1、會(huì)計(jì)學(xué)1污水污水(w shu)的物理化學(xué)處理的物理化學(xué)處理第一頁(yè)，共142頁(yè)。 水和廢水的浮上法處理是將空氣以微小氣泡形式通入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的顆粒粘附，形成水-氣-顆粒三相(sn xin)混合體系，顆粒粘附上氣泡后，密度小于水即上浮水面，從水中分離，形成浮渣層。 污水處理技術(shù)中，氣浮法固-液或液-液分離技術(shù)應(yīng)用的幾方面：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(shngy)活性污泥的濃縮。第1頁(yè)/共141頁(yè)第二頁(yè)，共142頁(yè)。氣浮法處理工藝必須滿足下述基本條件(tiojin)：必須向

2、水中提供足夠數(shù)量的微小氣泡；必須使分離的懸浮物粘附于氣泡而上浮達(dá)到分離。第2頁(yè)/共141頁(yè)第三頁(yè)，共142頁(yè)。懸浮顆粒與氣懸浮顆粒與氣泡的黏附性取泡的黏附性取決于水對(duì)該種決于水對(duì)該種物質(zhì)的潤(rùn)濕性。物質(zhì)的潤(rùn)濕性。水對(duì)各種物質(zhì)水對(duì)各種物質(zhì)潤(rùn)濕性的大小潤(rùn)濕性的大小可用它們可用它們(t men)與水的接與水的接觸角來(lái)衡量。觸角來(lái)衡量。第3頁(yè)/共141頁(yè)第四頁(yè)，共142頁(yè)。lsgANM s-l s-g l-g 潤(rùn)濕潤(rùn)濕(rn sh)親水性物質(zhì)親水性物質(zhì)lsgANM s-l s-g l-g 不潤(rùn)濕不潤(rùn)濕(rn sh)疏水性物質(zhì)疏水性物質(zhì)第4頁(yè)/共141頁(yè)第五頁(yè)，共142頁(yè)。當(dāng)當(dāng)0時(shí)，這時(shí)，這種物質(zhì)不能氣浮

3、；種物質(zhì)不能氣浮； 90 ，這種，這種物質(zhì)附著物質(zhì)附著(fzhu)不牢，不牢，易于分離；易于分離；當(dāng)當(dāng)180 時(shí)，時(shí)，這種物質(zhì)易被氣這種物質(zhì)易被氣浮。浮。 第5頁(yè)/共141頁(yè)第六頁(yè)，共142頁(yè)。)cos-氣水粒水氣水粒水（E)cos1-（氣水E 上式表明，并不是水中所有的污染物質(zhì)都能與氣泡(qpo)粘附，是否能粘附，與該類物質(zhì)的接觸角有關(guān)。當(dāng)0時(shí)，cos1，E0，這類物質(zhì)親水性強(qiáng)（稱親水性物質(zhì)），無(wú)力排開(kāi)水膜，不易與氣泡(qpo)粘附，不能用氣浮法去除。當(dāng)180時(shí)，cos -1，E2水-氣，這類物質(zhì)疏水性強(qiáng)（稱疏水性物質(zhì)），易與氣泡(qpo)粘附，宜用氣浮法去除。第6頁(yè)/共141頁(yè)第七頁(yè)，共1

4、42頁(yè)。化學(xué)藥劑(yoj)的投加對(duì)氣浮效果的影響 一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附(xf)。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑 各種無(wú)機(jī)或有機(jī)高分子混凝劑，它們不僅可以改變污水中的懸浮顆粒的親水性能，而且還能使污水中的細(xì)小顆粒絮凝成較大的絮狀體以吸附、截留氣泡，加速顆粒上浮。第7頁(yè)/共141頁(yè)第八頁(yè)，共142頁(yè)。 浮選劑大多數(shù)由極性-非極性分子組成。 當(dāng)浮選劑的極性基被吸附在親水性懸浮顆粒的表面后，非極性基則朝向水中，這樣就可以使親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì)，從而能使其與微細(xì)氣泡相粘附。 浮選劑的種類有松香油、石油、表

5、面活性劑、硬脂酸鹽等。化學(xué)藥劑(yoj)的投加對(duì)氣浮效果的影響 一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑(yoj)，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑(yoj)分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑第8頁(yè)/共141頁(yè)第九頁(yè)，共142頁(yè)。化學(xué)藥劑的投加對(duì)氣浮效果(xiogu)的影響 一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變(gibin)顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑 作用是提高懸浮顆粒表面的水密性，以提高顆粒的可浮性，如聚丙烯酰胺。第9頁(yè)/共141頁(yè)第十頁(yè)，共142頁(yè)。化學(xué)藥劑(yoj)的

6、投加對(duì)氣浮效果的影響 一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)(xngzh)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑 作用是暫時(shí)或永久性地抑制某些物質(zhì)的浮上性能，而又不妨礙需要去除的懸浮顆粒的上浮，如石灰、硫化鈉等。第10頁(yè)/共141頁(yè)第十一頁(yè)，共142頁(yè)。化學(xué)藥劑的投加對(duì)氣浮效果(xiogu)的影響 一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面(biomin)性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑 主要是調(diào)節(jié)污水的pH，改進(jìn)和提高氣泡在水中的分散度以及提高懸浮顆粒

7、與氣泡的粘附能力，如各種酸、堿等。第11頁(yè)/共141頁(yè)第十二頁(yè)，共142頁(yè)。第12頁(yè)/共141頁(yè)第十三頁(yè)，共142頁(yè)。按產(chǎn)生細(xì)微氣泡的方法分加壓溶氣氣浮溶氣真空氣浮電解氣浮充氣氣浮 溶氣氣浮 氣浮法的類型(lixng)微氣泡曝氣浮上法 射流氣浮 葉輪氣浮 第13頁(yè)/共141頁(yè)第十四頁(yè)，共142頁(yè)。微氣泡曝氣浮上法葉輪氣浮壓縮空氣引入到靠近池底處的微孔板，并被微孔板的微孔分散成細(xì)小氣泡將空氣引入到一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)混合器或葉輪機(jī)的附近，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)混合器的高速剪切，將引入的空氣切割成細(xì)小氣泡充氣氣浮用于礦物浮選，也用于含油脂、羊毛等污水的初級(jí)處理及含有大量表面活性劑的污水處理充氣(chn q)氣浮 第

8、14頁(yè)/共141頁(yè)第十五頁(yè)，共142頁(yè)。微氣泡曝氣浮上法葉輪氣浮第15頁(yè)/共141頁(yè)第十六頁(yè)，共142頁(yè)。 電解氣浮是將正負(fù)極相間的多組電極浸泡在廢水中，當(dāng)通以直流電時(shí)，廢水電解，正負(fù)兩級(jí)間產(chǎn)生的氫和氧的細(xì)小氣泡粘附于懸浮物上，將其帶至水面而達(dá)到分離的目的。 電解氣浮產(chǎn)生的氣泡小于其他方法產(chǎn)生的氣泡，故特別適用于脆弱絮狀懸浮物。電解浮上法的表面負(fù)荷(fh)通常低于4m3/(m2h)。 電解氣浮主要用于工業(yè)廢水處理方面，處理水量約在1020m3/h。由于電耗高、操作運(yùn)行管理復(fù)雜及電極結(jié)垢等問(wèn)題，較難適用于大型生產(chǎn)。電 解 氣 浮 電解氧化(ynghu)還原;電解混凝;電解氣浮第16頁(yè)/共141頁(yè)

