工業(yè)廢水處理技術(shù)-工業(yè)廢水的物理化學(xué)處理

混凝混凝的原理混凝的影響因素混凝劑類型混凝設(shè)備主要內(nèi)容1.混凝過程混凝過程：同時(shí)存在凝聚和絮凝現(xiàn)象凝聚（coagulation）：屬于化學(xué)反應(yīng)過程帶電荷的水解離子或高價(jià)離子壓縮雙電層或吸附電中和―

電位下降―脫穩(wěn)―凝聚，生長(zhǎng)成約d=10

m的顆粒。特點(diǎn)：劇烈攪拌，瞬間完成，在混合設(shè)備中完成絮凝（flocculation）：屬于物理過程通過高聚合物的吸附架橋。脫穩(wěn)膠粒―生長(zhǎng)成大礬花（d=0.6-1.2mm）的過程。特點(diǎn)：需要一定時(shí)間，攪拌強(qiáng)度從強(qiáng)

弱，在絮凝設(shè)備(反應(yīng)池)中完成混凝過程2.混凝影響因素影響混凝的因素濁度濁度過高或過低都不利于絮凝，濁度不同，所需的絮凝劑用量也不同。低濁水缺少凝聚核心，加入粘土或者可將部分沉渣連續(xù)回流到混合池入口，以促進(jìn)反應(yīng)過程。2.混凝影響因素水溫水溫會(huì)影響無機(jī)鹽類的水解。水溫低，水解反應(yīng)慢；水的粘度增大，布朗運(yùn)動(dòng)減弱，混凝效果下降，水的剪切力增大，絮體破碎。水溫也影響反應(yīng)后的沉降過程。2.混凝影響因素pH值：影響混凝效果的重要因素，對(duì)不同的混凝劑，水的pH值影響不同。硫酸鋁：硫酸鋁作為混凝劑時(shí)，水的最佳pH值為：去除濁度時(shí)pH＝6.5～7.5三氯化鐵：三氯化鐵適用的pH值范圍比硫酸鋁寬，最佳范圍為：去除濁度時(shí)pH＝6.0～8.4高分子混凝劑對(duì)水的pH值變化適應(yīng)性較強(qiáng)，故可不考慮。2.混凝影響因素共存雜質(zhì)有利成分：可促進(jìn)混凝過程。除硫、磷化合物以外的其他各種無機(jī)金屬鹽，均能壓縮膠體粒子的擴(kuò)散層厚度，促進(jìn)膠體凝聚，且濃度越高，促進(jìn)能力越強(qiáng)。不利成分：不利于混凝過程的進(jìn)行。磷酸離子、亞硫酸離子、高級(jí)有機(jī)酸離子影響高分子絮凝作用。氯、螯合物、水溶性高分子物質(zhì)和表面活性物質(zhì)不利于混凝。2.混凝影響因素混凝劑（重要因素）混凝劑種類：混凝劑的選擇主要取決于膠體和細(xì)微懸浮物的性質(zhì)、及濃度。膠體ξ電位高，應(yīng)投加無機(jī)混凝劑使其脫穩(wěn)凝聚；絮體細(xì)小，須投加高分子混凝劑或配合使用助凝劑。混凝劑投加量：投加量與水中微粒種類、性質(zhì)、濃度有關(guān)。廢水的混凝處理，最佳混凝劑和最佳投藥量的選擇應(yīng)通過試驗(yàn)確定?；炷绊懸蛩鼗炷齽ɡm(xù)）混凝劑的投加順序：當(dāng)使用多種混凝劑時(shí)，其最佳投藥順序可通過試驗(yàn)來確定。當(dāng)無機(jī)混凝劑與有機(jī)混凝劑混用時(shí)，先投加無機(jī)混凝劑，再投加有機(jī)混凝劑。當(dāng)處理的膠粒在50um以上時(shí)，常先投加有機(jī)混凝劑吸附架橋，再加無機(jī)混凝劑壓縮擴(kuò)散層使膠體脫穩(wěn)。水力條件水力條件對(duì)混凝劑效果有重要影響。主要的控制指標(biāo)為攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。混合階段，要求混凝劑與廢水迅速均勻混合，為此要求G在500-1000s?1，攪拌時(shí)間t應(yīng)在10-30s。反應(yīng)階段，相應(yīng)G和t值分別應(yīng)在20-70s-1和15-30min。

