当前课程知识点:水污染控制工程 > 第十三章 物理化学处理技术 > 13-1 吸附处理技术 > Video
大家好
废水的物理化学处理是利用一定的固体介质
通过化学或物理作用
以附着或拦截的方式
将废水中的离子
悬浮物或气体
从水中分离出来的一类方法
常用的物理化学处理方法有吸附法
离子交换法
膜分离法
这堂课我们学习
以吸附的方法净化废水的吸附处理技术
吸附过程是利用
一种多孔性固体材料的表面
来吸附水中的污染物
以回收或去除它们
使废水得以净化
具有吸附能力的多孔性固体物质
称为吸附剂
而废水中被吸附的物质称为吸附质
吸附可分为物理吸附和化学吸附
物理吸附由范德华力引起
吸附力较弱
化学吸附由化学键力引起
吸附力较强
两者可同时发生
吸附作用是可逆的过程
吸附与解吸总是同时进行
吸附达到平衡时的吸附量
为该吸附容量
物理吸附没有选择性
吸附质并不固定在
吸附剂表面的特定位置上
而是多少能在界面范围内自由移动
主要发生在低温状态下
放热较小
可以是单分子层或多分子层吸附
解吸容易
影响物理吸附的主要因素是
吸附剂的表面积和细孔分布
常用的吸附剂为活性炭
为暗黑色
有粒状和粉状两种
目前工业上大量采用的是粒状活性炭
活性炭细孔分布如图示
活性炭由含炭为主的物质为原料
经高温炭化和活化制得
是一种非极性
疏水性吸附剂
由于原料及制备方法相差很大
形成孔隙结构有很大差别
活性炭吸附容量大
且性能稳定
常再生解吸处理后
循环使用
而化学吸附有很强的选择性
一种吸附剂只对某种
或特定几种物质有吸附作用
一般为单分子层吸附
分子不能在表面自由移动
吸附时放热量较大
通常需要一定的活化能
在低温时
吸附速度较小
吸附牢固
解吸困难
常用的吸附剂为腐植酸类
它是由富含腐植酸的煤
经简单处理的复杂混合物
一般用于吸附工业废水中的重金属离子
吸附平衡值表明了
吸附过程中的吸附质
在溶液和吸附剂之间的浓度分配的极限
但实际的吸附过程中
吸附需要的时间
吸附设备的大小
都与吸附速率有关
吸附速率越快
所需要的时间就越短
吸附设备所需要的容积也就越小
在等温吸附过程中
当吸附质分子到达吸附剂表面的数量
和吸附剂表面释放吸附质的数量相等
即达到吸附平衡
常用的吸附等温式有
亨利吸附等温式
朗缪尔吸附等温式
弗罗因德利希吸附等温式
BET方程等
不同的等温式
适用的情况不同
那么
这些方程式如何使用呢
下面以亨利吸附等温式为例进行说明
采用不同吸附质浓度
进行系列吸附处理
达到吸附平衡时
将水中吸附质的质量浓度为横坐标
和转移到吸附剂上的
吸附质的量为纵坐标
绘制连线
如出现线性段
此段内浓度的吸附过程即符合亨利定律
线性段的斜率即为亨利吸附
等温式中的亨利常数
代入公式
即可作为废水
吸附处理的设计计算依据
根据废水处理要求
需去除的污染物量与吸附容量的比值
即可计算出所需的吸附剂量
吸附速率取决于三个过程
吸附质首先要通过液相界膜扩散
到吸附剂表面
称为颗粒的外扩散或膜扩散
吸附质通过细孔向吸附剂内部扩散
称为孔隙扩散
吸附质在吸附剂内表面上的吸附
称为吸附反应
通常吸附反应速率非常快
因而吸附速率主要由外扩散
和孔隙扩散速率控制
提高溶液的流速
使界膜厚度降低
或者吸附剂颗粒变小
界膜面积增加
可提高扩散速率
吸附质
吸附剂和溶液的性质
都对吸附过程产生影响
吸附质在水中
也称溶质
溶质的溶解度愈大
越不易被吸附
溶质相对分子质量增加
吸附量增加
但当吸附速率受内扩散控制时
吸附速率随相对分子质量的增加而降低
极性吸附剂能强烈地从非极性溶剂中
将极性溶质吸附
但是非极性吸附剂却很难将极性溶剂中
的极性溶质吸附
吸附剂的性质对吸附的影响也很大
吸附量的多少随着
吸附剂表面积的增大而增加
吸附剂的孔径
颗粒度等
都影响比表面积的大小
从而影响吸附性能
不同的吸附剂
用不同的方法制造的吸附剂
其吸附性能也不相同
吸附剂的极性对不同吸附质
的吸附性能也不一样
溶液的pH
温度和共存物质都会影响吸附性能
吸附速度取决于吸附剂和吸附质的性质
实际废水处理中
由于废水中的成分复杂
吸附速度由试验来确定
吸附速度决定了废水和吸附剂的接触时间
吸附速度越快
接触时间越短
所需的吸附设备的容积也就越小
吸附操作可以间歇方式进行
也可以连续方式进行
根据吸附剂在吸附床层中的状态
连续式的又可分为
固定床
移动床和流化床
其中
其中固定床的操作是间断的
因为吸附饱和后需要更换新炭
移动床操作过程中
是定期地将接近饱和的一部分
吸附剂从吸附柱中排出
并同时将等量的新鲜吸附剂加入柱中
流化床则是吸附剂在吸附柱内处于膨胀状态
悬浮于由下而上的水流中
移动床和流化床对废水可连续处理
吸附处理所用的装置
一般是定型成品设备
根据废水的处理量
为空罐流速确定罐体的截面积
以处理吸附剂装填量确定体积
据此即可选型了
接下来
以含汞废水的处理为例
介绍吸附法在污水处理中的应用
活性炭有吸附汞和汞化合物的性能
但因其吸附能力有限
只适于处理含汞量低的废水
当含汞的浓度较高时
先用化学沉淀法降低浓度,然后
用活性炭作进一步处理
有两个间歇式吸附池
交替工作
当某池盛满废水后
用压缩空气搅拌30?min
再静置2?h
经取样测定废水含汞量符合排放标准后
排放上清液
活性炭每年更换一次
用加热再生
即可取得纯净的汞
由于吸附法对进水的预处理要求高
吸附剂的价格较贵
因此在废水处理中
吸附法主要用来去除废水中的
微量污染物达到深度净化的目的
或是从高浓度的废水中吸附
某些物质达到资源回收和治理目的
吸附处理技术就介绍到这里
再见
-课程内容提要
--污水处理基本流程
--本章内容提要
-1-1 水污染的形成
--1.1课件
-1-1 水污染的形成--作业
-1-2 污水处理程度
--1.2课 件
-1-2 污水处理程度--作业
-教材阅读与拓展
