物化法污水处理技术与设备课件.ppt

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1、物化法污水处理技术与设备演讲者：李晓蕾4、膜分离技术与设备2、萃取原理及其设备3、离子交换及其设备内容概要1、吸附的内涵与类型1.1吸附的内涵与类型当流体与多孔固体接触时，流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄，这一现象称为吸附净化。用来实现吸附分离操作的设备称为吸附设备。吸附设备是分离和纯化气体与气体，气体与液体，液体与液体混合物的重要操作单元。根据吸附剂表面与吸附质之间作用力的不同，吸附可分为物理吸附和化学吸附两大类。物理吸附：由于吸附剂与吸附质之间的分子间力的作用所产生的吸附。化学吸附：一种发生在固体颗粒表面的化学反

2、应。由于吸附作用可以进行得相当完全，所以能有效地去除用一般手段难以处理的气体或液体中的低浓度污染物。实际的吸附过程通常是几种吸附综合作用的结果，但由于吸附质，吸附剂及其他因素的影响，起主要作用的可能是某种吸附。例如：有的吸附在低温时主要是物理吸附，在高温时则是化学吸附。表1物理吸附与化学吸附的比较1.2吸附的基本理论1.2.1吸附平衡与吸附速率A吸附平衡在一定条件下，当流体与吸附剂充分接触后，流体中的吸附质将被吸附剂吸附，该过程称为吸附过程。随着吸附过程的进行，吸附质在吸附剂表面上的数量逐渐增加，一部分已被吸附的吸附质，由于热运动的结

3、果而脱离吸附剂的表面，回到混合气体中去，该过程称为解吸过程。在一定温度下，当吸附速度与解吸速度相等时，流体中吸附质浓度称为平衡浓度，而吸附剂对吸附质的吸附量为平衡吸附量。吸附量是吸附平衡时，单位质量吸附剂上所吸附的吸附质的质量，它表示吸附剂吸附能力的大小。一定体积和一定浓度的吸附质溶液中，投加一定的吸附剂，经搅拌混合直至吸附平衡，测定溶液中残余的吸附质浓度，则吸附量为式中V—溶液体积，L；C0，C—吸附质的初始浓度与平衡浓度,Kg/L,mj吸附剂投加量，Kg.B吸附速率吸附速率是指单位质量的吸附剂在单位时间内所吸附的吸附质量。吸附速

4、率决定了污水和吸附剂的接触时间，吸附速率快，所需要的时间就短，需要的吸附设备容积就小。通常吸附质被吸附剂吸附的过程分为三步：（1）吸附质从气流主体穿过颗粒层周围气膜扩散至吸附剂颗粒的外表面，称为外扩散过程；（2）吸附质从吸附剂颗粒的外表面通过颗粒上的微孔扩散进入颗粒内部，达到颗粒的内表面，称为内扩散过程；（3）在吸附剂内表面上的吸附质被吸附剂吸附，称为表面吸附过程。解吸时逆向进行，首先进行吸附质的解吸，经内扩散传递至外表面，再从外表面扩散至流动相主体，完成解吸。对于物理吸附，通常吸附表面上的吸附过程进行得很快，所以决定吸附过程速率的

5、是内扩散过程和外扩散过程。C影响吸附的因素吸附能力与吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。固体吸附剂吸附能力的大小可用吸附量来衡量。在污水处理中，吸附速度决定了污水需要与吸附剂接触的时间，吸附速度快，则需要的接触时间就短，吸附设备的容积就小。多孔性吸附剂的吸附过程基本分为颗粒外部扩散、孔隙扩散、吸附反应三个阶段，吸附速度主要取决于外部扩散速度和孔隙扩散速度。1.3吸附剂的种类污水处理中采用的吸附剂种类有很多，常用的有活性炭、活化煤、硫化煤、焦炭、木炭、沸石、硅藻土、腐殖质、木屑及其他合成吸附剂。活性炭有粒状炭GAC和粉末炭PAC，粉末炭接

6、触面积大，处理效果好。活性炭的特性：1、细孔构造提供巨大的比表面积；2、石墨型微晶体边缘的不饱和炭原子使活性炭具有一定极性；1.4吸附剂的解吸再生吸附剂的再生方法有加热再生、化学氧化再生、药剂再生和生物再生等方法。在选择再生方法时，主要考虑三方面的因素：吸附质的理化性质、吸附机理和吸附质的回收价值。表2吸附剂再生方法分类a加热再生加热再生就是采用加热的方法来改变吸附平衡关系，以达到脱附和分解的目的，这是比较常用的再生方法，几乎各种吸附剂都可以用加热再生法恢复吸附能力。根据吸附剂的容量在等压下随温度升高而降低的特点，用升高吸附剂温度的方

7、法，使吸附质脱附再生。不同的吸附过程需要不同的温度，吸附作用越强，解吸时需加热的温度越高。b化学氧化再生化学氧化再生的方法有很多，可分为以下几种：湿式氧化法、电解氧化法及臭氧氧化法等。(1)湿式氧化法：湿式氧化法是在较高的温度和压力下用空气中的氧来氧化污水溶液和悬浮的有机物及还原性无机物的一种方法。(2)电解氧化法：电解氧化法是将炭作为阳极进行水的电解，在活性炭表面产生氧气将吸附质氧化分解。(3)臭氧氧化法：利用强氧化剂臭氧，将吸附在活性炭上的有机物加以分解，但由于经济指标等原因，此法实际应用不多。c其他方法（1）药剂再生。药剂再生就

8、是利用药剂将被吸附剂的物质解吸出来。常用的溶剂有无机酸（HCl、H2SO4）、碱和有机溶剂（苯、丙酮、甲醇、乙醇、卤代烃）等。（2）生物再生。生物再生就是利用生物的作用，将被活性炭吸附的有机物加以氧化分解。在再生周期长、