為確定最佳的工藝條件，一般情況下，可以用燒杯攪拌進(jìn)行混凝的模擬實(shí)驗(yàn)?；炷绊懸蛩?.混凝劑混凝劑：混凝劑的選擇混凝效果好對(duì)人和水生生物無害使用方便價(jià)廉易得混凝劑的分類按化學(xué)成分可分為無機(jī)混凝劑和有機(jī)混凝劑兩大類。3.混凝劑無機(jī)混凝劑：傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑和無機(jī)高分子混凝劑。(1)傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑：鋁鹽：硫酸鋁（Al2(SO4)3?18H2O）明礬（K2SO4?Al2(SO4)3?24H2O)

缺點(diǎn)：由于鋁的比重小，在水溫低的情況下，絮粒較輕而疏松，處理效果較差pH有效范圍較窄，在6.5-7.5之間投加量大3.混凝劑(2)傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑：鐵鹽(三氯化鐵（FeCl3?6H2O）、硫酸亞鐵（FeSO4?7H2O))優(yōu)點(diǎn)：生成的絮粒在水中的沉淀速度較快；處理濁度高、水溫較低的廢水，效果比較顯著。缺點(diǎn)：FeCl3容易吸水潮解，故不易保管；腐蝕性強(qiáng)，對(duì)混凝土也產(chǎn)生腐蝕作用；生成Fe(OH)2它的溶解度很大，殘留水中的Fe2+會(huì)使處理后的水帶色。3.混凝劑(3)無機(jī)高分子混凝劑：聚合氯化鋁(堿式氯化鋁，簡(jiǎn)稱PAC)：通式為[Al2(OH)nCl6-n]m,式中n≤5，m≤10。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)水質(zhì)適應(yīng)性較強(qiáng)，適用pH范圍廣，5-9之間；絮凝體形成快，比重大，沉降性好；投藥量低；堿化度較高，對(duì)設(shè)備的腐蝕性小，處理后的水pH和堿度下降較小。3.混凝劑(4)無機(jī)高分子混凝劑：聚合硫酸鐵(堿式硫酸鐵)(簡(jiǎn)寫PFS)，通式為[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m式中n<2,m>10。優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣：pH4-11；低水溫，混凝效果穩(wěn)定；

用量小，絮凝體沉降性能好；COD去除率和脫色效果好；處理后水中鐵殘留量低，腐蝕性較小。3.混凝劑有機(jī)混凝劑天然高分子混凝劑人工合成高分子混凝劑，水處理中常用陰離子型、陽離子型、非離子型3種高分子混凝劑。

