水处理气浮与萃取.pptx

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1、2023/2/151教学内容：教学内容：概述概述气浮的原理气浮的原理气浮的类型气浮的类型气浮的工艺流程气浮的工艺流程气浮所用的设备气浮所用的设备第1页/共50页2一、一、概概 述述1 1、什么是气浮法？、什么是气浮法？通过某种方式通过某种方式产生产生大量的大量的微气泡微气泡，使其，使其与与废水废水中密度接近水的固体或液体污染物中密度接近水的固体或液体污染物微粒粘附微粒粘附，形，形成密度小于水的气浮体，在成密度小于水的气浮体，在浮力的作用浮力的作用下，上浮下，上浮至水面形成浮渣而实现液固或液液分离。至水面形成浮渣而实现液固或液液分离。气浮法用于从废水中气浮法用于从废水中去除比重小于去除比重小于1

2、 1的悬浮物、油类和脂肪的悬浮物、油类和脂肪，并用于，并用于污泥的浓缩污泥的浓缩。第2页/共50页2023/2/1532 2、气浮过程：、气浮过程：气泡气泡(bubble)bubble)的产生的产生气泡与颗粒的附着气泡与颗粒的附着上浮分离上浮分离3 3、实现气浮分离必须具备的条件：、实现气浮分离必须具备的条件：必须向水中提供足够的微细气泡；必须向水中提供足够的微细气泡；必须使目的物呈悬浮态或具有疏水性；必须使目的物呈悬浮态或具有疏水性；必须使气泡与悬浮物质产生粘附作用。必须使气泡与悬浮物质产生粘附作用。第3页/共50页2023/2/154二、二、气浮的基本原理气浮的基本原理为了探讨颗粒向气泡粘

3、附条件及它们之间的内在规律，应研究三相混合系的为了探讨颗粒向气泡粘附条件及它们之间的内在规律，应研究三相混合系的表面张力和体系界面自由能，颗粒表面疏水性和润湿接触角；混凝剂与表面表面张力和体系界面自由能，颗粒表面疏水性和润湿接触角；混凝剂与表面活性剂在气浮分离中的作用与影响。活性剂在气浮分离中的作用与影响。第4页/共50页5v 气泡能否与颗粒发生有效的粘附主要取决于颗粒的气泡能否与颗粒发生有效的粘附主要取决于颗粒的表面性质表面性质。（1 1）颗粒表面疏水性和润湿接触角）颗粒表面疏水性和润湿接触角亲水性亲水性(hydrophilicity)：如果颗粒易被水润湿，则称该颗粒为亲水如果颗粒易被水润湿

4、，则称该颗粒为亲水性的。性的。疏水性疏水性(hydrophobicity)：如颗粒不易被水润湿，则是疏水性的。如颗粒不易被水润湿，则是疏水性的。颗粒的润湿程度常用接触角的大小来衡量。颗粒的润湿程度常用接触角的大小来衡量。1 1、水中颗粒与气泡粘附条件、水中颗粒与气泡粘附条件第5页/共50页6接触角接触角(contact angle)：在静止状态下，当气、在静止状态下，当气、液、固三相接触时，气液界面张力线和固液、固三相接触时，气液界面张力线和固液界面张力线之间的夹角液界面张力线之间的夹角(包含液相的包含液相的)称为称为平衡接触角，用平衡接触角，用 表示。表示。接触角接触角示意图示意图固体a a

5、、90，固体固体表面疏水，易于为表面疏水，易于为气泡所粘附。气泡所粘附。气泡接触角 接触角 LS LG GS液体液体固体气泡液体液体（b b）（a a）第6页/共50页2023/2/157（2 2）界面自由能（）界面自由能（E）E=界面张力（界面张力（）界面面积（界面面积（S）颗粒与气泡粘附前，单位面积上体系的界面自由能：颗粒与气泡粘附前，单位面积上体系的界面自由能：E E1 1=LS LG 颗粒与气泡粘附后，粘附面单位面积上界面自由能：颗粒与气泡粘附后，粘附面单位面积上界面自由能：E E2 2=GS 粘附前后，粘附面单位面积上界面自由能的减少值：粘附前后，粘附面单位面积上界面自由能的减少值：