--湖水缘何变绿
--毒物污染之毒
--水污染公害事件
-本章内容提要
--本章内容提要
-2-1 城镇排水系统体制和组成
--2.1课件
-2-1 城镇排水系统体制和组成--作业
-2-2 排水管渠附属构筑物
--2.2课件
-2-2 排水管渠附属构筑物--作业
-教材阅读与拓展
--检查井的最大间距
--混凝土管道的连接
-本章内容提要
--本章内容提要
-3-1 污水管渠水力计算
--3.1课件
-3-1 污水管渠水力计算--作业
-3-2 污水管道设计流量估算
--3.2课件
-3-2 污水管道设计流量估算--作业
-教材阅读与拓展
-本章内容提要
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-4-1 雨水径流污染控制
--授课视频
--4.1课件
-4-1 雨水径流污染控制--作业
-4-2 雨水径流资源化
--Video
-4-2 雨水径流资源化--作业
-教材阅读与拓展
--html
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-本章内容提要
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-5-1 污水管道系统规划
--Video
--5.1课件
-5-1 污水管道系统规划--作业
-5-2 污水管道设计
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--5.2课件
-5-2 污水管道设计--作业
-教材阅读与拓展
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-本章内容提要
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-6-1 常用污水泵
--Video
--6.1课件
-6-1 常用污水泵--作业
-6-2 污水泵选型
--Video
--6.2课件
-6-2 污水泵选型--作业
-6-3 污水泵站设计方法
--Video
--6.3课件
-6-3 污水泵站设计方法--作业
-教材阅读与拓展
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-本章内容提要
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-7-1 格栅
--Video
--html
--7.1课件
-7-1 格栅--作业
-7-2 沉砂池
--Video
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--7.2课件
-7-2 沉砂池--作业
-7-3 沉淀池
--Video
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--7.3课件
-7-3 沉淀池--作业
-7-4 砂滤处理技术
--Video
--7.4课件
-7-4 砂滤处理技术--作业
-7-5 气浮处理技术
--Video
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--7.5课件
-7-5 气浮处理技术--作业
-课程阅读与拓展
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-本章内容提要
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-8-1 污水生物处理原理
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--8.1课件
-8-1 污水生物处理原理--作业
-8-2 活性污泥法基本流程
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--8.2课件
-8-2 活性污泥法基本流程--作业
-8-3 曝气反应池基本形式
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--8.3课件
-8-3 曝气反应池基本形式--作业
-8-4 常见曝气反应池变型方式
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--8.4课件
-8-4 常见曝气反应池变型方式--作业
-8-5 有机物去除过程工艺计算
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--8.5课件
-8-5 有机物去除过程工艺计算--作业
-8-6 生物脱氮技术
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--8.6课件
-8-6 生物脱氮技术--作业
-8-7 生物除磷技术
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--8.7课件
-8-7 生物除磷技术--作业
-8-8 生物脱氮除磷技术
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--8.8课件
-8-8 生物脱氮除磷技术--作业
-8-9 曝气设备
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--8.9课件
-8-9 曝气设备--作业
-本章内容提要
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-9-1 生物膜处理原理