9、第十七頁(yè)，共142頁(yè)。電 解 氣浮 第17頁(yè)/共141頁(yè)第十八頁(yè)，共142頁(yè)。從溶解(rngji)空氣和析出條件來(lái)看加壓溶氣氣浮：空氣在加壓條件下溶解，常壓下使過(guò)飽和空氣以微小氣泡形式釋放出來(lái)需要溶氣罐、空壓機(jī)或射流(shli)器、水泵等設(shè)備溶氣真空氣(kngq)浮：空氣(kngq)在常壓下溶解，真空條件下釋放優(yōu)點(diǎn)：無(wú)壓力設(shè)備缺點(diǎn)：溶解度低，氣泡釋放有限，需要密閉設(shè)備維持真空，運(yùn)行維護(hù)困難溶氣氣浮第18頁(yè)/共141頁(yè)第十九頁(yè)，共142頁(yè)。溶氣真空(zhnkng)氣浮第19頁(yè)/共141頁(yè)第二十頁(yè)，共142頁(yè)。加壓溶氣氣浮的基本原理空氣(kngq)在水中的溶解度與壓力的關(guān)系空氣(kngq)在水中的

10、溶解度的表示單位體積水溶液中溶入的空氣質(zhì)量:g(氣)/m3(水)單位體積水溶液中溶入的空氣體積:mL(氣)/L(水)加壓溶氣氣浮第20頁(yè)/共141頁(yè)第二十一頁(yè)，共142頁(yè)。空氣(kngq)在純水中的飽和溶解度第21頁(yè)/共141頁(yè)第二十二頁(yè)，共142頁(yè)。 空氣在水中的溶解度與溫度、壓力(yl)有關(guān)。 在一定范圍內(nèi)，溫度越低、壓力(yl)越大，其溶解度越大。 一定溫度下，溶解度與壓力(yl)成正比。 空氣從水中析出的過(guò)程分兩個(gè)步驟，即氣泡的形成過(guò)程與氣泡的增長(zhǎng)過(guò)程。 氣泡核的形成過(guò)程起決定性作用，有了相當(dāng)數(shù)量的氣泡核，就可以(ky)控制氣泡數(shù)量的多少與氣泡直徑的大小。溶氣氣浮法要求在這個(gè)過(guò)程中形成

11、數(shù)目眾多的氣泡核，溶解同樣空氣，如形成的氣泡核的數(shù)量越多，則形成的氣泡的直徑也就越小，越有利于滿足浮上工藝的要求。第22頁(yè)/共141頁(yè)第二十三頁(yè)，共142頁(yè)。加壓溶氣的兩種方式(fngsh) 存在問(wèn)題： 填料長(zhǎng)膜； 壓縮氣含油； 調(diào)節(jié)不便(bbin)； 時(shí)而需放氣。 存在問(wèn)題： 設(shè)備較復(fù)雜(fz)； 造價(jià)偏高。第23頁(yè)/共141頁(yè)第二十四頁(yè)，共142頁(yè)。全流程溶氣氣浮工藝全流程溶氣氣浮工藝1加壓泵；加壓泵；2減壓閥；減壓閥；3壓力溶氣罐（含填料壓力溶氣罐（含填料(tinlio)層）；層）；4放氣閥；放氣閥；5刮渣機(jī)；刮渣機(jī)；6浮渣；浮渣；7浮上分離池；浮上分離池；8集水系統(tǒng)集水系統(tǒng)第24頁(yè)/共

12、141頁(yè)第二十五頁(yè)，共142頁(yè)。部分(b fen)溶氣氣浮法部分(b fen)回流溶氣氣浮法第25頁(yè)/共141頁(yè)第二十六頁(yè)，共142頁(yè)。加壓溶氣氣浮系統(tǒng)(xtng)的組成加壓溶氣系統(tǒng)氣 浮 池 空氣釋放系統(tǒng)溶氣罐溶氣釋放裝置加壓水泵附屬設(shè)備溶氣水管路空氣供給設(shè)備第26頁(yè)/共141頁(yè)第二十七頁(yè)，共142頁(yè)。加壓溶氣系統(tǒng)(xtng)溶氣罐附屬設(shè)備加壓水泵空氣供給設(shè)備 加壓水泵的作用是提升污水，將水、氣以一定壓力送至壓力溶氣罐，其壓力的選擇應(yīng)考慮溶氣罐壓力和管路系統(tǒng)的水力損失兩部分。第27頁(yè)/共141頁(yè)第二十八頁(yè)，共142頁(yè)。加壓溶氣系統(tǒng)(xtng)溶氣罐附屬設(shè)備加壓水泵空氣供給設(shè)備壓力溶氣罐的作用

13、是使水與空氣充分接觸，促進(jìn)空氣的溶解。溶氣罐的形式有多種，如下圖所示，其中以罐內(nèi)填充填料的溶氣罐效率最高。第28頁(yè)/共141頁(yè)第二十九頁(yè)，共142頁(yè)。加壓溶氣系統(tǒng)(xtng)加壓水泵(shubng)溶氣罐空氣(kngq)供給設(shè)備附屬設(shè)備水泵壓水管裝射流器挾氣式溶氣方式有三種水泵吸氣式在經(jīng)濟(jì)和安全方面都不理想，已很少使用空壓機(jī)供氣是較早使用的一種供氣方式，使用較廣泛，其優(yōu)點(diǎn)是能耗相對(duì)較低壓力管裝射流器進(jìn)行溶氣的優(yōu)點(diǎn)是不需另設(shè)空壓機(jī)，沒(méi)有空壓機(jī)帶來(lái)的油污染和噪聲水 泵 吸 氣 式空壓機(jī)供氣式第29頁(yè)/共141頁(yè)第三十頁(yè)，共142頁(yè)。 空氣釋放系統(tǒng)是由溶氣釋放裝置和溶氣水管路組成。 溶氣釋放裝置的功

14、能是將壓力容器水減壓，使溶氣水中的氣體以微氣泡(qpo)的形式釋放出來(lái)，并能迅速、均勻地與水中的顆粒物質(zhì)粘附。 常用的溶氣釋放裝置有減壓閥、溶氣釋放噴嘴、釋放器等。 空氣釋放(shfng)系統(tǒng)第30頁(yè)/共141頁(yè)第三十一頁(yè)，共142頁(yè)。 氣浮池的功能是提供一定的容積和池表面積，使微氣泡與水中懸浮(xunf)顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣顆粒與水分離。目前最常用，其反應(yīng)池與氣浮池合建。廢水進(jìn)入反應(yīng)池完全混合后，經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室以延長(zhǎng)絮體與氣泡的接觸時(shí)間，然后由接觸室上部進(jìn)入分離(fnl)室進(jìn)行固液分離(fnl)。池面浮渣由刮渣機(jī)刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。平流式氣浮池的優(yōu)點(diǎn)是池

15、深淺、造價(jià)低、構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)行方便。缺點(diǎn)是分離(fnl)部分的容積利用率不高等。氣浮池的有效水深通常為2.02.5m，一般以單格寬度不超過(guò)10m、長(zhǎng)度不超過(guò)15m為宜。廢水在反應(yīng)池中的停留時(shí)間與混凝劑種類、投加量、反應(yīng)形式等因素有關(guān)，一般為515min。為避免(bmin)打碎絮體，廢水經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室時(shí)的流速應(yīng)小于0.1m/s。廢水在接觸室中的上升流速一般為1020mm/s，停留時(shí)間應(yīng)大于60s。豎流式氣浮池的基本工藝參數(shù)與平流式氣浮池相同。其優(yōu)點(diǎn)是接觸室在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件較好。缺點(diǎn)是與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低。有經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)處理水量大于150 200m3/h、廢水