6、E=EE=E1 1 E E2 2=LS LG GS E E越大，颗粒与气泡粘附得越牢固，易于气浮处越大，颗粒与气泡粘附得越牢固，易于气浮处理。理。第7页/共50页8（3 3）气）气-粒气浮体的亲水吸附和疏水吸粒气浮体的亲水吸附和疏水吸附附气浮体气浮体：气泡与颗粒的结合体。：气泡与颗粒的结合体。水中颗粒表面性质不同，所构成的气水中颗粒表面性质不同，所构成的气-粒气浮粒气浮体的粘附情况也不同。体的粘附情况也不同。亲水吸附亲水吸附：润湿接触角小，气粒两相接触面积：润湿接触角小，气粒两相接触面积小，气浮体结合不牢，容易脱落。小，气浮体结合不牢，容易脱落。疏水吸附疏水吸附：润湿：润湿接触角大，气粒两接触

7、角大，气粒两相接触面积大相接触面积大，气气浮体结合牢固，不浮体结合牢固，不易脱落。易脱落。第8页/共50页2023/2/159（4 4）废水宜气浮处理的判断）废水宜气浮处理的判断平衡时，三相界面张力之间的关系为：平衡时，三相界面张力之间的关系为：LS LGcos GS接触前后的能量变化：接触前后的能量变化：E=LS LG GS =LG(1cos)第9页/共50页10 E LG(1cos)（a a）当当颗颗粒粒润润湿湿性性很很好好时时，00，coscos 11，E0E0，颗颗粒粒不不能能与与气气泡泡粘粘附附，即即不不能能用气浮法处理。用气浮法处理。（b b）当当颗颗粒粒润润湿湿性性很很差差时时，

8、180180，coscos -l l，则则 E2E2 LGLG，颗颗粒粒与与气气泡泡粘粘附附动动力大，颗粒易与气泡粘附，宜于用气浮法处理。力大，颗粒易与气泡粘附，宜于用气浮法处理。（c c）固固体体的的接接触触角角越越大大，越越易易于于与与气气泡泡粘粘附附。但但对对于于 LGLG很很小小的的体体系系，虽虽然然有有利利于于固固体体向气泡的粘附，但由于粘附动力较小，颗粒向气泡的粘附困难。向气泡的粘附，但由于粘附动力较小，颗粒向气泡的粘附困难。第10页/共50页2023/2/15112 2、气浮过程的调节、气浮过程的调节污染物的颗粒能否与气泡粘附及粘附的牢固程度，与污染物的疏水性强弱有关。污染物的颗

9、粒能否与气泡粘附及粘附的牢固程度，与污染物的疏水性强弱有关。有有时时污污染染物物的的疏疏水水性性较较弱弱，用用气气浮浮法法处处理理时时效效率率很很低低。为为了了增增加加废废水水中中悬悬浮浮颗颗粒粒的的疏疏水水性性，以以提提高高气气浮浮选选效效果果，需需向向废废水水中中投投加加化化学学药药剂剂，这这些些化化学学药药剂剂主主要要包包括括浮选剂浮选剂、混凝剂混凝剂和助凝剂等。和助凝剂等。第11页/共50页12（1 1）浮选剂）浮选剂（flotation reagent)flotation reagent)大多是链状有机表面活性剂。大多是链状有机表面活性剂。主要特征是分子结构的不对称性，属于主要特征是

10、分子结构的不对称性，属于极性极性-非非极性分子极性分子。分子的一端含有极性基。分子的一端含有极性基(如如-OH、-COOH、-SO3H、-NH3、N等等)，显示出亲，显示出亲水性，称为亲水基；另一端为非极性基水性，称为亲水基；另一端为非极性基(如如-R R)，显示出疏水性，称为疏水基。，显示出疏水性，称为疏水基。当在分散相为亲水性粒子的水中投加浮选剂时，当在分散相为亲水性粒子的水中投加浮选剂时，亲水粒子就强烈吸附浮选剂的亲水基，而迫使亲水粒子就强烈吸附浮选剂的亲水基，而迫使疏水基伸向水。结果在粒子周围形成亲水基向疏水基伸向水。结果在粒子周围形成亲水基向粒子而疏水基向水的定向排列，从而使亲水性粒

11、子而疏水基向水的定向排列，从而使亲水性粒子的表面性质由亲水性转变为疏水性。粒子的表面性质由亲水性转变为疏水性。第12页/共50页13浮选药剂的分类：浮选剂（浮选剂（flotation reagent)flotation reagent)根据其作用的不同可分为以下几种：根据其作用的不同可分为以下几种：捕捕收收剂剂(collector)collector)：能能够够提提高高颗颗粒粒可可浮浮性性的的药药剂剂称称为为捕捕收收剂剂。属属于于捕捕收收剂剂的的有有松松香油、煤油、黄药、黑药、氧化石蜡、十八胺等；香油、煤油、黄药、黑药、氧化石蜡、十八胺等；起起泡泡剂剂(frother)frother)：它它的

