第八八章章其他他傳傳質(zhì)質(zhì)分分離離方方法法學(xué)習(xí)習(xí)目目標(biāo)標(biāo)了解解離離子子交交換換分分離離、、氣氣浮浮分分離離及及電電解解分分離離等等環(huán)環(huán)境境工工程程中常常見見的的傳傳質(zhì)質(zhì)分分離離方方法法的的基基本本概概念念，，在在環(huán)環(huán)境境工工程程中中的的應(yīng)應(yīng)用用。。掌握握離離子子交交換換分分離離、、氣氣浮浮分分離離及及電電解解分分離離的的基基本本原原理理，，各種種常常用用設(shè)設(shè)備備選選用用。。第一一節(jié)節(jié)離離子子交交換換分分離離離子子交交換換分分離離是是利利用用固固相相離離子子交交換換劑劑功功能能基基團團所所帶帶的的可可交換換離離子子，，與與接接觸觸交交換換劑劑的的溶溶液液中中相相同同電電性性的的離離子子進進行行交交換換反應(yīng)應(yīng)，，以以達達到到粒粒子子的的置置換換、、分分離離、、去去除除、、濃濃縮縮等等目目的的。。一、、離離子子交交換換的的基基本本原原理理⑴離子子交交換換劑劑離子子交交換換劑劑：離子子交交換換樹樹脂脂無機機離離子子交交換換劑劑（（如如天天然然與與合合成成沸沸石石））天然然有有機機交交換換劑劑（（如如磺磺化化煤煤等等））離子子交交換換樹樹脂脂的的固固體體骨骨架架多多為為苯苯乙乙烯烯和和二二乙乙烯烯苯苯的的共共聚聚物，，它它具具有有三三維維交交聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)?？捎没瘜W(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)的的方方法法，，將將某某些些離離子子功功能能基基團團加加到到聚聚合合物物骨骨架架上上，，將將其其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變成成具具有有離離子子交交換換性性能能的的水水溶溶脹脹性性的的凝凝膠膠。。a-苯乙乙烯烯與與二二乙乙烯烯共共聚聚物物；；b-丙烯烯酸酸與與二二乙乙烯烯共共聚聚物物a-磺化化；；b-陽離離子子交交換換樹樹脂脂中中的的固固定定離離子子與與遷遷移移離離子子示示意意；；c-氯甲甲基基化化和和氨氨基基化化⑵離子子交交換換平平衡衡離子子交交換換平平衡衡規(guī)規(guī)律律的的理理論論依依據(jù)據(jù)為為質(zhì)質(zhì)量量作作用用定定律律。離子子交交換換反反應(yīng)應(yīng)為為：交換換反反應(yīng)應(yīng)的的平平衡衡關(guān)關(guān)系系：K＝K---離子交換換平衡選選擇系數(shù)數(shù)。K值越大，，吸著量量越大，，即溶液液中的Bn+離子的去去除率越高。。根據(jù)K值的大小小，可以以判斷交交換樹脂脂選擇性性的強弱弱。強酸性陽陽離子交交換樹脂脂的選擇擇系數(shù)離子種類二乙烯苯含量離子種類二乙烯苯含量4％8％16％4％8％16％Li+H+Na+NH4+K+Rb+Cs+Ag+Tl+UO22+1.001.321.581.902.272.462.674.736.712.361.001.271.982.552.903.163.258.5112.42.451.001.472.373.344.504.624.6622.928.53.34Mg2+Zn2+Co2+Cu2+Cd2+Ni2+Ca2+Sr2+Pb2+Ba2+2.953.133.233.293.373.454.154.706.567.473.293.473.743.853.883.935.166.519.9111.53.513.783.814.464.954.067.2710.118.020.8⑶傳質(zhì)速率率在離子交交換過程程中，同同樣存在在著兩個個主要的的傳質(zhì)阻阻力：①離子交換換劑粒子子附近的的邊界層層中產(chǎn)生生的外部部傳質(zhì)阻阻力。②是在粒子子內(nèi)部的的擴散傳傳質(zhì)阻力力。一般來說說，溶液液中交換換離子的的濃度很很低時，，外部傳傳質(zhì)是控制步驟驟，在分分離因數(shù)數(shù)或選擇擇性系數(shù)數(shù)很高時時，傾向向于外部部擴散控制。二、離子子交換設(shè)設(shè)備最常用的的離子交交換設(shè)備備：1.固定床---床層固定定不變，，水流由由上而下下流動。