16、中的可沉物質(zhì)較多時(shí)，宜采用豎流式氣浮池。 氣 浮 池 豎流式氣浮池平流式氣浮池第31頁(yè)/共141頁(yè)第三十二頁(yè)，共142頁(yè)。加壓加壓 溶溶 氣氣 浮浮 法法 的的 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 計(jì)計(jì) 算算1. 空氣在水中的溶解量式中：V空氣在水中的溶解度， L/m3 水； KT溶解常數(shù)，L/（m3.kPa)；p溶解空氣的絕對(duì)壓力，kPa。pKVT00021)1()(QcfpqaQcaaqSGfacSGVa10)/(第32頁(yè)/共141頁(yè)第三十三頁(yè)，共142頁(yè)。氣浮池的優(yōu)缺點(diǎn)氣浮池的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：氣浮池表面負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，池深淺，體積小； 氣浮過(guò)程中增加了水中的溶解氧，浮渣含氧，不易腐化，有利于后續(xù)(hux)處

17、理；浮渣含水率低，排渣方便；投加絮凝劑處理廢水時(shí)，所需的藥量較少。 缺點(diǎn)：耗電多，比每立方米廢水比沉淀法多耗電0.020.04KWh，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用(fi yong)偏高； 廢水懸浮物濃度高時(shí)，減壓釋放器容易堵塞，管理復(fù)雜；浮渣怕較大的風(fēng)雨襲擊。 第33頁(yè)/共141頁(yè)第三十四頁(yè)，共142頁(yè)。4.2 吸 附第34頁(yè)/共141頁(yè)第三十五頁(yè)，共142頁(yè)。在相界面上，物質(zhì)的濃度自動(dòng)發(fā)生累積或濃集的現(xiàn)象稱為吸附。在相界面上，物質(zhì)的濃度自動(dòng)發(fā)生累積或濃集的現(xiàn)象稱為吸附。 吸附就是利用多孔性的固體物質(zhì)，使廢水中的一種或多種物質(zhì)被吸附就是利用多孔性的固體物質(zhì)，使廢水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除吸附在固體

18、表面而去除(q ch)的方法。的方法。吸附法的處理對(duì)象：吸附法的處理對(duì)象： 在廢水處理中，吸附法處理的主要對(duì)象是廢水中用生化在廢水處理中，吸附法處理的主要對(duì)象是廢水中用生化法難于法難于(nny)降解的有機(jī)物或用降解的有機(jī)物或用般氧化法難于般氧化法難于(nny)氧化的溶解性有機(jī)物，包括木質(zhì)素、氯或硝基取代的芳烴化氧化的溶解性有機(jī)物，包括木質(zhì)素、氯或硝基取代的芳烴化合物、雜環(huán)化合物、洗滌劑、合成染料、除莠劑、合物、雜環(huán)化合物、洗滌劑、合成染料、除莠劑、DDT等。等。 當(dāng)用活性炭等對(duì)這類廢水進(jìn)行處理時(shí)，它不但能夠吸附當(dāng)用活性炭等對(duì)這類廢水進(jìn)行處理時(shí)，它不但能夠吸附這些難于這些難于(nny)分解的有機(jī)

19、物，降低分解的有機(jī)物，降低COD，還能使廢水脫，還能使廢水脫色、脫臭，把廢水處理到可重復(fù)利用的程度。色、脫臭，把廢水處理到可重復(fù)利用的程度。 吸附法在廢水的深度處理中得到了廣泛的應(yīng)用。吸附法在廢水的深度處理中得到了廣泛的應(yīng)用。第35頁(yè)/共141頁(yè)第三十六頁(yè)，共142頁(yè)。 吸附劑：固體吸附劑：固體(gt)表面有吸附水中溶解及膠體物質(zhì)的能表面有吸附水中溶解及膠體物質(zhì)的能力力,比表面積很大的活性炭等具有很高的吸附能力。比表面積很大的活性炭等具有很高的吸附能力。 吸附質(zhì)吸附質(zhì):被吸附物質(zhì)。被吸附物質(zhì)。一、一、 吸附吸附(xf)的基本原理及分的基本原理及分類類 主要主要(zhyo)原因：在于溶質(zhì)對(duì)水的疏

20、水特性和原因：在于溶質(zhì)對(duì)水的疏水特性和溶質(zhì)對(duì)固體顆粒的高度親和力。溶質(zhì)對(duì)固體顆粒的高度親和力。 第二種原因第二種原因:由溶質(zhì)與吸附劑之間的靜電引力、由溶質(zhì)與吸附劑之間的靜電引力、范德華引力或化學(xué)鍵力所引起。范德華引力或化學(xué)鍵力所引起。第36頁(yè)/共141頁(yè)第三十七頁(yè)，共142頁(yè)。吸吸附附(xf)物理物理(wl)吸吸附附化學(xué)化學(xué)(huxu)吸附吸附吸附劑與吸附物質(zhì)之間是通過(guò)吸附劑與吸附物質(zhì)之間是通過(guò)分子間引力分子間引力(即范徳華力即范徳華力)而產(chǎn)生而產(chǎn)生的吸附。的吸附。吸附劑與被吸附物質(zhì)之間產(chǎn)生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)鍵引起吸化學(xué)作用，生成化學(xué)鍵引起吸附。附。交換吸附交換吸附互

21、相交換離子的吸附，依互相交換離子的吸附，依靠靜電引力牢固吸附。靠靜電引力牢固吸附。第37頁(yè)/共141頁(yè)第三十八頁(yè)，共142頁(yè)。二、吸附二、吸附(xf)平衡與吸附平衡與吸附(xf)等等溫線溫線第38頁(yè)/共141頁(yè)第三十九頁(yè)，共142頁(yè)。cnkqlg1lglg2吸附吸附(xf)等溫等溫線線 表明被吸附物的量與濃度表明被吸附物的量與濃度(nngd)之間的關(guān)系式之間的關(guān)系式稱為吸附等溫式。稱為吸附等溫式。第39頁(yè)/共141頁(yè)第四十頁(yè)，共142頁(yè)。2）.朗謬爾（朗謬爾（Langmuir）等溫式）等溫式 該公式是在被吸附物質(zhì)僅為單分子層的假定下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：導(dǎo)出的

22、，形式為：11KKmyKKKmy11 將上式變換成以下形式，使用時(shí)較方便：將上式變換成以下形式，使用時(shí)較方便：第40頁(yè)/共141頁(yè)第四十一頁(yè)，共142頁(yè)。吸吸附附階階段段顆粒外顆粒外部擴(kuò)散部擴(kuò)散階段階段孔隙擴(kuò)散孔隙擴(kuò)散階段階段吸附反吸附反應(yīng)階段應(yīng)階段吸附質(zhì)從溶液中擴(kuò)散到吸吸附質(zhì)從溶液中擴(kuò)散到吸附劑表面附劑表面吸附質(zhì)在吸附劑孔隙中繼吸附質(zhì)在吸附劑孔隙中繼續(xù)向吸附點(diǎn)擴(kuò)散續(xù)向吸附點(diǎn)擴(kuò)散吸附質(zhì)被吸附在吸附劑孔吸附質(zhì)被吸附在吸附劑孔隙內(nèi)的吸附點(diǎn)表面隙內(nèi)的吸附點(diǎn)表面第41頁(yè)/共141頁(yè)第四十二頁(yè)，共142頁(yè)。吸附速度主要取決于外部擴(kuò)散吸附速度主要取決于外部擴(kuò)散(kusn)速度和孔隙擴(kuò)散速度和孔隙擴(kuò)散(ku

23、sn)速度。速度。外部擴(kuò)外部擴(kuò)散速度散速度與溶液濃度成正比與溶液濃度成正比與吸附劑的比表面積的大小成正與吸附劑的比表面積的大小成正比比吸附劑顆粒直徑越小，速度越快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，增加溶液與顆粒間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，可提高速度可提高速度孔隙孔隙擴(kuò)散擴(kuò)散速度速度吸附劑顆粒越小，速度越快吸附劑顆粒越小，速度越快第42頁(yè)/共141頁(yè)第四十三頁(yè)，共142頁(yè)。三三 、吸附的影響、吸附的影響(yngxing)(yngxing)因素因素第43頁(yè)/共141頁(yè)第四十四頁(yè)，共142頁(yè)。第44頁(yè)/共141頁(yè)第四十五頁(yè)，共142頁(yè)。四、吸附劑及其再生(zishng)第45頁(yè)/共1

