三、吸附法课件

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三、吸附法2005年十二月的松花江污染事件发生后，中国紧急修建活性炭拦截坝治污。并且运送150吨的活性炭送往俄罗斯。活性炭怎么样起作用的呢？

1吸附是什么？吸附的分类常见的吸附剂有哪些？吸附剂的重要的特性是什么？吸附的工艺操作有哪些？吸附剂的再生方法有哪些？

2三、吸附法（一）吸附的概念吸附产生的根本的原因：降低表面能吸附法就是利用多孔性的固体物质，使水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而分离去除的方法。应用范围：用于除去用生化法难于降解的有机物，或用一般氧化法难于氧化的溶解性有机物，包括木质素、杂环化合物、合成染料等，或汞、锑、铋、锡、钴、镍、铬、铜、镉、金等金属离子。在相界面上，物质的浓度自动发生累积或浓集的现象

3（二）吸附的分类物理吸附化学吸附范德华力吸附热小可逆化学作用吸附热大有选择性物理吸附与化学吸附并不是孤立的。

4（三）吸附剂活性炭的特性：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；活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、硅藻土、腐殖质、焦碳、木炭、木屑等吸附剂要求：吸附能力强，吸附的选择性好，吸附平衡浓度低，容易再生，机械强度好，化学稳定性好，价廉易得。

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6案例分析取0.200g干离子交换纤维5份，分别加入质量浓度20mg/L自制Cr(Ⅵ)溶液150mL。不同温度下放置不同时间后，测定自制废水中残留Cr(Ⅵ)的质量浓度，并计算纤维与自制废水中Cr(Ⅵ)的交换量。图中给出了纤维与自制废水中Cr(Ⅵ)的离子交换等温曲线。问题：这是等温曲线吗？

7（四）经典吸附等温线活性炭的平衡吸附：在一定温度下，使活性炭与被处理的水接触，并达到平衡时的溶液浓度和活性炭所吸附的有机物数量之间的关系吸附等温线通过静态吸附实验绘出

8Freundlich吸附：经验公式吸附量与浓度的关系有：取对数：适应范围比Langmuir型吸附大一些，但是在高温下偏离较大。

9问题：想一想吸附剂的吸附容量会受哪些条件影响？1、吸附剂结构（比表面积、孔结构、表面化学性质）2、吸附质性质（有机物链长、极性大小）3、操作条件（时间、温度、pH、浓度、吸附剂再生方法）

10活性炭种类与操作设计种类：粒状炭（GAC）和粉末炭（PAC）连续操作：固定床、移动床、流动床固定床重力式压力式降流式升流式

11吸附剂的再生再生方法加热法蒸汽法溶剂法臭氧氧化法生物法▲(立式多段炉、转炉、直接电流加热、微波再生、高频脉冲放电）----降低吸附质浓度和升温可增加溶解度，改变吸附平衡。（有机溶剂苯、丙酮、甲醇、卤代烷，无机酸碱）----改变体系的亲水—憎水平衡，改变吸附剂与吸附质之间的分子引力，改变介质的介电常数；对于能够电离的物质最好以分子形式吸附，以离子形式脱附，即酸性物质宜在酸里吸附，在碱里脱附，碱性物质宜在碱里吸附，在酸里脱附。

12由于吸附法对水的预处理要求高，吸附剂的价格昂贵，因此在废水处理中，吸附法主要用来去除废水中的微量污染物，达到深度净化的目的。或是从高浓度的废水中吸附某些物质达到资源回收和治理目的。如:废水中少量重金属离子的去除、有害的生物难降解有机物的去除、脱色除臭等。吸附法在污水处理中的应用

13一、吸附法除汞汞在天然水中的浓度为0.03～2.8μg/L。水中汞污染物的来源可追溯到含汞矿物的开采、冶炼、各种汞化合物的生产和应用领域。因此在冶金、化工、化学制药、仪表制造、电气、木材加工、造纸、油漆颜料、纺织、鞣革、炸药等工业的含汞生产废水都可能是环境水体中汞的污染源。1.水体中汞污染物的来源