(1)有機(jī)混凝劑：天然高分子混凝劑主要有動(dòng)物膠、淀粉等。特點(diǎn)：電荷密度小，分子量較低，且易發(fā)生降解而失去活性。3.混凝劑(2)有機(jī)混凝劑：人工合成高分子混凝劑陰離子型：主要含-COOM(M為H+或金屬離子)或-SO3H的聚合物，如陰離子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）等。陽離子型：主要是含有-NH3+、-NH2+和-N+R4的聚合物，如陽離子聚丙烯酰胺（APAM）等。非離子型：所含基團(tuán)未發(fā)生反應(yīng)的聚合物。如非離子型聚丙烯酰胺（NPAM）和聚氧化乙烯(PEO)等。3.混凝劑4.助凝劑助凝劑助凝劑定義當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時(shí)，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。助凝劑作用：調(diào)節(jié)或改善混凝的條件改善絮粒結(jié)構(gòu)，增大顆粒粒度及比重。調(diào)整廢水的pH值，使其達(dá)到最佳的混凝條件。4.助凝劑助凝劑分類pH調(diào)整劑：調(diào)節(jié)廢水的pH符合混凝處理工藝要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。絮凝結(jié)構(gòu)改良劑：投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以增大絮體的粒徑、密度。常用骨膠、活化硅酸、海藻酸鈉、粘土、水玻璃、PAM等。氧化劑：有機(jī)物含量高，易起泡沫，絮凝體不易沉降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有機(jī)物，使膠體脫穩(wěn)，還可將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+,以提高混凝效果。4.助凝劑5.混凝設(shè)備混凝劑的配制和投加設(shè)備(1)混凝劑的配制設(shè)備攪拌加速藥劑溶解機(jī)械攪拌壓縮空氣攪拌水泵攪拌5.混凝設(shè)備藥劑溶解完全后，將濃藥液送入溶液池，用清水稀釋到一定的濃度備用。溶液池的容積可按下式計(jì)算式中:W1——溶液池容積，m3；qv——處理地水量，m3/h;A——混凝劑地最大投加量，mg/L;c——溶液濃度，％；n——每天配置次數(shù)，一般為2~6次。溶解池的容積：計(jì)量設(shè)備轉(zhuǎn)子流量計(jì)電磁流量計(jì)(2)混凝劑的計(jì)量設(shè)備苗嘴和孔板計(jì)量設(shè)備投加方式泵前重力投加水射器投加(3)混凝劑的投加設(shè)備泵前重力投加水射器投加(1)水泵混合(2)隔板混合(3)機(jī)械混合混合設(shè)備隔板混合池漿板混合池(1)隔板反應(yīng)池利用水流斷面上流速分布不均所造成的速度梯度，促進(jìn)顆粒相互碰撞進(jìn)行絮凝。為避免結(jié)成的絮凝體被打碎，隔板中的流速應(yīng)逐漸減小。反應(yīng)設(shè)備隔板反應(yīng)池(2)機(jī)械反應(yīng)池機(jī)械攪拌反應(yīng)池6.混凝工藝應(yīng)注意的問題混凝工藝在實(shí)際工作中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：低溫條件下混凝效果較差，主要因?yàn)闊o機(jī)鹽水解吸熱；溫度降低，黏度升高，布朗運(yùn)動(dòng)減弱；膠體顆粒水化作用增強(qiáng)，妨礙凝聚。無機(jī)鹽水解造成pH下降，影響水解產(chǎn)物形態(tài)。根據(jù)水質(zhì)、去除對(duì)象不同，最佳pH范圍也不同。有時(shí)需堿度來調(diào)整pH，堿度不夠時(shí)需要投加石灰。水中雜質(zhì)濃度低，顆粒間碰撞幾率下降，混凝效果差?？刹扇⊥都痈叻肿又齽?、投加黏土、投加混凝劑后直接過濾等措施。6.混凝工藝應(yīng)注意的問題混凝過程同時(shí)存在凝聚和絮凝現(xiàn)象。混凝影響因素包括pH、濁度、水溫、共存物質(zhì)、混凝劑、水動(dòng)力條件等?；炷齽┓譃闊o機(jī)混凝劑和有機(jī)混凝劑，高分子無機(jī)和有機(jī)混凝劑的應(yīng)用是主要發(fā)展趨勢(shì)。實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，應(yīng)注意低溫、pH下降、濁度低等問題。小結(jié)氣浮氣浮原理溶氣氣浮充氣氣浮電解氣浮主要內(nèi)容1.氣浮原理氣浮法：是通過某種技術(shù)產(chǎn)生大量的微氣泡，使其與水中懸浮固態(tài)或液態(tài)微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體，在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣而刮除，從而使懸浮于水中的固態(tài)或液態(tài)微粒得到分離的過程。氣浮法去除對(duì)象：水中密度接近于1的懸浮微粒（無法自然沉淀也無法自然上?。?。氣浮法處理工藝必須滿足的基本條件必須向水中提供足夠量的微氣泡必須使水中的污染物微粒呈懸浮狀態(tài)必須使氣泡與水中懸浮微粒產(chǎn)生粘附作用1.氣浮法的基礎(chǔ)知識(shí)：原理氣泡與泡沫的穩(wěn)定性氣泡大小的影響：同體積的大氣泡分散成細(xì)小的氣泡后，其表面積遠(yuǎn)大于大氣泡的表面積，因而，小氣泡增加氣泡與顆粒的碰撞粘附機(jī)會(huì)；另外，由于大氣泡承受剪切力的能力比細(xì)小氣泡弱，且大氣泡上升會(huì)產(chǎn)生劇烈攪動(dòng)，不利于粘附，因此形成小氣泡更有利于氣浮，氣泡直徑小于100