24、41頁(yè)第四十六頁(yè)，共142頁(yè)。2 2、常用、常用(chn yn)(chn yn)吸附劑吸附劑活性炭、磺化煤、沸石、焦炭等活性炭、磺化煤、沸石、焦炭等在水處理在水處理(chl)中較多采用顆粒活性炭。中較多采用顆粒活性炭。3、吸附劑的再生、吸附劑的再生(zishng) 再生是在吸附劑本身的結(jié)構(gòu)基本不發(fā)生變化的再生是在吸附劑本身的結(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。恢復(fù)它的吸附能力。第46頁(yè)/共141頁(yè)第四十七頁(yè)，共142頁(yè)。再再生生(zishng)方方法法加熱再生加熱再生法法在高溫條件下，提高了吸附質(zhì)分在高

25、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)在高溫下氧化和分解，成為氣態(tài)逸出或斷裂成低分子逸出或斷裂成低分子化學(xué)氧化法化學(xué)氧化法通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，使吸附質(zhì)轉(zhuǎn)化為通過(guò)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(lái)。易溶于水的物質(zhì)而解吸下來(lái)。濕式氧化法濕式氧化法、電解、電解氧化法氧化法、臭氧、臭氧氧化法氧化法溶劑再生法、生物法溶劑再生法、生物法 第47頁(yè)/共141頁(yè)第四十八頁(yè)，共142頁(yè)。第48頁(yè)/共141頁(yè)第四十九頁(yè)，共142頁(yè)。五、五、 吸附操作吸附操作(cozu)方式方式和設(shè)

26、計(jì)和設(shè)計(jì)操操作作(cozu)方方式式連續(xù)連續(xù)式式間歇間歇式式將廢水和吸附劑放在吸附池內(nèi)進(jìn)行攪拌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，排除澄清液左右，然后靜置沉淀，排除澄清液固定床固定床移動(dòng)床移動(dòng)床流化流化床床吸附劑固定填放在吸附柱吸附劑固定填放在吸附柱(或或塔塔)中中在操作過(guò)程中定期地將接近飽在操作過(guò)程中定期地將接近飽和的一部分吸附劑從吸附柱中和的一部分吸附劑從吸附柱中排出，并同時(shí)將等量的新鮮吸排出，并同時(shí)將等量的新鮮吸附劑加入柱中附劑加入柱中吸附劑在吸附柱內(nèi)處于膨脹狀態(tài)，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懸浮于由下而上的水流中第49頁(yè)/共141頁(yè)第

27、五十頁(yè)，共142頁(yè)。第50頁(yè)/共141頁(yè)第五十一頁(yè)，共142頁(yè)。固定床吸附塔的構(gòu)造示意圖固定床吸附塔的構(gòu)造示意圖1濾布層；濾布層；2再生液進(jìn)口；再生液進(jìn)口；3放氣管；放氣管；4、10擋水板；擋水板；5人孔蓋；人孔蓋；6進(jìn)水；進(jìn)水；7窺孔；窺孔；8吸附劑層；吸附劑層；9多孔板；多孔板；11出水口出水口第51頁(yè)/共141頁(yè)第五十二頁(yè)，共142頁(yè)。吸附操作吸附操作(cozu)工藝流程工藝流程1進(jìn)水；進(jìn)水；2出水；出水；3吸附劑吸附劑第52頁(yè)/共141頁(yè)第五十三頁(yè)，共142頁(yè)。移動(dòng)床吸附塔構(gòu)造示意圖移動(dòng)床吸附塔構(gòu)造示意圖1通氣閥；通氣閥；2進(jìn)料斗；進(jìn)料斗；3溢流溢流(y li)管；管； 4、5直流式襯

28、膠閥；直流式襯膠閥；6水射器；水射器；7截止閥截止閥第53頁(yè)/共141頁(yè)第五十四頁(yè)，共142頁(yè)。粉狀炭流化床及再生系統(tǒng)粉狀炭流化床及再生系統(tǒng)1吸附塔；吸附塔；2溢流管；溢流管；3穿孔板；穿孔板；4處理水槽；處理水槽；5脫水機(jī)；脫水機(jī)；6飽和炭貯槽；飽和炭貯槽；7飽和炭供給飽和炭供給(gngj)槽；槽；8煙囪；煙囪；9排水泵；排水泵；10廢水槽；廢水槽；11氣體冷卻器；氣體冷卻器；12脫臭爐；脫臭爐；13再生爐；再生爐；14再生炭冷卻槽；再生炭冷卻槽；15，16水射器；水射器；17原水泵；原水泵；18原水槽原水槽第54頁(yè)/共141頁(yè)第五十五頁(yè)，共142頁(yè)。六、吸附六、吸附(xf)法在污水處理中法

29、在污水處理中的應(yīng)用的應(yīng)用1. 吸附吸附(xf)法除法除汞汞 活性炭有吸附汞和汞化合物的性能活性炭有吸附汞和汞化合物的性能(xngnng)，但，但因其吸附能力有限，只適宜于處理含汞量低的廢水。因其吸附能力有限，只適宜于處理含汞量低的廢水。吸附法除汞流程吸附法除汞流程第55頁(yè)/共141頁(yè)第五十六頁(yè)，共142頁(yè)。2. 煉油廠、印染廠廢水煉油廠、印染廠廢水(fishu)的深度處的深度處理理 某煉油廠含油廢水某煉油廠含油廢水(fishu)，經(jīng)隔油，氣浮和，經(jīng)隔油，氣浮和生物處理后，再經(jīng)砂濾和活性炭過(guò)濾深度處理。生物處理后，再經(jīng)砂濾和活性炭過(guò)濾深度處理。 廢水的含酚量從廢水的含酚量從0.1mg/L(生物生

30、物(shngw)處理后處理后)降降至至0.005mg/L，氰從，氰從0.19mg/L降至降至0.048mg/L，COD從從85mg/L降至降至18mg/L。第56頁(yè)/共141頁(yè)第五十七頁(yè)，共142頁(yè)。4.3 離子交換(l z jio hun)第57頁(yè)/共141頁(yè)第五十八頁(yè)，共142頁(yè)。 實(shí)質(zhì)：不溶性離子化合物實(shí)質(zhì)：不溶性離子化合物(離子交換劑離子交換劑)上的可交上的可交換離子與溶液中的其他同性換離子與溶液中的其他同性(tngxng)離子的交換反離子的交換反應(yīng)，是一種特殊的吸附過(guò)程，通常是可逆化學(xué)吸附。應(yīng)，是一種特殊的吸附過(guò)程，通常是可逆化學(xué)吸附。第58頁(yè)/共141頁(yè)第五十九頁(yè)，共142頁(yè)。 離

31、子交換離子交換(l z jio hun)是可逆反應(yīng)，其反應(yīng)式是可逆反應(yīng)，其反應(yīng)式可表達(dá)為：可表達(dá)為：HRMMRH交換交換樹(shù)脂樹(shù)脂交換交換離子離子飽和飽和樹(shù)脂樹(shù)脂 在平衡在平衡(pnghng)狀態(tài)下，樹(shù)脂中及溶液中的反狀態(tài)下，樹(shù)脂中及溶液中的反應(yīng)物濃度符合下列關(guān)系式：應(yīng)物濃度符合下列關(guān)系式：KRHMRMH K值的大小能定量地反映離值的大小能定量地反映離子交換劑對(duì)某兩個(gè)子交換劑對(duì)某兩個(gè)(lin )固固定離子交換選擇性的大小。定離子交換選擇性的大小。第59頁(yè)/共141頁(yè)第六十頁(yè)，共142頁(yè)。無(wú)機(jī)離子交換劑：無(wú)機(jī)離子交換劑：（1）天然沸石：交換容量小，使用）天然沸石：交換容量小，使用pH值范圍值范圍(