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--9.1课件
-9-1 生物膜处理原理--作业
-9-2 普通生物滤池
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--9.2课件
-9-2 普通生物滤池--作业
-9-3 生物接触氧化池
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--9.3课件
-9-3 生物接触氧化池--作业
-9-4 曝气生物滤池
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--9.4课件
-9-4 曝气生物滤池--作业
-本章内容提要
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-10-1 污水生态处理原理
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--10.1课件
-10-1 污水生态处理原理--作业
-10-2 稳定塘技术
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--10.2课件
-10-2 稳定塘技术--作业
-10-3 人工湿地技术
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--10.3课件
-10-3 人工湿地技术--作业
-本章内容提要
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-11-1 厌氧生物处理原理
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--11.1课件
-11-1 厌氧生物处理原理--作业
-11-2 厌氧生物处理工艺
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--11.2课件
-11-2 厌氧生物处理工艺--作业
-11-3 高效厌氧反应器
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--11.3课件
-11-3 高效厌氧反应器--作业
-本章内容提要
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-12-1 酸碱调节处理技术
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--12.1课件
-12-1 酸碱调节处理技术--作业
-12-2 化学沉淀处理技术
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--12.2课件
-12-2 化学沉淀处理技术--作业
-12-3 氧化还原处理技术
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--12.3课件
-12-3 氧化还原处理技术--作业
-12-4 化学混凝处理技术
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--12.4课件
-12-4 化学混凝处理技术--作业
-12-5 高级氧化处理技术
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--12.5课件
-12-5 高级氧化处理技术--作业
-本章内容提要
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-13-1 吸附处理技术
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--13.1课件
-13-1 吸附处理技术--作业
-13-2 离子交换处理技术
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--13.2课件
-13-2 离子交换处理技术--作业
-13-3 膜处理技术
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--13.3课件
-13-3 膜处理技术--作业
-本章内容提要
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-14-1 污泥处理工艺
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--14.1课件
-14-1 污泥处理工艺--作业
-14-2 污泥浓缩技术
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--14.2课件
-14-2 污泥浓缩技术--作业
-14-3 污泥消化技术
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--14.3课件
-14-3 污泥消化技术--作业
-14-4 污泥脱水技术
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--14.4课件
-14-4 污泥脱水技术--作业
-城市污水处理
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