染整工业废水的物理化学处理法课件.pptx
第一节第一节 活性炭吸附法活性炭吸附法 活性炭是一种多孔结构的固体，它的内部是由相互连接的微孔组成的巨大网状结构，具有优异的吸附能力和稳定的化学性质，能耐酸、碱，能经受水浸、高温、高压的作用而不易破碎，是废水处理的优良吸附剂。活性炭吸附法：利用多孔性物质吸附难以分解的有机物,降低COD,还能脱色，除臭，脱除重金属、放射性元素等。具有适应性广、处理效果好、可回收有用物料、吸附剂可重复使用等优点。吸附：就是液相或气相的分子收容在固体表面的现象。吸附是一种界面现象。固体称吸附剂,被固体吸附的物质称吸附质。吸附的结果是吸附质在吸附剂上浓集，吸附剂的表面能降低。一、吸附原理（一）吸附原理：吸附现象是界面现象，即在不同的两相（液-固）的交接面上发生的现象。为什么吸附剂具有吸引力呢？固体（吸附剂）表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能，当某些物质碰撞固体表面时，受到这些不平衡力的吸引而停留在固体表面上。吸附剂与被吸附物之间的作用力：三种三种类类型型交交换换吸附吸附物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附（二）吸附平衡在吸附过程中，固、液两相经过充分的接触后，一方面由于吸附剂不断吸附吸附质，另一方面吸附质由于热运动不断脱离吸附剂表面而解吸，最终将达到吸附与解吸的动态平衡。达到平衡时，单位吸附剂所吸附物质的数量称为平衡吸附量。二、影晌吸附的因素主要三方面主要三方面吸附吸附剂结剂结构构吸附吸附质质性性质质操作条件操作条件比表面积比表面积孔结构孔结构表面化学性质表面化学性质 三、活性炭吸附（一）吸附剂 固体物质只有多孔物质或磨得极细的物质由于具有很大的表面积，才能作为吸附剂。吸附剂还必须满足下列要求：吸附能力强；吸附选择性好；吸附平衡浓度低；容易再生和再利用；机械强度好；化学性质稳定；来源广；价廉。（二）活性炭 活性炭是一种非极性吸附剂。外观为暗黑色，有粒状和粉状两种，目前大量采用的是粒状活性炭。活性炭主要成分除碳以外，还含有少量的氧、氢、硫等元素以及水分、灰分。（三）吸附过程吸附过程通常可分为三个阶段：第一阶段：吸附质扩散通过水膜而到达吸附剂表面；第二阶段：吸附质在孔隙内扩散，其扩散速率与吸附质的分子大小、温度、吸附质与吸附剂的结合能及孔内浓度梯度有关；第三阶段：吸附质在吸附剂内表面上发生吸附。四、吸附设备吸附操作分间歇和连续两种：间歇式吸附工艺是将吸附剂投入废水中，不断进行搅拌，经一定时间达到吸附平衡后，用沉淀或过滤的方法进行固液分离。连续式吸附工艺是废水不断流进吸附床，与吸附剂接触。按照吸附按照吸附剂剂 充填方式有充填方式有固定床固定床移移动动床床流化床流化床 五、吸附剂再生吸附剂在达到饱和吸附后，必须进行脱附再生，才能重复使用，即在吸附剂结构不变化或者变化极小的情况下，用某种方法将吸附质从吸附剂孔隙中除去，恢复它的吸附能力。再生方法再生方法加热再生蒸汽法药剂再生 第二节气浮法第二节气浮法气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其密度小于水而上浮到水面实现固液或液液分离的过程。气浮法的特点：(1)占地较少，基建投资省；(2)气浮池具有预曝气作用；(3)去除低浊含藻水处理效率高，出水水质好；(4)浮渣含水率低，有利于污泥的后续处理；(5)可以回收利用有用物质；(6)所需药剂量比沉淀法省，但电耗较大。一、基本原理 气浮过程包括气泡产生、气泡与颗粒(固体或液滴)附着以及上浮分离等连续步骤。实现气浮法分离的必要条件有：第一，必须向水中提供足够数量的微细气泡，气泡理想尺寸为 1530 m；第二，必须使目的物呈悬浮状态或具有疏水性质，从而附着于气泡上浮升。（一）气泡的产生 产生微气泡的方法主要有电解、分散空气和溶气气浮法三种。1、电解法：向水中通入 510V 的直流电，废水电解产生H2、O2 和 CO2 等，气泡微细，密度小，直径约 1060m,浮升过程中不会引起水流紊动，浮载能力大，特别适用于脆弱絮凝体的分离。2、分散空气法：通过由粉未冶金、素烧陶瓷或塑料制成的微孔板,将压缩空气分散为小气泡。将空气引入一个高速旋转的叶轮附近，通过叶轮的高速剪切运动，将空气吸入并分散为小气泡(直径 1mm 左右)。叶轮气浮池一般采用正方形，气浮池的工作水深一般为 2.54m,气浮时间 1520min。叶轮气浮适用于悬浮物浓度高的废水。3、溶气气浮法：是使空气在一定压力下溶于水中并呈饱和状态，然后使废水压力骤然降低，这时溶解的空气便以微小的气泡从水中析出并进行气浮。溶气气浮分为两种方式：一种是空气在常压或加压下溶于水中，在负压下析出，称为溶气真空气浮；另一种是空气在加压下溶入水中，在常压下析出，称为加压溶气气浮。（二）悬浮物与气泡附着悬浮物与气泡附着有三种基本形式：气泡在颗粒表面析出，气泡与颗粒吸附以及絮体中裹挟气泡。气泡能否与悬浮颗粒发生有效附着主要取决于颗粒的表面性质。如果颗粒易被水润湿，则称该颗粒为亲水性的，如颗粒不易被水润湿，则是疏水性的。若要用气浮法分离亲水性颗粒,就必须投加合适的药剂，以改变颗粒的表面性质，这种药剂通常称为浮选剂。浮选剂大多数由极性-非极性分子所组成，其极性端含有OH，COOH，SO3H,NH2,N 等亲水基团，而非极性端主要是碳链。在气浮过程中，浮选剂的极性基团能选择性地被亲水性物质所吸附，非极性端则朝向水，从而使亲水颗粒表面变为疏水表面。二、气浮设备 常用的气浮池分平流式和竖流式两种：平流式气浮池的池深一般为 1.52.0m,不超过 2.5m,池深与池宽之比大于 0.3。竖流式气浮池池高45m,长宽或直径一般在 910m 以内。中央进水室、刮渣板和刮泥粑都安装在中心转轴上，依靠电机驱动以同样速度旋转。