32、fnwi)窄窄（2）高價(jià)金屬磷酸鹽、高價(jià)金屬水合氧化物）高價(jià)金屬磷酸鹽、高價(jià)金屬水合氧化物有機(jī)離子交換劑有機(jī)離子交換劑即離子交換樹(shù)脂即離子交換樹(shù)脂一、離子交換一、離子交換(l z jio hun)劑劑1、離子交換劑的結(jié)構(gòu)、離子交換劑的結(jié)構(gòu)(jigu)、組成及分類、組成及分類離子交換劑是一種帶有可交換離子（陽(yáng)離子或陰離子）的不溶離子交換劑是一種帶有可交換離子（陽(yáng)離子或陰離子）的不溶性固體物。性固體物。離子交換樹(shù)脂：是具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的有機(jī)高分子離子交換樹(shù)脂：是具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的有機(jī)高分子聚合電解質(zhì)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架部分一般很穩(wěn)定，不溶聚合電解質(zhì)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架部分一般很穩(wěn)定，不溶于酸、堿和一般

33、溶劑。在網(wǎng)的各處都有許多可被交換于酸、堿和一般溶劑。在網(wǎng)的各處都有許多可被交換的活性基團(tuán)。的活性基團(tuán)。第60頁(yè)/共141頁(yè)第六十一頁(yè)，共142頁(yè)。結(jié)構(gòu) 磺化煤：兼有強(qiáng)酸性和弱酸性兩種活性基團(tuán)(j tun)的陽(yáng)離子交換劑。 命名 第61頁(yè)/共141頁(yè)第六十二頁(yè)，共142頁(yè)。第62頁(yè)/共141頁(yè)第六十三頁(yè)，共142頁(yè)。 第63頁(yè)/共141頁(yè)第六十四頁(yè)，共142頁(yè)。第64頁(yè)/共141頁(yè)第六十五頁(yè)，共142頁(yè)。6 6）機(jī)械強(qiáng)度）機(jī)械強(qiáng)度 主要取決于交聯(lián)度和溶脹率。交聯(lián)度越大，溶脹率主要取決于交聯(lián)度和溶脹率。交聯(lián)度越大，溶脹率越小，則機(jī)械強(qiáng)度越高。越小，則機(jī)械強(qiáng)度越高。7 7）. .耐熱性耐熱性 一定的

34、工作溫度范圍一定的工作溫度范圍(fnwi)(fnwi)，若操作溫度過(guò)高，若操作溫度過(guò)高，就會(huì)發(fā)生比較嚴(yán)重的熱分解現(xiàn)象。，就會(huì)發(fā)生比較嚴(yán)重的熱分解現(xiàn)象。化學(xué)性能化學(xué)性能1)、離子交換容量、離子交換容量 ：定量表示樹(shù)脂定量表示樹(shù)脂(shzh)交換能力的大小，單位為交換能力的大小，單位為mol/kg(干樹(shù)脂干樹(shù)脂(shzh)重量法重量法)或或mol/L(濕樹(shù)濕樹(shù)脂脂(shzh)容積法容積法)它決定于樹(shù)脂它決定于樹(shù)脂(shzh)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)所含活性基團(tuán)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)所含活性基團(tuán)的數(shù)目。數(shù)目。交換容量可以用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)得。交換容量可以用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)得。弱酸性或弱堿性交換樹(shù)脂弱酸性或弱堿性交換樹(shù)脂(shzh)

35、的交換容量與的交換容量與pH值有關(guān)值有關(guān) 第65頁(yè)/共141頁(yè)第六十六頁(yè)，共142頁(yè)。全交換容量：?jiǎn)挝粩?shù)量的離子交換樹(shù)脂中能夠起交換作用的活性基團(tuán)或可交換離子的總數(shù)量；工作交換容量：樹(shù)脂在動(dòng)態(tài)工作條件下實(shí)際(shj)的交換容量；有效交換容量：工作交換容量因正、反洗損失的交換容量。樹(shù)脂類型強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂弱酸性離子交換樹(shù)脂強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂弱堿性離子交換樹(shù)脂有效pH范圍11451411207第66頁(yè)/共141頁(yè)第六十七頁(yè)，共142頁(yè)。3）、）、 交聯(lián)度交聯(lián)度 線性樹(shù)脂分子與交聯(lián)劑之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)所形成的交聯(lián)鍵的密度。線性樹(shù)脂分子與交聯(lián)劑之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)所形成的交聯(lián)鍵的密度。 交聯(lián)度較高的樹(shù)脂，

36、孔隙率較低，密度較大，離子擴(kuò)散交聯(lián)度較高的樹(shù)脂，孔隙率較低，密度較大，離子擴(kuò)散(kusn)速速度較低，對(duì)半徑較大的離子和水合離子的交換量較小，浸泡在水中時(shí)，度較低，對(duì)半徑較大的離子和水合離子的交換量較小，浸泡在水中時(shí)，水化度較低，形變較小，也就比較穩(wěn)定，不易破碎。水化度較低，形變較小，也就比較穩(wěn)定，不易破碎。 4）、交換勢(shì)）、交換勢(shì)交換勢(shì)大，交換離子越容易交換勢(shì)大，交換離子越容易(rngy)取代樹(shù)脂上的可交換離取代樹(shù)脂上的可交換離子，也就表明交換離子與樹(shù)脂之間的親和力越大。子，也就表明交換離子與樹(shù)脂之間的親和力越大。5）、化學(xué)穩(wěn)定性）、化學(xué)穩(wěn)定性第67頁(yè)/共141頁(yè)第六十八頁(yè)，共142頁(yè)。6)

37、、選擇性、選擇性強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(shzh)（1）不同價(jià)態(tài)離子，電荷越高，親和力越大。）不同價(jià)態(tài)離子，電荷越高，親和力越大。 例如：例如：Na+Ca2+Al3+Th（IV）（2）當(dāng)離子價(jià)態(tài)相同時(shí)親和力隨著水合離子半徑減小而增）當(dāng)離子價(jià)態(tài)相同時(shí)親和力隨著水合離子半徑減小而增大。大。 一價(jià)離子：一價(jià)離子：Li+H+Na+NH4+K+Rb+Cs+Ag+Tl+ 二價(jià)離子：二價(jià)離子：Mg2+Zn2+Co2+Cu2+Cd2+Ni2+Ca2+Sr2+Pb2+Ba2+ （3）稀土元素的親和力隨原子序數(shù)增大而減小。）稀土元素的親和力隨原子序數(shù)增大而減小。 La3+Ce3+Pr3+Nd3+

38、Sm3+Eu3+Gd3+Tb3+Dy3+Y3+Ho3+ Er3+Tm3+ Yb3+Lu3+Sc3+弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(shzh)H+的親和力比其它陽(yáng)離子大，其它同強(qiáng)酸型。的親和力比其它陽(yáng)離子大，其它同強(qiáng)酸型。第68頁(yè)/共141頁(yè)第六十九頁(yè)，共142頁(yè)。強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂(shzh)F-OH-CH3COO-HCOO-C1-NO2-CN-Br-C2O42-NO3-HSO4-I-CrO42-SO42-檸檬酸根離檸檬酸根離子子弱堿型陰離子交換樹(shù)脂弱堿型陰離子交換樹(shù)脂(shzh)F-C1-Br-I-CH3COO-Mo052-P043-AsO43-NO3- Cr