m以下最好。泡沫穩(wěn)定性：氣泡本身有相互粘附而使界面能降低的趨勢(shì)，即氣泡合并作用，使粘附機(jī)會(huì)減小。另外，攜帶著顆粒的氣泡上升到水面后，如果很快破滅，會(huì)使已粘附顆粒未被刮除而再次落入水中。1.氣浮法的基礎(chǔ)知識(shí)：氣浮法影響因素投加化學(xué)藥劑對(duì)氣浮效果的促進(jìn)作用當(dāng)水中缺少表面活性物質(zhì)時(shí)，須向水中投加起泡劑（由極性-非極性分子組成的表面活性劑）混凝劑脫穩(wěn)：如果水中表面活性物質(zhì)過多，會(huì)使氣泡或顆粒由于帶同號(hào)電荷而過于穩(wěn)定，難于形成泡沫。這時(shí)，應(yīng)投加混凝劑（又稱破乳劑），以壓縮雙電層，消除電荷的相斥作用，使顆粒能夠與氣泡粘附。對(duì)含有細(xì)小分散親水性顆粒雜質(zhì)的工業(yè)廢水，可向水中投加浮選劑，使顆粒的親水性表面改變?yōu)槭杷裕岳谂c氣泡的粘附。1.氣浮法的基礎(chǔ)知識(shí)：氣浮法影響因素氣浮法的應(yīng)用：石油、化工及機(jī)械制造業(yè)中的含油污水的油水分離;工業(yè)廢水處理;污水中有用物質(zhì)的回收;取代二次沉淀池，特別是用于易產(chǎn)生活性污泥膨脹的情況;剩余活性污泥的濃縮。1.氣浮法的基礎(chǔ)知識(shí)：氣浮法的應(yīng)用按生產(chǎn)細(xì)微氣泡的方法分微氣泡曝氣浮法剪切氣泡氣浮法加壓溶氣氣浮法真空氣浮法電解氣浮法充氣氣浮法溶氣氣浮法氣浮法的類型1.氣浮法的基礎(chǔ)知識(shí)：氣浮法的分類2.氣浮法：溶氣氣浮法溶氣氣浮的原理：是利用氣體在水中的溶解度隨壓力的增加而增加的原理先將空氣在高壓（或常壓）下送入水中，然后減壓使水中的過飽和空氣以微細(xì)的氣泡形式釋放出來，從而使水中的雜質(zhì)顆粒被粘附形成氣浮體，上浮到水面分離。溶氣氣浮產(chǎn)生的氣泡直徑只有20~100μm左右。溶氣氣浮法溶氣氣浮分類空氣常壓下溶解，真空條件下釋放。優(yōu)點(diǎn)：無壓力設(shè)備缺點(diǎn)：溶解度低、氣泡釋放有限，氣浮在負(fù)壓下運(yùn)行，刮渣機(jī)等設(shè)備都要在密封氣浮池內(nèi)，所以氣浮池的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)困難，故此法應(yīng)用較少。真空溶氣氣浮法根據(jù)產(chǎn)生壓力差的方法不同空氣在加壓條件下溶解，常壓下使過飽和空氣以微小氣泡形式釋放出來。特點(diǎn)：氣體溶解量大；經(jīng)減壓釋放產(chǎn)生的氣泡粒徑小，一般為20～100

m，粒徑均勻、微氣泡在氣浮池中上升速度慢、對(duì)池?cái)_動(dòng)較小，特別適用于松散、細(xì)小絮凝體的固液分離；設(shè)備維護(hù)和工藝流程操作簡(jiǎn)單，管理方便，應(yīng)用較多。

加壓溶氣氣浮法加壓溶氣氣浮法根據(jù)溶氣水的來源或數(shù)量的差異全部廢水溶氣氣浮法部分廢水溶氣氣浮法部分回流溶氣氣浮法全部廢水溶氣氣浮法：將全部廢水進(jìn)行加壓溶氣，再經(jīng)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池。部分廢水溶氣氣浮法：部分廢水進(jìn)行加壓溶氣，其余廢水直接進(jìn)入氣浮池。部分回流溶氣氣浮法：將部分出水進(jìn)行回流，加壓后送入氣浮池，而廢水則直接送入氣浮池中。溶氣氣浮：加壓溶氣氣浮法分類全部廢水溶氣氣浮法1－加壓泵2－壓力溶氣罐3－減壓閥4－溶氣釋放器5－分離區(qū)6－刮渣機(jī)

7－水位調(diào)節(jié)器8－壓力表9－放氣閥10－排水區(qū)11－浮渣室

空氣飽和設(shè)備加壓水泵供水和空氣壓縮機(jī)供氣到溶氣罐，兩者充分混合接觸，空氣在壓力下溶入水中?？諝忉尫旁O(shè)備除渣設(shè)備氣浮池部分廢水溶氣氣浮法：1－加壓泵2－壓力溶氣罐3－減壓閥4－分離區(qū)5－刮渣機(jī)

6－水位調(diào)節(jié)器7－壓力表8－放氣閥

部分回流溶氣氣浮法：1－加壓泵2－壓力溶氣罐3－減壓閥4－分離區(qū)5－刮渣機(jī)

6－水位調(diào)節(jié)器7－壓力表8－放氣閥

溶氣氣?。褐饕O(shè)備（加壓泵）加壓泵：加壓泵用于提升污水，并對(duì)水氣混和物加壓，使受壓空氣溶于水中。壓力越高，則溶氣量越大，溶氣水量越少，壓力過高或過低均對(duì)氣浮不利，應(yīng)根據(jù)氣浮所需空氣量的多少、溶氣罐的大小等選取。供氣設(shè)備：供氣方式有加壓泵吸水管吸氣、加壓泵壓水管射流吸氣和加壓泵-空壓機(jī)聯(lián)合溶氣三種方式

