環(huán)境工程第四章

第一節(jié)吸附法第二節(jié)離子交換法第三節(jié)膜析法第四章污水其他物理化學(xué)處理方法第一節(jié)吸附法一、

吸附原理吸附劑：固體表面有吸附水中溶解及膠體物質(zhì)的能力,比表面積很大的活性炭等具有很高的吸附能力。吸附物理吸附化學(xué)吸附吸附劑與吸附物質(zhì)之間是通過分子間引力(即范徳華力)而產(chǎn)生的吸附吸附劑與被吸附物質(zhì)之間產(chǎn)生化學(xué)作用，生成化學(xué)鍵引起吸附表明被吸附物的量與濃度之間的關(guān)系式稱為吸附等溫式。1.Freundlich等溫式對(duì)上式取對(duì)數(shù)，可得：2.Langmuir等溫式該公式是在被吸附物質(zhì)僅為單分子層的假定下導(dǎo)出的，形式為：將上式變換成以下形式，使用時(shí)較方便：二、影響吸附的因素衡量指標(biāo)吸附能力吸附速度固體吸附劑用吸附量衡量單位質(zhì)量吸附劑在單位時(shí)間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量吸附階段顆粒外部擴(kuò)散階段孔隙擴(kuò)散階段吸附反應(yīng)階段吸附質(zhì)從溶液中擴(kuò)散到吸附劑表面吸附質(zhì)在吸附劑孔隙中繼續(xù)向吸附點(diǎn)擴(kuò)散吸附質(zhì)被吸附在吸附劑孔隙內(nèi)的吸附點(diǎn)表面吸附速度主要取決于外部擴(kuò)散速度和孔隙擴(kuò)散速度。外部擴(kuò)散速度與溶液濃度成正比與吸附劑的比表面積的大小成正比吸附劑顆粒直徑越小，速度越快增加溶液與顆粒間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，可提高速度孔隙擴(kuò)散速度吸附劑顆粒越小，速度越快吸附劑的物理化學(xué)性質(zhì)和吸附質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)吸附有很大影響。極性分子(或離子)型的吸附劑容易吸附極性分子(或離子)型的吸附質(zhì)。非極性分子型的吸附劑容易吸附非極性的吸附質(zhì)。三、吸附劑1.活性炭在水處理中較多采用顆?；钚蕴俊Ｔ偕窃谖絼┍旧淼慕Y(jié)構(gòu)基本不發(fā)生變化的情況下，用某種方法將吸附質(zhì)從吸附劑微孔中除去,恢復(fù)它的吸附能力。再生方法加熱再生法在高溫條件下，提高了吸附質(zhì)分子的能量，使其易于從活性炭的活性點(diǎn)脫離；而吸附的有機(jī)物則在高溫下氧化和分解，成為氣態(tài)逸出或斷裂成低分子化學(xué)再生法通過化學(xué)反應(yīng)，使吸附質(zhì)轉(zhuǎn)化為易溶于水的物質(zhì)而解吸下來2.腐植糖酸類橋吸附賞劑種類稠：天腫然的決富含循腐植池酸的攪風(fēng)化墾煤、希泥煤暫、褐鎮(zhèn)煤等除，它越們可礦以直以接使棵用或賤經(jīng)簡(jiǎn)脫單處散理后標(biāo)使用芒；將課富含播腐植猛酸的腐物質(zhì)差用適尿當(dāng)?shù)膿莛ず瞎談┲莆饌涑尚У母瘚屩菜釀e系樹中脂。腐植肯酸是騾一組犧芳香喬結(jié)構(gòu)火的，掙性質(zhì)遇與酸等性物溪質(zhì)相酷似的懼復(fù)雜帳混合杰物。腐植覆酸類父物質(zhì)仔能吸足附工挺業(yè)廢遞水中宜的許規(guī)多金李屬離個(gè)子，風(fēng)如汞郊、鉻摸、鋅苗、鎘趙、鉛威、銅盡等。腐植旺酸對(duì)練陽離事子的匪吸附顛，包療括離槍子交梨換、熄螯合宮、表怨面吸夠附、慈凝聚最等作宗用。腐植筒酸類堤物質(zhì)詞在吸似附重酬金屬循離子睡后,小可以很用H2SO4、HC躲l、Na門Cl等進(jìn)學(xué)行解囑吸。四、肺吸起附工依藝和奮設(shè)備操作少方式連續(xù)式間歇式將廢水和吸附劑放在吸附池內(nèi)進(jìn)行攪拌30min左右，然后靜置沉淀，排除澄清液固定床移動(dòng)床流化床吸附劑固定填放在吸附柱(或塔)中在操作過程中定期地將接近飽和的一部分吸附劑從吸附柱中排出，并同時(shí)將等量的新鮮吸附劑加入柱中吸附劑在吸附柱內(nèi)處于膨脹狀態(tài)，懸浮于由下而上的水流中五、買吸附填法在齊污水爽處理腥中的聽?wèi)?yīng)用1.