39、O42-SO42-OH-第69頁(yè)/共141頁(yè)第七十頁(yè)，共142頁(yè)。第70頁(yè)/共141頁(yè)第七十一頁(yè)，共142頁(yè)。操作操作取未知樹(shù)脂樣品取未知樹(shù)脂樣品2mL2mL，置于，置于30mL30mL試管中試管中 操作操作加加1 1N N HCl15mLHCl15mL，搖，搖1-2min1-2min，重復(fù)，重復(fù)2-32-3次次 操作操作水洗水洗2 23 3次次 操作操作加加1O1OCuSOCuSO4 4( (其中含其中含1 1H H2 2SOSO4 4)5mL)5mL，搖，搖1min1min，放，放5min 5min 檢查檢查淺綠色淺綠色不變色不變色 操作操作加加5 5N N氨液氨液2mL2mL，搖，搖1m

40、in1min，水洗，水洗加加1 1N N NaOH15mLNaOH15mL搖搖1min1min，水洗，水洗，加酚酞，水洗加酚酞，水洗 檢查檢查深藍(lán)深藍(lán)顏色不變顏色不變紅色紅色不變色不變色 結(jié)果結(jié)果強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂弱酸性陽(yáng)樹(shù)脂弱酸性陽(yáng)樹(shù)脂強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂弱堿性陰樹(shù)脂弱堿性陰樹(shù)脂 第71頁(yè)/共141頁(yè)第七十二頁(yè)，共142頁(yè)。二、離子交換二、離子交換(l z jio hun)平衡平衡選擇系數(shù)K大于1，說(shuō)明(shumng)該樹(shù)脂對(duì)B+的親合力大與對(duì)A+的親合力，即有利于進(jìn)行離子交換反應(yīng)。第72頁(yè)/共141頁(yè)第七十三頁(yè)，共142頁(yè)。第73頁(yè)/共141頁(yè)第七十四頁(yè)，共142頁(yè)。第74頁(yè)/共

41、141頁(yè)第七十五頁(yè)，共142頁(yè)。三、離子交換過(guò)程三、離子交換過(guò)程(guchng)與與再生過(guò)程再生過(guò)程(guchng)離子交換裝置離子交換裝置固定固定床床單床單床多床多床復(fù)床復(fù)床混合床混合床聯(lián)合床聯(lián)合床連續(xù)連續(xù)床床移動(dòng)床移動(dòng)床流動(dòng)床流動(dòng)床 單床：只有一根交換柱，內(nèi)裝一種樹(shù)脂。 多床：多個(gè)單床串聯(lián)，較單床交換的效率高、效果(xiogu)耗。 復(fù)床：陽(yáng)離子交換柱與陰離子交換柱串聯(lián)使用。 混合床：在一個(gè)柱內(nèi)裝有混合的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂的混合物。 聯(lián)合床：復(fù)床和混合床聯(lián)合使用。第75頁(yè)/共141頁(yè)第七十六頁(yè)，共142頁(yè)。在床層穿透以前，樹(shù)脂分屬于飽和區(qū)、交換區(qū)和未用區(qū)，真正工作在床層穿透以前

42、，樹(shù)脂分屬于飽和區(qū)、交換區(qū)和未用區(qū)，真正工作(gngzu)(gngzu)的只有交換區(qū)內(nèi)樹(shù)脂，交換區(qū)的厚度取決于所用的樹(shù)脂、的只有交換區(qū)內(nèi)樹(shù)脂，交換區(qū)的厚度取決于所用的樹(shù)脂、離子種類和濃度以及工作離子種類和濃度以及工作(gngzu)(gngzu)條件。條件。 第76頁(yè)/共141頁(yè)第七十七頁(yè)，共142頁(yè)。第77頁(yè)/共141頁(yè)第七十八頁(yè)，共142頁(yè)。第78頁(yè)/共141頁(yè)第七十九頁(yè)，共142頁(yè)。3) 3) 再生方式再生方式 順流再生順流再生 特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，工作可靠；特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，工作可靠； 再生劑用量多，再生效率再生劑用量多，再生效率(xio l)(xio l)低，出水水質(zhì)較差

43、。低，出水水質(zhì)較差。 逆流再生逆流再生 特點(diǎn)：再生劑耗量少特點(diǎn)：再生劑耗量少( (比順流法少比順流法少4040左右左右) )，再生效率，再生效率(xio (xio l) l) 高高, ,而且能保證出水質(zhì)量；而且能保證出水質(zhì)量； 設(shè)備較復(fù)雜，操作控制較嚴(yán)格。設(shè)備較復(fù)雜，操作控制較嚴(yán)格。實(shí)驗(yàn)證明，再生實(shí)驗(yàn)證明，再生(zishng)(zishng)劑用量劑用量越多，再生越多，再生(zishng)(zishng)效率越高。效率越高。但當(dāng)再生但當(dāng)再生(zishng)(zishng)劑用量增加到劑用量增加到一定值后，再生一定值后，再生(zishng)(zishng)效率隨效率隨再生再生(zishng)(z

44、ishng)劑用量增長(zhǎng)不大。劑用量增長(zhǎng)不大。因此再生因此再生(zishng)(zishng)劑用量過(guò)高既劑用量過(guò)高既不經(jīng)濟(jì)也無(wú)必要。圖不經(jīng)濟(jì)也無(wú)必要。圖8-48-4為用為用2 2NaOHNaOH對(duì)交換了對(duì)交換了Cr6+Cr6+的強(qiáng)堿性樹(shù)脂的再生的強(qiáng)堿性樹(shù)脂的再生(zishng)(zishng)情況。情況。 第79頁(yè)/共141頁(yè)第八十頁(yè)，共142頁(yè)。固定床離子交換器的缺點(diǎn)：固定床離子交換器的缺點(diǎn)：樹(shù)脂不能邊飽和邊再生樹(shù)脂不能邊飽和邊再生(zishng)(zishng)，樹(shù)脂層厚度，樹(shù)脂層厚度比交換區(qū)厚度大得多；再生比交換區(qū)厚度大得多；再生(zishng)(zishng)和沖洗時(shí)必須和沖洗時(shí)必須停

45、止交換。為了克服上述缺停止交換。為了克服上述缺陷，發(fā)展了連續(xù)式離子交換陷，發(fā)展了連續(xù)式離子交換設(shè)備，包括移動(dòng)床和流動(dòng)床。設(shè)備，包括移動(dòng)床和流動(dòng)床。 右圖為三塔式移動(dòng)床，由交換塔、再生塔和清洗塔組成。運(yùn)行時(shí)，原水由右圖為三塔式移動(dòng)床，由交換塔、再生塔和清洗塔組成。運(yùn)行時(shí)，原水由交換塔下部交換塔下部(xi b)(xi b)逆流而上，把整個(gè)樹(shù)脂層承托起來(lái)并與之交換離子。逆流而上，把整個(gè)樹(shù)脂層承托起來(lái)并與之交換離子。一段時(shí)間后，當(dāng)出水離子開(kāi)始穿透時(shí)，停止進(jìn)水，并由塔下排水。排水時(shí)一段時(shí)間后，當(dāng)出水離子開(kāi)始穿透時(shí)，停止進(jìn)水，并由塔下排水。排水時(shí)樹(shù)脂層下降樹(shù)脂層下降( (稱為落床稱為落床) )，由塔底排出