溶氣氣?。褐饕O(shè)備（供氣設(shè)備）溶氣罐：是一個(gè)密封的耐壓鋼罐，罐上有進(jìn)氣管、排氣管、進(jìn)水管、出水管、放空管、液位計(jì)與壓力表等?？諝馀c水在罐內(nèi)混合、溶解。溶氣氣?。褐饕O(shè)備（溶氣罐）減壓釋放設(shè)備的作用是使壓力溶氣水中的溶解空氣在減壓后迅速以為氣泡形式釋放出來，滿足氣浮需要。生產(chǎn)中采用的減壓釋放設(shè)備有減壓閥和專用釋放器兩類。減壓閥專用釋放器溶氣氣浮：主要設(shè)備（減壓釋放設(shè)備）提供水中懸浮顆粒與微氣泡粘附、上升、去除的場(chǎng)所，目前常用的氣浮池有平流式和豎流式兩種，均為敞口式水池。溶氣氣浮：主要設(shè)備（氣浮池）溶氣氣浮工藝工程應(yīng)用：某煉油廠含油廢水處理的回流加壓溶氣氣浮處理階段工藝流程。3.氣浮法：充氣氣浮法充氣氣浮法充氣氣浮法：又稱散氣氣浮。充氣氣浮沒有溶氣設(shè)備，直接將空氣注入氣浮池水中，利用機(jī)械剪切力將空氣粉碎成細(xì)小的氣泡進(jìn)行浮選。充氣氣浮所形成的氣泡直徑大約為1000μm，氣浮效率不太高。散氣氣浮法類型：按照散氣裝置分為微孔曝氣氣浮法和剪切氣泡氣浮法。微孔曝氣氣浮裝置工作過程：壓縮氣體經(jīng)過位于氣浮池底的微孔陶瓷擴(kuò)散板形成大量小氣泡，小氣泡粘附水中的固體或液體顆粒，通過分離區(qū)，形成含有大量固體或液體顆粒的浮渣浮至水面。浮渣從上部的排渣口排出，水從位于氣浮池下部的出水管排出。

分

離

區(qū)剪切氣泡氣浮法：是采用散氣裝置形成的剪切力來破碎、分割、散布?xì)怏w的一類氣浮法。按分割氣泡的方法又分為射流氣浮法、葉輪氣浮法和渦凹?xì)飧》ǖ?。分離區(qū)接觸區(qū)渦凹?xì)飧》u凹曝氣機(jī)4.氣浮法：電解氣浮法電解氣浮法電解氣浮法：是在直流電的作用下，在陰陽兩極分別產(chǎn)生大量的氫氣和氧氣微小氣泡，將污水中懸浮顆粒粘附并帶到水面，達(dá)到分離凈化污水的目的。電解氣浮法中的電極：可采用可溶性的電極，如鋁、鐵等；也可采用不溶性電極，如石墨、不銹鋼等。利用可溶性電極的電解氣浮法處理效果優(yōu)于不溶性電極的電解氣浮法，但存在耗能、耗材等缺點(diǎn)。在應(yīng)用中多采用不溶性電極的電解氣浮法。電解氣浮的作用：電解氣?。核a(chǎn)生的氣泡直徑遠(yuǎn)小于充氣氣浮和溶氣氣浮，氣浮效果較好，產(chǎn)渣量少，裝置構(gòu)造也比較簡(jiǎn)單。電解混凝：在電解氣浮的過程中，在陽極附近電離形成的氫氧化物一般呈絮狀，可起著混凝劑的作用，能使氣浮過程和混凝過程結(jié)合進(jìn)行。電解氧化還原：電解法還具有氧化、脫色、降低BOD和殺菌作用。電解氣浮裝置：分為平流式和豎流式兩種。

