Company LOGO 第 十 章 吸   附 adsorption 第1节  概  述 水质特点 一、吸附        某种物质(离子或分子) 在另一种物质表面或微孔内积聚的现象。 二、吸附剂和吸附质          吸附剂：具有吸附性能的物质。              特点：多孔固体，比表面积大。          吸附质：能被吸附剂吸附的物质。 三、吸附类型 第1节  概  述 化学吸附 化学键力 交换吸附 静电引力 物理吸附 分子间力 吸附剂表面 特征 表面能降低，为放热反应； 吸附无选择性，分子引力随分子量增大而增加； 无化学反应发生。  特征 吸附剂与吸附质之间由于化学键力发生了化学反应。 特征 靠吸附质离子与吸附剂表面带电点上的静电引力聚集在吸附剂表面，同时放出等当量的同号离子。       (一) 吸附平衡            当溶液中吸附质的浓度和吸附剂单位吸附量不再发生变化时；             溶液中吸附质的浓度称为平衡浓度。     第1节  概  述 四、吸附平衡与吸附等温线 (二) 平衡吸附模型  1、Freundlich吸附等温式:            式中：x—吸附量；           m—吸附剂量；         ρe—平衡浓度；       Kf、n—常数。     直线形式： 第1节  概  述  2  Langmuir吸附等温式    模型要点： 吸附剂表面活性点分布均匀,每点吸附一个分子或 离子； 单分子层吸附； 吸附质所占面积相同。           第1节  概  述 很低时， 很高时，     当              、B＞＞1时， BET吸     附等温式变成Langmuir吸附等温式。   3  BET吸附等温式         模型要点：为多分子层吸附，每一层符合Langmuir吸附等温式。 第1节  概  述    直线形式： (一) 吸附剂的性质      1  物理性质：孔的大小、比表面积；      2  表面化学特性：表面的极性。 四、影响吸附的因素 (二) 吸附质的性质      1 溶解度；      2 分子量；      3 分子极性；     (三) 操作条件    温度：物理吸附、化学吸附；    pH 值：影响吸附质的存在状态和吸附剂表面特性。    接触时间：    共存物质：诱发物；干扰物；    生物协同作用：繁殖微生物，有利于有机物的分解。 第1节  概  述 由吸附平衡、吸附容量确定吸附剂的用量； 选择最佳的吸附剂； 吸附剂的最佳吸附条件； 不同吸附剂的吸附特性对比；混合吸附质的竞争吸附比较。         第1节  概  述 四、吸附模型的工程意义 第 2 节  吸附剂 二、重要吸附剂  活性炭、活性炭纤维；  吸附树脂；  特殊吸附剂：活性氧化铝、硅胶、沸石分子筛；  其它吸附剂：褐煤、煤灰、煤灰渣等。 一、吸附剂选择原则   性能好：吸附量高，吸附速度快。  再生效果好  物化性能好  价廉、来源广 动 态 实 验 串联级数 吸附周期 通水倍数m3/kg 空塔流速v 接触时间 t = h/v 设备规模 投资及运行费用 静 态 实 验 水质条件 吸附时间 饱和吸附量 单位废水吸附剂用量；   一 、设计参数的来源 第 3 节  吸附工艺设计 1  借鉴同类设计参数           2  进行吸附实验            吸  附 实 验 最佳吸附 剂选择 吸附类型 确定 提供设计参数 二 、静态吸附试验 第 3 节  吸附工艺设计 表中： m1 ＜ m2 ＜ m3 ＜······ mn x/m ρe  吸附类型  饱和吸附量 第 3 节  吸附工艺设计 三 、动态吸附实验 (一) 实验过程 (二) 吸附容量 q 过程中发生吸附的区域 (三) 吸附带  (2) 吸附带推进速度S   式中：Q 进水量；   C0 进水浓度              dB 填充密度  B 截面积 第 3 节  吸附工艺设计  (1) 吸附带饱和分数f      吸附带中已吸附污 染物吸附剂所占百分数 第 3 节  吸附工艺设计  (3) 吸附带高度  (4) q动、q静与吸附层高度H的关系 第 3 节  吸附工艺设计 四、设计 (一) 工艺过程 废水 预处理 吸  附 排放 静态吸附 动态吸附 间歇式操作 废水和吸附剂在相对 运动过程中完成吸附 固定床、流化床、移动床 去除废水中影     响吸附的杂质: 悬浮物、油类、胶  体 混凝、沉淀、过滤 固定床 流动床 第 3 节  吸附工艺设计 流化床 第 3 节  吸附工艺设计  1  吸附塔     塔径1.0～3.5m；填充高度3.0～10m；填充层与塔径比1～4。      2  控制条件      容积速度：固定床  2m3/m3·h；                           移动床  5m3/m3·h以下。      空塔流(线)速：固定床 2.0～10.0m/h；                                 移动床 10.0～30.0m/h。      接触时间：10~50min (二) 工艺设计 第 3 节  吸附工艺设计  3  连续吸附串联级数的确定     穿透曲线计算;    公式:                        第 3 节  吸附工艺设计  1 原理          高温下，吸附质分子振动，从吸附剂表面活性点脱附下来。       高温下，有机物分子成气态分子逸出或成短链有机物。   2 再生过程        脱水、干燥(100~150℃)、炭化(300~700 ℃)、活化(700~1000 ℃)。   3 再生设备           立式多段再生炉、旋转再生炉。 第 4 节 吸附剂的再生 一、加热再生   1  原理       吸附质与熔剂的亲和力大于与吸附剂的亲和力。   2  常用再生剂       酸碱类、有机溶剂。       吸附的酚、醋酸可用氢氧化钠再生。       吸附的DDT可用异丙醇再生。 二、溶剂再生 三、其它再生方法       氧化法、生物法等 第 4 节 吸附剂的再生 第 5节 应用及进展 给水处理   嗅、味的吸附净化；   微量污染物的吸附净化。 废水处理   典型有机污染物的吸附回收(酚、苯等)；   组合工艺的达标把关措施；   活性炭生物强化技术；   生物活性碳技术   电化学技术(铁碳内电解、电解阴极或阳极) 一、应用 第 5节 应用及进展 深度处理方法，处理对象浓度低； 处理的对象便于再生和回收； 避免二次污染。 二、注意事项 例题 例题:     进水总有机碳为：100mg/L；    出水容许浓度为：200mg/L；    活性炭容重为：401g/L；    柱中碳体积为1L。  求：     (1) 吸附总有机碳量:           终点Cb=90%C0,出水4300L。          根据                                 进行图解积分得：          吸附总有机碳量为266.5g。    (2) 终点活性炭吸附量266.5/401=0.66g/g;    (3) 穿透点活性炭吸附量130.5/4
第十章 吸附.ppt