46、部分已飽和的樹(shù)脂，同時(shí)浮球閥自動(dòng)，由塔底排出部分已飽和的樹(shù)脂，同時(shí)浮球閥自動(dòng)打開(kāi)，放入等量已再生好的樹(shù)脂。打開(kāi)，放入等量已再生好的樹(shù)脂。第80頁(yè)/共141頁(yè)第八十一頁(yè)，共142頁(yè)。 1. 1.筒體：支撐作用筒體：支撐作用 2. 2.進(jìn)水裝置進(jìn)水裝置(zhungzh)(zhungzh)：分配進(jìn)水和收：分配進(jìn)水和收集反洗用水集反洗用水 3. 3.底部排水裝置底部排水裝置(zhungzh)(zhungzh)：收集出水：收集出水和分配反洗水和分配反洗水第81頁(yè)/共141頁(yè)第八十二頁(yè)，共142頁(yè)。由此可推得，由此可推得， HAqTQcW0HnqTQcDW04式中式中 Q Q廢水流量，廢水流量，m3/hm

47、3/h； c0 c0進(jìn)水中交換進(jìn)水中交換(jiohun)(jiohun)離子濃度，離子濃度，mmol/Lmmol/L； T T兩次再生間隔時(shí)間，兩次再生間隔時(shí)間，h h； n n交換交換(jiohun)(jiohun)器個(gè)數(shù)，一般應(yīng)不少于器個(gè)數(shù)，一般應(yīng)不少于2 2個(gè)；個(gè)； qW qW交換交換(jiohun)(jiohun)劑時(shí)工作交換劑時(shí)工作交換(jiohun)(jiohun)容量，容量， mmol/L mmol/L ； H H交換交換(jiohun)(jiohun)劑床層高，劑床層高，m m； A A交換交換(jiohun)(jiohun)器截面積，器截面積，m2m2； D D交換交換(ji

48、ohun)(jiohun)器的直徑，器的直徑，m m，其值，其值般小于般小于3m3m。第82頁(yè)/共141頁(yè)第八十三頁(yè)，共142頁(yè)。高度的確定高度的確定 交換器筒體的高度包括樹(shù)脂層高、底部排水區(qū)高和上部交換器筒體的高度包括樹(shù)脂層高、底部排水區(qū)高和上部水墊層高三部分。水墊層高三部分。 樹(shù)脂層高通常可選用樹(shù)脂層高通常可選用1.51.52.5m2.5m。塔徑越大，層高越高，。塔徑越大，層高越高，一般層高不得低于一般層高不得低于0.7m0.7m。 樹(shù)脂層上部水墊層的高度主要取決于反沖洗時(shí)的膨脹高樹(shù)脂層上部水墊層的高度主要取決于反沖洗時(shí)的膨脹高度相保證配水的均勻性。度相保證配水的均勻性。 底部排水區(qū)高度與

49、排水裝置的型式有關(guān)，一般取底部排水區(qū)高度與排水裝置的型式有關(guān)，一般取0.4m0.4m左左右。右。 根據(jù)根據(jù)(gnj)(gnj)計(jì)算得出的塔徑和塔高選擇合適尺寸的計(jì)算得出的塔徑和塔高選擇合適尺寸的離子交換器，然后進(jìn)行水力核算。離子交換器，然后進(jìn)行水力核算。第83頁(yè)/共141頁(yè)第八十四頁(yè)，共142頁(yè)。五、離子交換五、離子交換(l z jio hun)法在廢法在廢水處理中的應(yīng)用水處理中的應(yīng)用1. 電鍍電鍍(dind)含鉻廢水含鉻廢水的處理的處理 生產(chǎn)實(shí)踐表明生產(chǎn)實(shí)踐表明(biomng)，在電鍍車間鉻鍍槽的洗滌，在電鍍車間鉻鍍槽的洗滌水閉路循環(huán)系統(tǒng)中采用離子交換法分離、回收鉻酸是有效水閉路循環(huán)系統(tǒng)中采

50、用離子交換法分離、回收鉻酸是有效的。的。第84頁(yè)/共141頁(yè)第八十五頁(yè)，共142頁(yè)。2. 離子交換法處理離子交換法處理(chl)含汞廢水含汞廢水 日本和瑞士的氯堿廠采用陰離子交換樹(shù)脂日本和瑞士的氯堿廠采用陰離子交換樹(shù)脂(shzh)和螯合樹(shù)脂和螯合樹(shù)脂(shzh)處理含汞處理含汞(氯化汞絡(luò)氯化汞絡(luò)合離子合離子)廢水。廢水。3. 離子交換法處理離子交換法處理(chl)含酚廢水含酚廢水六、離子交換系統(tǒng)的操作管理與維護(hù)六、離子交換系統(tǒng)的操作管理與維護(hù)第85頁(yè)/共141頁(yè)第八十六頁(yè)，共142頁(yè)。第86頁(yè)/共141頁(yè)第八十七頁(yè)，共142頁(yè)。4.4 膜分離法教學(xué)目的(md)、要求：掌握膜分離法的原理，電滲析

51、、反滲透、超濾的原理熟悉裝置了解應(yīng)用舉例 第87頁(yè)/共141頁(yè)第八十八頁(yè)，共142頁(yè)。第88頁(yè)/共141頁(yè)第八十九頁(yè)，共142頁(yè)。膜過(guò)程膜過(guò)程推動(dòng)力推動(dòng)力傳質(zhì)機(jī)理傳質(zhì)機(jī)理透過(guò)物及其透過(guò)物及其尺寸尺寸截留物截留物膜類型膜類型電滲析電滲析電位差電位差離子選擇性離子選擇性透過(guò)透過(guò)溶解性無(wú)機(jī)溶解性無(wú)機(jī)物物非電解質(zhì)非電解質(zhì)大分子大分子離子交離子交換膜換膜反滲透反滲透壓力差壓力差2-2-10MPa10MPa溶劑的擴(kuò)散溶劑的擴(kuò)散 水或溶劑水或溶劑溶質(zhì)、鹽溶質(zhì)、鹽、SSSS非對(duì)稱非對(duì)稱膜膜超過(guò)濾壓力差0.1-10.MPa篩濾及表面作用水、鹽及低分子有機(jī)物膠體大分子、不容有機(jī)物非對(duì)稱膜滲析滲析濃度差濃度差溶質(zhì)的

52、擴(kuò)散溶質(zhì)的擴(kuò)散低分子物質(zhì)低分子物質(zhì)、離子、離子溶劑溶劑非對(duì)稱非對(duì)稱膜膜液膜液膜化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)和濃度差和濃度差反應(yīng)促進(jìn)和反應(yīng)促進(jìn)和擴(kuò)散擴(kuò)散電解質(zhì)離子電解質(zhì)離子溶劑（非溶劑（非電解質(zhì)電解質(zhì)液膜液膜第89頁(yè)/共141頁(yè)第九十頁(yè)，共142頁(yè)。半透膜的半透膜的滲析作用滲析作用依靠薄膜中依靠薄膜中“孔道孔道”的大小分的大小分離不同的分子或離子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)依靠薄膜的離子結(jié)構(gòu)分離性質(zhì)不同的離子不同的離子依靠薄膜的有選擇的溶解性分依靠薄膜的有選擇的溶解性分離某些物質(zhì)離某些物質(zhì)動(dòng)力動(dòng)力分子擴(kuò)散作用分子擴(kuò)散作用電力電力壓力壓力滲析法滲析法電滲析法電滲析法反滲透和超濾反滲透和超濾第9

53、0頁(yè)/共141頁(yè)第九十一頁(yè)，共142頁(yè)。第91頁(yè)/共141頁(yè)第九十二頁(yè)，共142頁(yè)。+陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極Cl-Na陽(yáng)膜陽(yáng)極室陽(yáng)極室Cl-Cl-Cl-NaNaCl-NaNaCl-Cl-NaNa濃縮室淡化室淡化室濃縮室陰極室陰極室陰膜陽(yáng)膜陰膜第92頁(yè)/共141頁(yè)第九十三頁(yè)，共142頁(yè)。222CleClHOHOH22OHOeOH22244HClOHClOHCl22NaOHOHNaOHHeOH22222注意：離子交換膜的作用并不是注意：離子交換膜的作用并不是(b shi)起離子交換的作用，而是起起離子交換的作用，而是起離子選擇透過(guò)性作用。離子選擇透過(guò)性作用。第93頁(yè)/共141頁(yè)第九十四頁(yè)，共142頁(yè)。第