吸附畏法除渠汞活性紀(jì)炭有納吸附棉汞和津汞化曉合物蛾的性繞能，漲但因扣其吸錯(cuò)附能歲力有顏限，潤(rùn)只適段宜于棉處理填含汞岡量低栽的廢患水。吸附壇法除蟻汞流著程2.煉油林廠、革印染駐廠廢羨水的炎深度錘處理某煉箱油廠笑含油雨廢水魚，經(jīng)啦隔油逗，氣延浮和藥生物鞋處理幻玉后，滴再經(jīng)啞砂濾饞和活婆性炭績(jī)過濾兇深度縫處理闖。廢水濃的含頁酚量陵從0.恩1m維g/款L(生物榆處理質(zhì)后)降至0.腔00油5m棉g/牽L，氰寇從0.都19揀mg酬/L降至0.目04嘉8m桶g/拿L，CO該D從85黑mg蘋/L降至18疼mg頃/L。第二擴(kuò)節(jié)亞離所子交膨換法實(shí)質(zhì)陳：不找溶性勒離子系化合競(jìng)物(離子宵交換緣瑞劑)上的陶可交核換離喝子與蜻溶液咽中的辣其他著同性足離子撲的交葵換反讓應(yīng)，辱是一碎種特葛殊的豪吸附饞過程肅，通浩常是健可逆喚化學(xué)避吸附茫。離子賭交換惠是可志逆反瘡應(yīng)，斥其反叛應(yīng)式般可表暑達(dá)為困：交換遮樹脂交換漲離子飽和雕樹脂在平怕衡狀菌態(tài)下穩(wěn)，樹寺脂中笑及溶怪液中蹲的反何應(yīng)物剪濃度規(guī)符合車下列禍關(guān)系居式：K值的聰大小餐能定觸量地頂反映咳離子縣交換媽劑對(duì)范某兩促個(gè)固探定離虜子交攔換選咽擇性牛的大偶小。一、揀離子朵交換茅劑離子謎交換頌樹脂更是人睛工合工成的印高分塞子聚湖合物獅，由皺樹脂團(tuán)本體(又稱私母體慈或骨氏架)和活怕性基趕團(tuán)兩些個(gè)部調(diào)分組積成。種類凝膠型樹脂大孔型樹脂多孔凝膠型樹脂巨孔型(MR型)樹脂高巨孔型(超MR型)樹脂按活性基團(tuán)可分為含有酸性基團(tuán)的陰離子交換樹脂含有堿性基團(tuán)的陽離子交換樹脂含有胺羧基團(tuán)等的螯合樹脂含有氧化還原基團(tuán)的氧化還原樹脂兩性樹脂二、倒離子頌交換植樹脂匯的選樓用1.離子委交換夾樹脂床的有騾效pH范圍樹脂類型強(qiáng)酸性離子交換樹脂弱酸性離子交換樹脂強(qiáng)堿性離子交換樹脂弱堿性離子交換樹脂有效pH范圍1~145~141~120~72.交換刃容量定量膨表示尋樹脂險(xiǎn)交換棉能力牽的大館小，效單位革為mo蒸l/梅kg燦(干樹膏脂)或mo老l/黎L(濕樹劣脂)交換容量全交換容量工作交換容量一定量的樹脂所具有的活性基團(tuán)或可交換離子的總數(shù)量樹脂在給定工作條件下實(shí)際的交換能力3.交聯(lián)哄度交聯(lián)遮度較座高的痕樹脂級(jí)，孔女隙較尸低，左密度扛較大彩，離已子擴(kuò)完散速晨度較六低，冶對(duì)半恰徑較似大的真離子悶和水北合離蓬子的建交換簽量較松小，談浸泡醉在水諸中時(shí)避，水誼化度刃較低艙，形查變較假小，份也就皺比較沈穩(wěn)定撕，不示易破戰(zhàn)碎。4.交換閱勢(shì)交換溉勢(shì)大陸，交陰換離綿子越毛容易鴉取代菠樹脂雹上的追可交分換離錘子，恐也就和表明凳交換廁離子親與樹撞脂之愛間的副親和貌力越秘大。規(guī)乒律（1鈴）離成子的裝交換舒的交晨換勢(shì)刃,佩除同踏它本溉身和繞離子論交換阻樹脂鞠的化怒學(xué)性奮質(zhì)有繪關(guān)外池,捷溫度月和濃啞度的孤影響堆都很滋大。（2賺）在?？紲睾蜏\低濃羨度水新溶液乏中，籍陽離它子的營價(jià)態(tài)盡越高男，它艘的交扮換勢(shì)鞭越大丙。（3可）在常門溫和跨低濃屑度水厚溶液激中，細(xì)同價(jià)祥陽離斧子的互交換敘勢(shì)大么致上猶是原內(nèi)子序甲數(shù)越菊高，胡交換扁勢(shì)越蓮大；廁但是殊稀土獵元素替情況摩正好無相反游。（4的）氫離抓子對(duì)哈陽離賣子交垂換樹測(cè)脂的姥交換見勢(shì)，刷取決寬于樹斃脂的慮性質(zhì)殼。（5散）在淘常溫傍和低第濃度及水溶攔液中唉，對(duì)唐弱堿灘性陰宣離子適交換遞樹脂據(jù)來說索,驚酸根(陰離元子)的交累換序遲列如養(yǎng)下：SO42->仇Cr及O42->檸檬震酸根>酒石萌酸根>N滾O3->A通sO43->P特O43->M弊o(hù)O42->醋酸影根、I-、Br->Cl->F-。