14未经处理的含汞废水被排入当地供水系统

15对含汞废水可能有很多种可供选择的处理方法。这些方法的有效性和经济性取决于汞在废水中的化学形态、初浓度、其他存在组分的性质和含量、处理深度等因素。常用的处理方法有沉淀法、离子交换法、吸附法、混凝法以及将离子态汞还原为元素态后再过滤的方法。其中离子交换法、铁盐或铝盐混凝法和活性炭吸附法都可使废水中含汞量降到小于0.01mg/L水平；硫化法沉淀配以混凝法可使废水含汞量达到0.01～0.02mg/L水平；还原法一般只用于少量废水处理，最终流出液中含汞量可达到相当低的水平。2.含汞废水治理方法

16吸附法处理含汞废水最常用吸附剂是活性炭。其有效性取决于废水中汞的初始形态和浓度、吸附剂用量、处理时间等。增大用量和增长时间有利于提高对有机汞和无机汞的去除效率。一般有机汞的去除率优于无机汞。某些浓度颇高的含汞废水经活性炭吸附处理后，去除率可达85％～99％，但对含汞浓度较低的废水，虽则处理后流出液中含汞水平已相当低，但去除百分数却很小。

17国内某厂处理含汞污水，工艺中采用静态吸附法（先沉淀，后吸附）。即采用硫化钠作为沉淀剂，使汞离子以硫化汞沉淀析出，同时以氢氧化钙为pH调整剂，硫酸亚铁作絮凝剂除去水中的泥沙等悬浮物质，然后采用吸附泄漏的金属汞和汞化物。经处理后的排放水可以达到排放标准。3.吸附法除汞实例

18静态吸附法处理含汞废水工艺流程

19二、印染废水的深度处理我国单个企业规模小，区域内数量大，一个镇印染废水排放量每天1－10万吨，最大一天30万吨。一个县级市每天印染废水达60万吨。如此大的污水排放量自然造成的污染也就非常严重。我国的印染废水产生如此之大，主要有两个原因：第一，我国由于使用低档棉较多，杂质多，需多次冲洗，因此废水量大、COD高、pH高。第二，环保管理落后，工艺相对落后。1.国内印染企业现状

20印染废水造成的太湖污染

21生物方法:利用微生物新陈代谢作用去除废水中的有机物化学方法：基于胶体化学理论，采用混凝手段物理方法：天然矿物质多孔材料吸附和膜分离技术2.印染废水处理方法

22吸附法处理印染废水在物理方法中吸附脱色用的最多，即利用多孔性的固体介质，将染料分子吸附在其表面，从而达到脱色的效果。吸附剂包括再生吸附剂如活性炭、离子交换纤维和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰)及天然废料(木炭、锯屑)等。这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过其颗粒状物质组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤而除去。

23潍坊第二印染厂排放的印染废水CDD达到600-1000mg/L,pH通常为7-10，要求处理后出水COD≤100mg/L、BOD5≤60mg/L、SS≤50mg/L、色度≤50倍、pH值为6-8，另外，厂房要将50%的处理水回用于生产，要求回用水的COD≤50mg/L、BOD5≤30mg/L，SS≤5mg/L，色度≤25倍。3.吸附法处理印染废水的应用实例

24其中生物炭池采用方形结构（分2格并联运行），尺寸为4m×4.5m×4m,炭层有效高度为1.5m,滤速为1.3m/h,采用气水联合反冲方式[反冲气强度为10L/(㎡·s),反冲水强度为10L/(㎡·s)。印染废水处理流程

25该工程至今已运行12年，实践证明生物炭工艺对印染废水的COD、BOD5、SS和色度均有良好的去除，出水水质可满足工艺回用要求，尤其是对色度的去除效果是其他工艺无法比拟的。另外，只要每天坚持反冲洗，保证供气量充足且不间断，同时严格控制进水浓度（COD≤200mg/L），则炭的使用寿命可以大大延长。该厂除每年补充因反冲洗磨损造成的3%~5%炭量损失外，对原炭已连续使用12年，处理效果未见明显下降。