深度處理技術(shù)-吸附技術(shù)課件

1、深度處理技術(shù)深度處理技術(shù)吸附技術(shù)何為吸附？ 吸附是一種物質(zhì)在另一種物質(zhì)表面上進(jìn)行自動(dòng)累積或濃集的現(xiàn)象。吸附技術(shù)何為吸附？ 吸附是一種物質(zhì)在另一種物質(zhì)表面上進(jìn)行吸附分離操作：通過(guò)多孔固體物料與某一混合組分體系接觸，有選擇地使體系中的一種或多種組分附著于固體表面，從而實(shí)現(xiàn)特定組分分離的操作過(guò)程。被吸附到固體表面的組分稱(chēng)為吸附質(zhì)，吸附吸附質(zhì)的多孔固體稱(chēng)為吸附劑。吸附質(zhì)附著到吸附劑表面的過(guò)程稱(chēng)為吸附，而吸附質(zhì)從吸附劑表面逃逸到另一相中的過(guò)程成為解吸。一、吸附法的基本理論1、定義吸附分離操作：通過(guò)多孔固體物料與某一混合組分體系接觸，有選擇2、吸附平衡平 衡 當(dāng)吸附速度和解吸速度相等時(shí)，吸附質(zhì)在溶液中和吸

2、附劑表面上的濃度都不再改變而達(dá)到平衡，即達(dá)到動(dòng)態(tài)的吸附平衡。 此時(shí)吸附質(zhì)在溶液中的濃度稱(chēng)為平衡濃度。2、吸附平衡平 衡 當(dāng)吸附速度和解吸速度相等時(shí)，吸附質(zhì)在3、吸附分離操作的分類(lèi)離子交換吸附3、吸附分離操作的分類(lèi)離子交換吸附深度處理技術(shù)吸附技術(shù)深度處理技術(shù)吸附技術(shù)4、吸附劑（1）對(duì)吸附劑的要求a.吸附容量大b.選擇性強(qiáng)。c.穩(wěn)定性好。d.適當(dāng)?shù)奈锢硖匦浴.價(jià)廉易得。4、吸附劑（1）對(duì)吸附劑的要求a.吸附容量大b.選擇性強(qiáng)?；钚蕴浚?）常見(jiàn)吸附劑由煤或木質(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?；钚蕴烤哂写蟊缺砻娣e的特征，具有非極性表面，屬疏水和親有機(jī)物的吸

3、附劑。吸附容最大，熱穩(wěn)定性高，化學(xué)穩(wěn)定性好，解吸容易?；钚蕴浚?）常見(jiàn)吸附劑由煤或木質(zhì)原料加工得到的產(chǎn)品，通常一切深度處理技術(shù)吸附技術(shù)吸附劑的“極性” 與“非極性”在化學(xué)中，極性指一根共價(jià)鍵或一個(gè)共價(jià)分子中電荷分布的不均勻性。如果電荷分布得不均勻，則稱(chēng)該鍵或分子為極性；如果均勻，則稱(chēng)為非極性。物質(zhì)的一些物理性質(zhì)（如溶解性、熔沸點(diǎn)等）與分子的極性相關(guān)。分子的極性對(duì)物質(zhì)溶解性有很大影響。極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑，非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑，也即“相似相溶”。吸附劑的“極性” 與“非極性”在化學(xué)中，極性指一根共價(jià)鍵或一深度處理技術(shù)吸附技術(shù)活性炭纖維活性炭纖維是將活性炭編織成各種織物的一種吸附劑形式?；?/p>

4、性炭+纖維以纖維為原料制活性炭活性炭纖維活性炭+纖維以纖維為原料制活性炭活性炭纖維活性炭纖維炭分子篩“分子篩”（Molecular sieve）的概念。表示可以在分子水平上篩分物質(zhì)的多孔材料。炭分子篩由微晶炭構(gòu)成，具有表面疏水的特性，耐酸堿性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性較好，但不耐燃燒。許多組分在炭分子篩上的平衡吸附常數(shù)接近，但在常溫下的擴(kuò)散系數(shù)差別較大，炭分子篩可以利用不同組分?jǐn)U散系數(shù)的差別完成分離。炭分子篩炭分子篩炭分子篩活性氧化鋁由含水氧化鋁加熱脫水制成的一種極性吸附劑。含有無(wú)定形凝膠和氫氧化物晶體形成的剛性骨架結(jié)構(gòu)?；钚匝趸X無(wú)毒、堅(jiān)硬，對(duì)多數(shù)氣體和蒸汽穩(wěn)定，在水或液體中浸泡不會(huì)軟化、膨脹或破