54、94頁(yè)/共141頁(yè)第九十五頁(yè)，共142頁(yè)。第95頁(yè)/共141頁(yè)第九十六頁(yè)，共142頁(yè)。主要(zhyo)功能是使膜不與電極接觸，通過(guò)極水排除極室中的電極過(guò)程產(chǎn)物。(5)壓緊裝置其作用是把極區(qū)和膜堆組成不漏水的電滲析器整體。可采用壓板和螺栓拉緊，也可采用液壓壓緊。第96頁(yè)/共141頁(yè)第九十七頁(yè)，共142頁(yè)。實(shí)際實(shí)際(shj)應(yīng)用的電滲應(yīng)用的電滲析器析器第97頁(yè)/共141頁(yè)第九十八頁(yè)，共142頁(yè)。第98頁(yè)/共141頁(yè)第九十九頁(yè)，共142頁(yè)。 滲透和反滲透原理示意圖滲透和反滲透原理示意圖半透膜半透膜開(kāi)始開(kāi)始(kish)時(shí)兩邊液面時(shí)兩邊液面相同相同由于由于(yuy)濃度差存在，濃度差存在，半透膜又不允許

55、溶質(zhì)通過(guò)，半透膜又不允許溶質(zhì)通過(guò)，所以水透過(guò)膜，使?jié)馑凰运高^(guò)膜，使?jié)馑贿呉好嫔撸a(chǎn)生滲透壓邊液面升高，產(chǎn)生滲透壓在濃水邊加壓，當(dāng)壓力超在濃水邊加壓，當(dāng)壓力超過(guò)滲透壓時(shí)，則水透過(guò)半過(guò)滲透壓時(shí)，則水透過(guò)半透膜，即反滲透，實(shí)現(xiàn)凈透膜，即反滲透，實(shí)現(xiàn)凈化過(guò)程。化過(guò)程。二、反滲透二、反滲透 （Reverse Osmosis Reverse Osmosis 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱RORO）第99頁(yè)/共141頁(yè)第一百頁(yè)，共142頁(yè)。 反滲透法是以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜法分離反滲透法是以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜法分離(fnl)技技術(shù)。術(shù)。滲透和反滲透 任何溶液都具有任何溶液都具有(jyu)相應(yīng)的滲透壓，其數(shù)值相應(yīng)的滲透壓，其數(shù)

56、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(wú)關(guān)，取決于溶液中溶質(zhì)的分子數(shù)，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：iicR第100頁(yè)/共141頁(yè)第一百零一頁(yè)，共142頁(yè)。第101頁(yè)/共141頁(yè)第一百零二頁(yè)，共142頁(yè)。pKFWs第102頁(yè)/共141頁(yè)第一百零三頁(yè)，共142頁(yè)。cccPFPfyy第103頁(yè)/共141頁(yè)第一百零四頁(yè)，共142頁(yè)。裝裝置置(zhungzh)板框板框式式把滲透膜貼在多孔透水板單側(cè)或兩側(cè)，把滲透膜貼在多孔透水板單側(cè)或兩側(cè)，再緊貼在不銹鋼或環(huán)氧玻璃鋼承壓板的再緊貼在不銹鋼或環(huán)氧玻璃鋼承壓板的兩側(cè)，構(gòu)成一個(gè)滲透元件兩側(cè)，構(gòu)成一個(gè)滲透元件管管式式把滲透膜裝在耐壓微孔

57、承壓管的內(nèi)側(cè)或把滲透膜裝在耐壓微孔承壓管的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，制成管狀膜的元件外側(cè)，制成管狀膜的元件螺旋螺旋卷式卷式在兩層反滲透膜中間夾一層多孔的柔性在兩層反滲透膜中間夾一層多孔的柔性格網(wǎng)，再在下面鋪一層供廢水通過(guò)的多格網(wǎng)，再在下面鋪一層供廢水通過(guò)的多孔透水格網(wǎng)，然后將它們的一端粘貼在孔透水格網(wǎng)，然后將它們的一端粘貼在多孔集水管上，繞管卷成螺旋卷筒，并多孔集水管上，繞管卷成螺旋卷筒，并將另一端密封，就成為一個(gè)反滲透元件將另一端密封，就成為一個(gè)反滲透元件中空中空纖維式纖維式在兩層反滲透膜的原料空心紡絲而成中在兩層反滲透膜的原料空心紡絲而成中空纖維管空纖維管第104頁(yè)/共141頁(yè)第一百零五頁(yè)，共142頁(yè)。

58、裝配圖裝配圖第105頁(yè)/共141頁(yè)第一百零六頁(yè)，共142頁(yè)。進(jìn)水進(jìn)水透過(guò)透過(guò)(tu u)水水濃縮濃縮(nn su)水水耐壓容器耐壓容器(rngq)透水板透水板半透半透膜膜板框式膜組件工作板框式膜組件工作過(guò)程示意圖過(guò)程示意圖特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積比管式的小。管式的小。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：裝裝卸復(fù)雜，卸復(fù)雜，單位體單位體積膜表積膜表面積小。面積小。return第106頁(yè)/共141頁(yè)第一百零七頁(yè)，共142頁(yè)。管式膜組件又分為(fn wi)單管式和管束式、內(nèi)壓式和外壓式第107頁(yè)/共141頁(yè)第一百零八頁(yè)，共142頁(yè)。特點(diǎn)特點(diǎn)(tdin): 水力條件好，安裝、水力條件好，安裝、清洗、維修比較

59、方便。清洗、維修比較方便。 能耐高壓，可以處理能耐高壓，可以處理高粘度的原水。高粘度的原水。 缺點(diǎn)是膜的有效面積缺點(diǎn)是膜的有效面積小，裝置體積大，而小，裝置體積大，而且兩端要較多的聯(lián)結(jié)且兩端要較多的聯(lián)結(jié)裝置。裝置。淡水(dnshu)淡水膜表皮層膜表皮層玻璃纖維管玻璃纖維管進(jìn)進(jìn)水水第108頁(yè)/共141頁(yè)第一百零九頁(yè)，共142頁(yè)。return第109頁(yè)/共141頁(yè)第一百一十頁(yè)，共142頁(yè)。特點(diǎn)特點(diǎn): 單位容積的膜表面積單位容積的膜表面積較大，故透水量大；較大，故透水量大； 結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；操作方便。小；操作方便。 缺點(diǎn)是原水流程缺點(diǎn)是原水流程(lichng)短，壓力損短，壓

60、力損失大，膜沾污后消除失大，膜沾污后消除困難，不能處理含有困難，不能處理含有懸浮物的液體。懸浮物的液體。第110頁(yè)/共141頁(yè)第一百一十一頁(yè)，共142頁(yè)。密封密封(mfng)密封密封(mfng)密封密封(mfng)螺旋卷式膜組件一個(gè)膜葉結(jié)構(gòu)示意圖螺旋卷式膜組件一個(gè)膜葉結(jié)構(gòu)示意圖多孔透水材多孔透水材料料膜，上下兩層膜，上下兩層第111頁(yè)/共141頁(yè)第一百一十二頁(yè)，共142頁(yè)。膜葉膜葉透水(tu shu)網(wǎng)狀材料透過(guò)透過(guò)(tu u)水水濃濃水水進(jìn)進(jìn)水水第112頁(yè)/共141頁(yè)第一百一十三頁(yè)，共142頁(yè)。進(jìn)進(jìn)水水口口耐壓耐壓容器容器(rngq)連連接接器器膜膜組組件件(z jin)密密封封圈圈端端蓋蓋