（6賓）對(duì)狗強(qiáng)堿裁性陰冤離子列交換嗚樹脂夾講，六離子口的交塔換勢(shì)日隨樹拉脂的輛性質(zhì)紅而異驅(qū)，沒橡有一痕般性寨的規(guī)平律。（7釀）氫質(zhì)氧基霧對(duì)陰戀離子逼交換堡樹脂斷的交病換勢(shì)舞決定歌于樹拘脂類欄型。（8易）離板子量冰高的澤有機(jī)千離子好和金暗屬絡(luò)經(jīng)合離希子的菌交換墳勢(shì)特計(jì)別大適。（9悅）大瀉孔型呼樹脂固具有獲很強(qiáng)耍的吸移附性濁能，觸往往蕉可以姿吸附證廢水破中的姜非離鏟子型益雜質(zhì)蜓。三、離子貢交換含的工悔藝和赴設(shè)備離子交換裝置固定床單層床雙層床混合床連續(xù)床移動(dòng)床流動(dòng)床1.交換開啟程進(jìn)水籠閥1和出販水閥2，其饑余閥猜門關(guān)濾閉。2.反洗目的在于松動(dòng)樹脂層，以便下一步再生時(shí)，注入的再生液能分布均勻，同時(shí)也及時(shí)地清除積存在樹脂層內(nèi)的雜質(zhì)、碎粒和氣泡。先關(guān)閉閥門1和2，打開反洗閥3，然后再逐漸開大排水閥4進(jìn)行反洗。3.再生先關(guān)興閉閥佳門3和4，打疤開排逗氣閥7及排嚇?biāo)y5，將拐水放輔到離刷樹脂辱層表失面10朽cm左右稅，再即關(guān)閉軌閥門5，開爐啟進(jìn)綱再生談液閥瘡門8，排催出交場(chǎng)換器蕩內(nèi)空席氣后差，即貸關(guān)閉點(diǎn)閥門7，再表適當(dāng)證開啟壘閥門5，進(jìn)烏行再領(lǐng)生。四、父離子傻交換創(chuàng)法在蝦廢水糞處理頂中的杠應(yīng)用1.電鍍魄含鉻賭廢水灣的處迎理生產(chǎn)鉗實(shí)踐趴表明匠，在拋電鍍亦車間俗鉻鍍性槽的粉洗滌某水閉移路循伶環(huán)系久統(tǒng)中血采用懷離子煎交換瘦法分室離、勺回收以鉻酸爹是有泳效的央。4.清洗先關(guān)閉閥門8，然后開啟閥門1及5。固定床離子交換器的設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)物料平衡原理，可得如下基本公式：A——離子交換器截面積，m2； h——樹脂層高度，m；E——交換樹脂的工作交換容量，mmol/L; qv——廢水平均流量，m3/h;c0——進(jìn)水濃度，mmol/L; c——出水濃度，nmol/L；T——交換周期，h。2.離子臂交換礎(chǔ)法處厲理含厭汞廢現(xiàn)水日本邪和瑞勢(shì)士的葉氯堿鋸廠采裕用陰域離子奧交換賀樹脂神和螯嘗合樹磨脂處明理含巴汞(氯化嘉汞絡(luò)啄合離嚴(yán)子)廢水碧。第熱三鳥節(jié)神膜瘡析詞法膜析萍法是暢利用睡薄膜緣瑞以分閣離水和溶液擋中某扛些物盾質(zhì)的索方法或總稱伴。一、便滲析即法半透膜的滲析作用依靠薄膜中“孔道”的大小分離不同的分子或離子依靠薄膜的離子結(jié)構(gòu)分離性質(zhì)不同的離子依靠薄膜的有選擇的溶解性分離某些物質(zhì)動(dòng)力分子擴(kuò)散作用電力壓力滲析法電滲析法反滲法和超過濾法二、電滲銜析法海水送淡化春電滲馳析法柄示意刑圖陽極餃反應(yīng)環(huán)式：陰極徑反應(yīng)歪式：用滲析法處理酸洗廢水三、補(bǔ)反滲雀透法反滲洋透法羞是以歉壓力療為驅(qū)館動(dòng)力毀的膜礎(chǔ)法分疤離技宴術(shù)。滲透和反滲透任何溶液都具有相應(yīng)的滲透壓，其數(shù)值取決于溶液中溶質(zhì)的分子數(shù)，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：當(dāng)完主全解采離時(shí)牢，i等于席陰、么陽離爹子的伏總數(shù)衰；對(duì)塘非電噸解質(zhì)婦，則i＝1。>900.643.5％NaCl，1032.5kPa芳香聚酰膜>920.443.5％NaCl，10132.5kPaCA混合膜980.4海水，6079.5kPaCA3中空纖維膜981.0海水，10132.2kPaCA