平流式電解氣浮裝置：采用矩形氣浮池分離室豎流式電解氣浮裝置分

離

室分

離

室氣浮法去除對(duì)象是與水密度接近的懸浮微粒（無法自然沉淀也無法自然上?。Ｈ軞鈿飧〉脑硎抢脷怏w在水中的溶解度隨壓力的增加而增加的原理。氣浮法按生產(chǎn)細(xì)微氣泡的方法分充氣氣浮法（微孔曝氣氣浮法和剪切氣泡氣浮法）、溶氣氣浮法（真空溶氣氣浮法、加壓溶氣氣浮法）、電解氣浮法。電解氣浮的作用包括電解氣浮、電解混凝、電解氧化還原等，電解法還具有氧化、脫色、降低BOD和殺菌作用。小結(jié)吸附吸附的分類吸附平衡和吸附等溫線吸附的影響因素吸附劑的再生吸附工藝主要內(nèi)容吸附法的基礎(chǔ)知識(shí)吸附:是一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面上的過程，它可發(fā)生在氣固、液固兩相之間。吸附法:就是利用多孔性的固體物質(zhì)，使水中一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面上，從而予以回收或去除的方法。吸附法的基礎(chǔ)知識(shí)：概念被吸附到固體表面的組分——吸附質(zhì)吸附吸附質(zhì)的多孔固體——吸附劑吸附質(zhì)附著到吸附劑表面的過程——吸附吸附質(zhì)從吸附劑表面逃逸到另一相的過程——解吸吸附過程發(fā)生在“氣-固”或“液-固”非均相界面吸附法的基礎(chǔ)知識(shí)：術(shù)語1.吸附的分類吸附類型：吸附劑表面的吸附力可分為三種，即分子間引力（范德華力），化學(xué)鍵力和靜電引力，因此吸附可分為三種類型：物理吸附化學(xué)吸附離子交換吸附物理吸附：亦稱為范德華力吸附，是由于吸附質(zhì)與吸附劑之間的靜電力或分子間引力產(chǎn)生的吸附過程。物理吸附的特征表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：吸附熱較?。ǚ艧徇^程，吸附熱在數(shù)值上與冷凝熱相當(dāng)，一般在41.9kJ/mol以內(nèi)），可在低溫下進(jìn)行；過程是可逆的，易解吸；相對(duì)沒有選擇性，可吸附多種吸附質(zhì)；相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子引力越大，吸附量越大；可形成單分子吸附層或多分子吸附層?；瘜W(xué)吸附：又稱活性吸附，是由吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的，其強(qiáng)弱取決于兩種分子之間化學(xué)鍵作用力的大小。如石灰吸附CO2→CaCO3吸附熱大（相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)熱，一般為83.7-418.7kJ/mol），一般在較高溫下進(jìn)行；具有選擇性，單分子層吸附；化學(xué)鍵作用力大時(shí)，吸附不可逆。離子交換吸附：是指吸附質(zhì)的離子由于靜電引力聚集到吸附劑表面的帶電點(diǎn)上，同時(shí)吸附劑表面原先固定在這些帶電點(diǎn)上的其它離子被置換出來，等于吸附劑表面放出一個(gè)等當(dāng)量離子。這種吸附實(shí)質(zhì)上吸附劑的表面發(fā)生了離子交換反應(yīng)。物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換吸附并不是孤立的，往往相伴發(fā)生。在污水處理中，大多數(shù)的吸附現(xiàn)象往往是上述三種吸附作用的綜合結(jié)果。2.吸附平衡和吸附等溫線吸附平衡：吸附過程是吸附和解吸的一個(gè)可逆的平衡過程。吸附量的計(jì)算：吸附劑吸附能力的大小以吸附容量(g／g)表示。所謂吸附容量是指單位重量的吸附劑(g)所吸附的吸附質(zhì)的重量(g)。吸附量可用下式計(jì)算：

qe

－吸附劑的平衡吸附容量，g/g；

V－溶液體積，L；

C0－溶液的初始吸附質(zhì)濃度，g/L；

Ce

－吸附平衡時(shí)的吸附質(zhì)濃度，g/L；

W

－吸附劑投加量，g。吸附平衡弗蘭德里希（Freunlich）方程：q——平衡吸附量，kg/kg；k——和吸附劑種類、特性、溫度以及所用單位有關(guān)的常數(shù)；n——常數(shù)，和溫度有關(guān)；

——吸附質(zhì)在液相中的平衡濃度,mg/L。Freundlich方程為經(jīng)驗(yàn)公式。壓力范圍不能太寬，低壓或高壓區(qū)域不能得到滿意的實(shí)驗(yàn)擬合結(jié)果。吸附等溫線朗格謬爾（Langmuir)公式：基于單分子吸附層推導(dǎo)

——吸附質(zhì)的平衡濃度，mg/L；q,qm——分別為吸附量和單分子層吸附容量，L/kg；k——Langmuir常數(shù)，與吸附劑和吸附質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，該值越大表示吸附劑的吸附能力越強(qiáng)。BET公式由Brunaner,Emmett和Teller3人提出的。基于多分子層吸附，在Langmuir公式基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來的。