5、碎，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度?；钚匝趸X由含水氧化鋁加熱脫水制成的一種極性吸附劑。含有無(wú)定活性氧化鋁活性氧化鋁天然沸石沸石是一種礦石，最早發(fā)現(xiàn)于1756年。瑞典的礦物學(xué)家克朗斯提（Axel Fredrik Cronstedt）在冰島發(fā)現(xiàn)有一類(lèi)天然硅鋁酸鹽礦石在灼燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，因此命名為“沸石”（瑞典文zeolit）。此后，人們對(duì)沸石的研究不斷深入。天然沸石是一類(lèi)分布很廣的硅酸鹽類(lèi)礦物。由通過(guò)共用氧連結(jié)在一起的硅氧四面體和鋁氧四面體三維格架組成。天然沸石天然沸石特點(diǎn)：種類(lèi)多分布廣儲(chǔ)量大價(jià)格低廉雜質(zhì)多純度低天然沸石特點(diǎn)：沸石分子篩人造沸石，也叫合成沸石。是人工合成的無(wú)機(jī)離子交換劑，可用于水的軟化、

6、海水脫鹽和純水制造等。沸石用作分子篩，可以吸取或過(guò)濾其他物質(zhì)的分子。雖然沸石只是分子篩的一種，但是沸石在其中最具代表性，因此“沸石”和“分子篩”這兩個(gè)詞經(jīng)常被混用。沸石分子篩的極性隨著硅鋁比的增加而逐漸減弱。低硅鋁比的沸石能對(duì)氣體或液體進(jìn)行脫水和深度干燥，而且在較高的溫度和相對(duì)濕度下仍具有較強(qiáng)的吸附能力。沸石分子篩沸石分子篩沸石分子篩網(wǎng)紅凈水器網(wǎng)紅凈水器謝 謝謝 謝飲用水凈化技術(shù)環(huán)境工程系 曹喆 曾婧瀅飲用水凈化技術(shù)環(huán)境工程系 曹喆 曾婧瀅第一節(jié) 吸附技術(shù)第一節(jié) 吸附技術(shù)二、活性炭吸附技術(shù)1、活性炭的基本性質(zhì)活性炭化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可耐強(qiáng)酸及強(qiáng)堿，能經(jīng)受水浸、高溫，且其密度比水小，是一種多孔的疏水

7、性吸附劑?；钚蕴烤哂邪l(fā)達(dá)的微孔構(gòu)造和巨大的比表面積由孔隙直徑大小分為三類(lèi)：大孔（50nm)，約占總孔容積的10%30%；微孔（2nm)約占總孔容積的60%90%；中孔又稱(chēng)過(guò)渡孔（2nm50nm)，約占總孔容積的5%7%。二、活性炭吸附技術(shù)1、活性炭的基本性質(zhì)2、活性炭的吸附機(jī)理孔隙具有吸附勢(shì)分子運(yùn)動(dòng)理論a.一切物體均由分子或原子組成，分子（原子）間有間隙；b.分子（原子）是處于永不停息漫無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分子間相互碰撞很頻繁；c.分子間有相互作用力，一般表現(xiàn)為引力。碰撞分子的直徑與活性炭孔隙直徑要匹配2、活性炭的吸附機(jī)理孔隙具有吸附勢(shì)分子運(yùn)動(dòng)理論a.一切物3、活性炭吸附的應(yīng)用活性炭吸附技術(shù)一

