水质工程学第6章吸附.docx

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1、第6章吸附6.1吸附概述6.1.1概念吸附：一种物质在界面上富集的现象。吸附剂：具有吸附能力的多孔性固体物质。 吸附质：废水中被吸附的物质。吸附的分类1.物理吸附：靠分子间力产生的吸附，可吸附多种吸附质，可形成多分子吸附层。吸附━解吸是可逆过程，吸附热低，吸附速度快，无吸附选择性。2.化学吸附：由化学键力引起的吸附，能形成单分子吸附层，并具有选择性，同时是不可逆的，吸附热较高，高温下才能吸附，吸附速度因化学健不同而差别。6.1.2等温吸附模型吸附等温线：单位吸附剂的吸附容量和平衡溶液浓度之间的关系曲线。吸附等温式朗谬尔公式费兰德利希公式吸附量q的意义：选择吸附剂和吸附设备的重要参数

2、，q决定吸附剂再生周期的长短，q越大，再生周期越长，再生剂用量及其费用越小。q通过吸附试验来确定。6.2活性炭吸附6.2.1活性炭的制备分为碳化和活化两步，再绝氧的情况下加热到600度碳化，再加入氧化剂活化使其破孔，比表面积增大，增加其表面吸附官能团。6.2.2活性炭的性质1.物理性质①巨大的比表面积——吸附性能好；②发达的孔隙结构——微孔、中孔、大孔；③粒状炭和粉末炭粒状炭：利于再生粉末炭：不利于再生④密度（视密度、湿密度）、强度2.活性炭的吸附性质碘值：在一定条件下活性炭吸附碘的量，表示活性炭吸附小分子物质的吸附性能；糖蜜值：表示活性炭吸附大分子物质的吸附性能6.2.3影响活性

3、炭吸附性能的因素1.吸附剂的性质：吸附剂的种类、颗粒大小、比表面积，颗粒的细孔构造与分布、吸附剂是否是极性分子等。2.吸附质的性质：极性吸附剂易吸附极性的吸附质非极性吸附剂易吸附非极性的吸附质（物以类聚）3.废水的PH值：活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中吸附效果较好。吸附速度决定于吸附剂对吸附质的吸附过程。吸附过程一般分为3个阶段：①颗粒外部扩散阶段②颗粒内部扩散阶段③吸附反应阶段。活性炭的吸附速度大小受下列因素影响：①溶液浓度C↑，则V↑；②颗粒直径d↓，则V↑；d↓,V↑。所以，粉末状活性炭比粒状活性炭的吸附速度要快，接触时间短，设备容积小。③加强搅动，则V↑。空床接触时间

4、：吸附装置中不加任何填料情况下过水的水力停留时间。6.3活性炭吸附的应用6.3.1活性炭吸附的功能1.去除臭和味2.去除总有机碳3.去除消毒副产物前驱物4.去除挥发性有机物5.人工合成有机物的去除6.3.2粉末活性炭的应用粉末活性炭粒度小、接触面积大，吸附速度快、效果好。但是再生困难，因而运行费用较高。6.3.3粒状活性炭的应用适用于饮用水原水受到比较严重污染需要长期使用活性炭，或者为了活性炭能够再生时用粒状活性炭滤池。吸附方式：滤前吸附、滤后吸附、过滤吸附吸附装置形式：固定床、移动床、流化床6.3.5臭氧——生物活性炭的应用臭氧生物活性炭中臭氧能够氧化部分有机物并能使大分子物质转

5、化为小分子物质，从改善了活性炭的吸附性能。具有吸附和降解有机物的双重功能。但生物活性炭受温度影响大，冬季不宜运行，而且耗电量大等缺点。6.4活性炭的再生就是在吸附剂本身结构不发生或极少发生变化的情况下，用某种方法将吸附质从吸附剂的细孔中除去，以便能够重复使用。2.再生方法（1）加热再生法：由脱水、干燥、炭化，活化、冷却等5步组成（2）药剂再生法：无机酸或NaOH，有机溶剂（苯、丙酮等）（3）化学氧化法：电解氧化法，O3氧化法，湿式氧化法。（4）生物法：利用微生物的作用，将被活性炭吸附的有机物加以氧化分解。高温加热再生法的优缺点优点：①几乎所有有机物都可以采用此法；②再生炭质量均匀，

6、再生性能恢复率高，一般在95％以上；③再生时间短，粉状炭需几秒钟。粒状炭30～60min④不产生有机再生废液。缺点：①再生损失率高，再生一次活性炭损失率达3％-10％；②在高温下进行，再生炉内内衬材料的耗量大；③需严格控制温度和气体条件；④再生设备造价高。