——吸附質(zhì)的平衡濃度，mg/L；

0——吸附質(zhì)的飽和濃度，mg/L；q,qm--分別為吸附量和飽和吸附容量kb——常數(shù)，與溫度、吸附熱和冷凝熱有關(guān)。3.吸附的影響因素吸附劑的性質(zhì)吸附劑的性質(zhì)主要有比表面積、種類、極性、顆粒大小、細(xì)孔的構(gòu)造和分布情況及表面化學(xué)性質(zhì)等。吸附的影響因素吸附質(zhì)的性質(zhì)吸附質(zhì)的性質(zhì)主要有溶解度、表面自由能、極性、吸附質(zhì)分子大小和不飽和度、吸附質(zhì)的濃度等。①吸附質(zhì)的溶解性能對(duì)平衡吸附有重大影響。②吸附質(zhì)分子的大小和化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)吸附也有較大的影響。③吸附質(zhì)的濃度在一定范圍時(shí)，隨著濃度增高，吸附容量增大。吸附過程的操作條件吸附過程的操作條件主要包括水的pH值、共存物質(zhì)、溫度、接觸時(shí)間等。①pH值：pH值會(huì)影響因吸附質(zhì)在水中的離解度、溶解度及其存在狀態(tài)，同樣會(huì)影響吸附劑表面的荷電性和其它化學(xué)特性，從而會(huì)影響吸附的效果。②共存物質(zhì)：多種吸附質(zhì)共存時(shí)，吸附劑對(duì)其中任一種吸附質(zhì)的吸附能力，都要低于組分濃度相同但只含有該吸附質(zhì)時(shí)的吸附能力。③溫度：吸附過程一般是放熱過程，所以低溫有利于吸附，④接觸時(shí)間4.吸附劑的種類只有多孔性物質(zhì)或磨得極細(xì)的物質(zhì)，由于具有很大的比表面積，才有明顯的吸附能力，也才能作為吸附劑。可用于水處理的吸附劑種類很多，包括活性炭、磺化煤、焦炭、煤灰、爐渣、硅藻土、白土、沸石、麥飯石、木屑、腐殖酸、氧化硅、活性氧化鋁、樹脂吸附劑等。其中應(yīng)用較為廣泛的是活性炭、吸附樹脂和腐殖酸類吸附劑。活性炭是應(yīng)用最為廣泛的吸附劑。是由煤或木質(zhì)原料加工得到的產(chǎn)品，通常一切含碳的物料，如煤、木材、果核、秸稈等都可以加工成黑炭，經(jīng)活化后制成活性炭。炭化：把原料熱解成炭渣，溫度：200～600℃活化：形成發(fā)達(dá)的細(xì)孔。兩種辦法:氣體法：通入水蒸氣，溫度在800～1000℃；藥劑法：加入氯化鋅、硫酸、磷酸等。比表面積：500～1700m2/g活性炭a.比表面積越大，吸附量越大：但應(yīng)注意對(duì)一些大分子，微孔所提供的比表面積基本上不起作用?；钚蕴考?xì)孔分布情況：

微孔：<2nm，占總比表面95％：主要支配吸附量。過渡孔：2～100nm，<5％：起通道和吸附作用。大孔：100～10000nm，不足1％：主要起通道作用，影響吸附速度。b.表面化學(xué)特性：活性炭本身是非極性的，但由于表面共價(jià)健不飽和易與其他元素如氧、氫結(jié)合，生成各種含氧官能團(tuán)。目前已證實(shí)的含氧官能團(tuán)有：－OH、－COOH，由于這種官能團(tuán)的微弱極性，使極性溶質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)吸附加強(qiáng)?；钚蕴坷w維吸附能力比一般活性炭要高1～10倍?；钚蕴坷w維分為兩種：(1)將超細(xì)活性炭微粒加入增稠劑后與纖維混紡制成單絲，或用熱熔法將活性炭黏附于有機(jī)纖維或玻璃纖維上，也可以與紙漿混黏制成活性炭紙。(2)以人造絲或合成纖維為原料，與制備活性炭一樣經(jīng)過炭化和活化兩個(gè)階段，加工成具有一定比表面積和一定孔分布結(jié)構(gòu)的活性炭纖維?；钚蕴坷w維是一種堅(jiān)硬無定形鏈狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅酸聚合物顆粒。硅膠的化學(xué)式：SiO2·nH20用硫酸處理硅酸鈉水溶液，生成凝膠。水洗除去硫酸鈉后經(jīng)干燥，便可得到玻璃狀的硅膠。硅膠是極性吸附劑，難于吸附非極性物質(zhì)，易于吸附極性物質(zhì)（如水、甲醇等）。吸濕，高濕度氣體的干燥。硅膠化學(xué)式：Al2O3·nH2O含水氧化鋁加熱脫水制成的一種極性吸附劑。與硅膠相比，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度。比表面積約為200～300m2/g，對(duì)水分有極強(qiáng)的吸附能力。主要用于氣體和液體的干燥、石油氣的濃縮與脫硫；磷的吸附?；钚匝趸X化學(xué)式：Mex/n[(AlO2)x

