酸的次序而增加。共八十七頁2022/7/1971（3）操作條件溫度：吸附是放熱過程，低溫有利于吸附，升溫有利于脫附。pH:溶液的pH值影響到溶質(zhì)的存在狀態(tài)（分子、離子、絡(luò)合物），也影響到吸附劑表面的電荷特性和化學(xué)特性，進(jìn)而影響到吸附效果。接觸時間：應(yīng)保證吸附劑與吸附質(zhì)有足夠(zgu)的接觸時間。吸附劑的脫附再生，溶液的組成和濃度及其它因素也影響吸附效果。共八十七頁2022/7/1972吸附劑（1）活性炭活性炭是一種非極性吸附劑，是由含炭為主的物質(zhì)為原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。有粒狀和粉狀兩種，目前工業(yè)上大量采用的是粒狀活性炭。活性炭主要成分除碳外，還

33、含有少量的氧、氫、硫等元素，以及水分、灰分。具有良好的吸附性能和穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)，可以耐強(qiáng)酸(qin sun)、強(qiáng)堿，能經(jīng)受水浸、高溫、高壓作用，不易破碎。共八十七頁2022/7/1973（2）樹脂(shzh)吸附劑樹脂吸附劑也叫做吸附樹脂，是一種新型(xnxng)有機(jī)吸附劑。吸附樹脂的制備方法與大孔離子交換樹脂的母體相似。 具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，呈多孔海綿狀，加熱不熔化，可在150下使用，不溶于一般溶劑及酸、堿，比表面積可達(dá)800m2/g。按照基本結(jié)構(gòu)分類，吸附樹脂大體可分為非極性、中性、極性和強(qiáng)極性四種類型。共八十七頁2022/7/1974樹脂吸附劑的特點：結(jié)構(gòu)容易人為控制；適應(yīng)性大、應(yīng)用范圍廣；

34、吸附選擇性特殊、穩(wěn)定性高。再生簡單，多數(shù)為溶劑再生。在應(yīng)用上它介于活性炭等吸附劑與離子交換樹脂之間，而兼具它們的優(yōu)點，既具有(jyu)類似于活性炭的吸附能力，又比離子交換劑更易再生。共八十七頁2022/7/1975（3）腐植酸類吸附劑 腐植酸是一組芳香結(jié)構(gòu)的、性質(zhì)與酸性(sun xn)物質(zhì)相似的復(fù)雜混合物。據(jù)測定，腐植酸含的活性基團(tuán)有酚羥基、羧基、醇羥基、甲氧基、羰基、醌基、胺基、磺酸基等。這些活性基團(tuán)決定了腐植酸的陽離子吸附性能。用作吸附劑的腐植酸類物質(zhì)有兩大類：一類是天然的富含腐植酸的風(fēng)化煤、泥煤、褐煤等，它們可直接或者經(jīng)簡單處理后作吸附劑用；另一類是把富含腐植酸的物質(zhì)用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┲苽涑?/p>

35、腐植酸系樹脂，造粒成型后使用。腐植酸類物質(zhì)在吸附重金屬離子后，容易解吸再生，重復(fù)使用。共八十七頁2022/7/1976吸附劑的解吸(jix)再生解吸再生就是在保持吸附劑結(jié)構(gòu)不發(fā)生或者稍微發(fā)生變化的情況下將吸附質(zhì)由吸附劑的表面去除，以恢復(fù)其吸附性能的過程。解吸再生是吸附的逆過程。吸附劑的解吸再生方法有：加熱再生法、化學(xué)氧化再生法、藥劑(yoj)再生法、生物再生法等。共八十七頁2022/7/19772、萃取(cuq)法 利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種(y zhn)溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種(y zhn)溶劑中。經(jīng)過反復(fù)多次萃取，將絕大部分的化合物提取出來

36、。 共八十七頁2022/7/1978 液-液萃取:用選定的溶劑(rngj)分離液體混合物中某種組分，溶劑(rngj)必須與被萃取的混合物液體不相溶，具有選擇性的溶解能力，而且必須有好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，并有小的毒性和腐蝕性。如用苯分離煤焦油中的酚；用有機(jī)溶劑(rngj)分離石油餾分中的烯烴； 用CCl4萃取水中的Br2。共八十七頁2022/7/1979 固-液萃?。河萌軇┓蛛x固體混合物中的組分，如用水浸取甜菜中的糖類(tn li)；用酒精浸取黃豆中的豆油以提高油產(chǎn)量；用水從中藥中浸取有效成分以制取流浸膏叫“滲瀝”或“浸瀝”。 共八十七頁2022/7/1980 分配定律是萃取方法理論的主要依據(jù)(yj)，物質(zhì)對不同的溶劑有著不同的溶解度。同時，在兩種互不相溶的溶劑中，加入某種可溶性的