8、般是用來(lái)去除水中的溶解有機(jī)物，對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量在5003000的有機(jī)物去除效果最好，大部分比較大的有機(jī)物分子、芳香族化合物、鹵代烴等都能夠牢固吸附在活性炭表面上或孔隙中，并且腐殖質(zhì)、合成有機(jī)物也能被活性炭吸附去除。總有機(jī)碳（TOC)、總有機(jī)鹵化物（TOX)和總?cè)u甲烷（TTHM)等3、活性炭吸附的應(yīng)用活性炭吸附技術(shù)一般是用來(lái)去除水中的溶解有4、影響活性炭去除效果的主要因素活性炭的性質(zhì)吸附質(zhì)的性質(zhì) 溶液pH值的影響溫度的影響4、影響活性炭去除效果的主要因素活性炭的性質(zhì)吸附質(zhì)的性質(zhì)三、生物活性炭技術(shù)1、生物活性炭（biological activated carbon，BAC)的概念在活性炭上固定微

9、生物，提高活性炭的吸附容量，延長(zhǎng)活性炭的使用壽命，增強(qiáng)對(duì)水中有機(jī)物的降解能力，這是生物活性炭技術(shù)（Biological ActivatedCarbon, BAC ）。利用活性炭吸附與生物降解的協(xié)同作用來(lái)處理廢水。生物活性炭技術(shù)將活性炭作為載體，通過(guò)富集或人工固定微生物，在適當(dāng)?shù)臏囟燃盃I(yíng)養(yǎng)條件下，微生物在活性炭表面生長(zhǎng)繁殖，形成BAC。它可同時(shí)發(fā)揮活性炭的物理吸附作用和微生物的降解作用。三、生物活性炭技術(shù)1、生物活性炭（biological ac深度處理技術(shù)吸附技術(shù)2、活性炭生物再生的機(jī)理(1)濃度梯度細(xì)菌主要集中于炭顆粒的外表及鄰近大孔中?；钚蕴勘砻媾c炭?jī)?nèi)之間產(chǎn)生逆濃度梯度，有機(jī)物由內(nèi)向活性炭

10、表面擴(kuò)散而被微生物利用(2)胞外酶細(xì)胞分泌的胞外酶和因細(xì)胞解體而釋放出的酶類(lèi)，能直接進(jìn)入到活性炭的過(guò)渡孔和微孔中去，使有機(jī)物從原吸附位上解吸下來(lái)，擴(kuò)散到生物膜表面，并被炭表面上的細(xì)菌所分解，構(gòu)成了吸附和降解的協(xié)同作用。2、活性炭生物再生的機(jī)理生物再生可分解為5個(gè)步驟：a.活性炭吸附有機(jī)物，液相中有機(jī)物含量降低；b.水中細(xì)菌附著在活性炭表面；c.細(xì)菌選擇水中的生物易降解有機(jī)物分解，并不斷繁殖；生物易降解有機(jī)物含量下降，難降解有機(jī)物含量不受細(xì)菌影響；d.伴隨液相中生物易降解有機(jī)物含量下降，吸附的有機(jī)物發(fā)生解吸；解吸的有機(jī)物中的易降解有機(jī)物在液相擴(kuò)散，被細(xì)菌降解；e.解吸后空出活性炭表面的吸附點(diǎn)又可

11、吸附有機(jī)物，使生物難降解有機(jī)物含量繼續(xù)降低生物再生可分解為5個(gè)步驟：a.活性炭吸附有機(jī)物，液相中有機(jī)物1、活性炭纖維(ACF)吸附技術(shù)特點(diǎn)：ACF主要形成了大量的微孔，微孔的分布狹窄而均勻，占總孔體積的90%左右。吸附性能電性能氧化還原性能催化特性四、其他吸附技術(shù)1、活性炭纖維(ACF)吸附技術(shù)吸附性能電性能氧化還原ACF在凈水方面的應(yīng)用ACF對(duì)腐殖酸幾乎不吸附澄清作用去除異臭異味去除高鐵、高錳等無(wú)機(jī)物過(guò)濾細(xì)菌去除對(duì)氰、氯、氟、酚等有機(jī)化合物吸附揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs)去除重金屬污染去除鹵代有機(jī)物分解次氯酸鈉除去霉臭、藻臭、鐵銹及具有放射性的碘、氪、氙等ACF在凈水方面的應(yīng)用ACF對(duì)腐殖酸幾乎不吸附澄清作用去除異沸石分子篩的特點(diǎn)孔徑分布均勻具有很好的離子交換能力對(duì)極性、不飽和及易極化分子具有優(yōu)先的選擇吸附作用。比表面積很大，具有高效的吸附性能。2、沸石分子篩吸附技術(shù)沸石