(SiO2)y]?

mH2O其中Me為陽離子，n為原子價(jià)數(shù)，m為結(jié)晶水分子數(shù)沸石分子篩由高度規(guī)則的籠和孔組成每一種分子篩都有相對(duì)均一的孔徑，其大小隨分子篩種類的不同而異。沸石分子篩樹脂吸附劑：樹脂吸附劑又稱吸附樹脂，是一種人工合成的有機(jī)材料制造的新型有機(jī)吸附劑。它具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，微觀上呈多孔海綿狀，具有良好的物理化學(xué)性能，腐殖酸類吸附劑：作為吸附劑使用的腐殖酸類物質(zhì)有兩類。一類是直接或經(jīng)簡(jiǎn)單處理后用做吸附劑的天然富含腐殖酸的物質(zhì)，另一類是將富含腐殖酸的物質(zhì)用適當(dāng)?shù)酿ず蟿┲苽涓乘嵯禈渲?，造粒成型后?yīng)用。5.吸附劑的再生活性炭的再生方法：有加熱法、蒸汽法、藥劑法、臭氧氧化法、生物法等。加熱再生法：低溫法和高溫法①低溫法：由于沸點(diǎn)較低，一般加熱到200℃即可脫附。一般采用水蒸氣再生，可直接在塔內(nèi)進(jìn)行再生。被吸附的有機(jī)物脫附后可利用。②高溫法：高溫加熱再生過程一般分5步進(jìn)行：脫水、干燥處理、炭化、活化、冷卻。吸附劑的再生干式加熱系統(tǒng)藥劑再生法：無機(jī)藥劑再生法、有機(jī)溶劑再生法。①無機(jī)藥劑再生法：采用堿(NaOH)或無機(jī)酸(H2SO4、HCl)等無機(jī)藥劑，使吸附在活性炭上的污染物脫附。②有機(jī)溶劑再生法：用苯、丙酮及甲醇等有機(jī)溶劑，萃取吸附在活性炭上的有機(jī)物。氧化再生法①濕式氧化法：吸附飽和的粉狀炭可采用濕式氧化法進(jìn)行再生。飽和炭用高壓泵經(jīng)換熱器和水蒸氣加熱器送入氧化反應(yīng)塔。在塔內(nèi)被活性炭吸附的有機(jī)物與空氣中的氧反應(yīng)，進(jìn)行氧化分解，使活性炭得到再生。再生后的炭經(jīng)熱交換器冷卻后，再送入再生貯槽。②電解氧化法：將炭作陽極，進(jìn)行水的電解，在活性炭表面產(chǎn)生的氧氣把吸附質(zhì)氧化分解。③臭氧氧化法：利用強(qiáng)氧化劑臭氧，將被活性炭吸附的有機(jī)物加以氧化分解。④生物氧化法：利用微生物的作用，將吸附在活性炭上的有機(jī)物氧化分解。6.吸附工藝6.吸附工藝：靜態(tài)吸附活性炭染料廢水處理水靜態(tài)吸附：靜態(tài)吸附，又稱靜態(tài)間歇式吸附。是指在水不流動(dòng)的條件下進(jìn)行的吸附操作操作過程：把一定數(shù)量的吸附劑投加入待處理的水中，不斷進(jìn)行攪拌。經(jīng)過一定時(shí)間達(dá)到吸附平衡時(shí)，以靜置沉淀或過濾方法實(shí)現(xiàn)固液分離。動(dòng)態(tài)吸附：又稱動(dòng)態(tài)連續(xù)式吸附。是在水流動(dòng)條件下進(jìn)行的吸附操作。其操作的工藝過程是，污水不斷地流過裝填有吸附劑的吸附床（柱、罐、塔），污水中的污染物和吸附劑接觸并被吸附，在流出吸附床之前，污染物濃度降至處理要求值以下，直接獲得凈化出水。a.固定床b.移動(dòng)床c.流化床6.吸附工藝：動(dòng)態(tài)吸附固定床：固定床是指在操作過程中吸附劑固定填放在吸附設(shè)備中G移動(dòng)床：工藝過程是，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