2.移動床---交換設(shè)備備主要由由交換柱柱和再生生柱兩部部分組成成。3.流動床---交換樹脂脂在連續(xù)續(xù)移動中中實現(xiàn)交交換和再再生。三、離子子交換技技術(shù)的應(yīng)應(yīng)用⑴含汞污水水的處理理：用巰基樹脂脂交換柱柱進行處理。⑵含鎘污水水的處理理：用D370大孔叔胺胺型弱堿堿性陰離離子交換換樹脂來來處理。。⑶除磷脫氮氮：用離子交交換法對城市污水水進行深度處理理。第二節(jié)氣氣浮分分離氣浮分離離---在污水中中利用大量的微微小氣泡泡作為載載體去粘附疏水水性懸浮浮固體和和乳化油油，使其其隨氣泡泡浮升到到水面，，形成泡沫層層，然后后用機械械方法撇撇除。一、氣浮浮分離原原理空氣、污水、污水中細細小顆粒粒物質(zhì)組組成三相相系統(tǒng)，由于細小顆粒粒粘附到到氣泡上上時，使使氣泡界界面發(fā)生生變化，，引起界界面能的變化化。ΔE＞0，界面能能減少，，顆粒粘粘附在氣氣泡上；；ΔE＜0，則顆粒不能粘粘附于氣泡上上，ΔE＝б（1－cosθ）不同懸浮顆粒粒與水的潤濕濕情況二、氣浮分離離設(shè)備—氣浮浮池氣浮池結(jié)構(gòu)平流式氣浮池池的設(shè)計⑴接觸室面積AcAc＝⑵分離室表面積積AsAs＝⑶核算⑷氣浮池總高H（m）＝t≥20minH=h1+h2+h3三、氣浮分離在環(huán)環(huán)保工業(yè)中的的應(yīng)用①分離地面水水中的細小懸懸浮物、藻類類以及微絮體體；②回收工業(yè)污污水中的有用用物質(zhì)，如造造紙廠污水中中的紙漿纖維及填料等等；③代替二次沉沉淀池，分離離和濃縮剩余余活性污泥，，特別適用于那些易于于產(chǎn)生污泥膨膨脹的生化處處理工藝中；；④分離回收油油污水中的懸懸浮油和乳化化油；⑤分離回收以以分子或離子子狀態(tài)存在的的目的物，如如表面活性劑和金屬離離子等。第三節(jié)電解解分離技術(shù)一、電解分離離原理接通直流電源源后，電解槽槽的陰極和陽陽極之間發(fā)生生了電位差，驅(qū)使正離離子移向陰極極，在陰極取取得電子，進進行還原反應(yīng)應(yīng)；負離子移向陽陽極，在陽極極放出電子，，進行氧化反反應(yīng)。從而使使得污水中的污污染物在陽極極被氧化，在在陰極被還原原，或者與電電極反應(yīng)產(chǎn)物作作用，轉(zhuǎn)化為為無害成分被被分離除去。。二、電解設(shè)備備—電解槽電解槽的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式電解槽極板電電路結(jié)構(gòu)形式式三、電解分離離在環(huán)保工業(yè)業(yè)中的應(yīng)用電解凝聚法對對各類污水處處理的工藝參參數(shù)污水來源PH電量消耗/(A.h/L)電流密度/(A.min/dm2)電能消耗/(kW.h/m3)電解電壓(單極式)/V電極金屬消耗/(g/m3)電極材料極距/mm污水電解時間/min制革廠8-100.3-0.80.5-1.01.5-3.03-5250-700鋼板2020-25毛皮廠8-100.1-0.31-20.6-1.53-5150-200鋼板2020肉類加工廠8-90.08-0.121.5-2.01.0-0.158-1270-110鋼板2040電鍍廠9-10.50.3-0.150.3-0.50.4-2.59-1245-150鋼板1020-30第四節(jié)生物處理技術(shù)術(shù)一、好氧生物處理理1.活性污泥法⑴活性污泥法的的基本原理①生物吸附階段段②生物氧化階段段③絮凝體形成與與凝聚沉淀階階段⑵活性污泥法的的基本流程活性污泥法基基本流程圖⑶曝氣池裝置①鼓風(fēng)曝氣式曝曝氣池②機械曝氣式曝曝氣池機械曝氣法裝裝置簡圖2.生物膜法依靠固著于固固體介質(zhì)表面面的微生物來來凈化有機物物。⑴基本原理生物膜對污水水的凈化作用用⑵生物膜法設(shè)備備①生物濾池a.普通生物濾池池普通生物濾池池構(gòu)造圖b.高負荷生物濾濾池高負荷生物濾濾池剖面圖c.塔式生物濾池池塔式生物濾池池②生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤工作作情況示意圖圖二、厭氧生物處理理厭氧生物處理理是在無氧的的條件下，利利用兼性菌和和厭氧菌分解有機物的的一種生物處處理法。1.厭氧生物處