12、的作作用用是是降降低低液液体体表表面面自自由由能能，产产生生大大量量微微细细且且均均匀匀的的气气泡泡，防止气泡破灭和相互兼并，形成相当稳定的泡沫层。防止气泡破灭和相互兼并，形成相当稳定的泡沫层。第13页/共50页2023/2/1514（2 2）混凝剂）混凝剂含油废水中存在起乳化作用的表面活性剂时，乳化剂的疏水基便伸入油粒，亲含油废水中存在起乳化作用的表面活性剂时，乳化剂的疏水基便伸入油粒，亲水基伸向水，从而在油粒表面形成定向排列并具有双电层结构的亲水性保护膜。水基伸向水，从而在油粒表面形成定向排列并具有双电层结构的亲水性保护膜。保护膜所带的同号电荷互相排斥，使油粒不能接触碰撞和并大，形成稳定的

13、乳保护膜所带的同号电荷互相排斥，使油粒不能接触碰撞和并大，形成稳定的乳化油水体系。化油水体系。在气浮前需采取脱稳和破乳措施，有效的方法就是投加混凝剂。在气浮前需采取脱稳和破乳措施，有效的方法就是投加混凝剂。第14页/共50页2023/2/1515(3)(3)调整剂调整剂1 1）抑制剂抑制剂(depressor)depressor)：能暂时或永久性地抑制某些物质的浮上性能能暂时或永久性地抑制某些物质的浮上性能,而又不妨而又不妨碍需要去除的悬浮颗粒的上浮的药剂称为抑制剂。如石灰、硫化钠等。碍需要去除的悬浮颗粒的上浮的药剂称为抑制剂。如石灰、硫化钠等。2 2）介质调整剂介质调整剂(regulator

14、)regulator)：主要作用是调整废水的主要作用是调整废水的pHpH值。如各种酸、碱等。值。如各种酸、碱等。第15页/共50页2023/2/1516二、气浮法的分类二、气浮法的分类气浮过程包括气浮过程包括气泡气泡(bubble)bubble)的产生的产生、气泡与气泡与颗粒的附着颗粒的附着及及上浮分离上浮分离等连续步骤。等连续步骤。产生数量和尺寸合适的气泡是实现气浮过程产生数量和尺寸合适的气泡是实现气浮过程的重要条件的重要条件。产生气泡的方法主要有产生气泡的方法主要有电解电解、分散空气分散空气和和溶溶解空气再释放解空气再释放三种。三种。按水中气泡产生的方法，气浮法可分为按水中气泡产生的方法，

15、气浮法可分为电解电解气浮法气浮法(electrolyzed flotation)、散气散气气浮法气浮法(diffused air flotation,DiAF)和和溶气气浮法溶气气浮法(dissolved air flotation,DAF)三类三类。第16页/共50页2023/2/15171 1、散气气浮法、散气气浮法散气散气气浮气浮是利用是利用机械剪切力机械剪切力，将混，将混合于水中的空气粉碎成细小的气泡，合于水中的空气粉碎成细小的气泡，以进行气浮的方法。以进行气浮的方法。按粉碎气泡方法的不同，散气气浮按粉碎气泡方法的不同，散气气浮常用的有常用的有扩散板曝气气浮扩散板曝气气浮和和叶轮气叶轮

16、气浮浮两种。两种。第17页/共50页2023/2/1518(1)(1)扩散板曝气气浮扩散板曝气气浮压压缩缩空空气气通通过过具具有有细细孔孔的的扩扩散散板板或或微微孔孔管管，使使空空气气以以细细小小气气泡泡的的形形式式进进入入水水中中，进进行行气气浮浮过过程程。产产生生的的气气泡泡大大小小与与微微孔孔板板孔孔径径及水的表面张力有关。及水的表面张力有关。优优点点是是简简单单易易行行，但但缺缺点点较较多多，其其中中主主要要是是空空气气扩扩散散装装置置的的微微孔孔易易于于堵堵塞塞，气气泡泡较较大大，气气浮浮效效率率不不高高等等，因因此此这这种种方方法法近近年年已已少用少用。第18页/共50页2023/

17、2/1519（2）叶轮气浮法叶轮气浮法原理：原理：将空气引入到一个高速旋转的混合器或叶轮机的附近，通过叶轮的高速剪将空气引入到一个高速旋转的混合器或叶轮机的附近，通过叶轮的高速剪切运动，将引入的空气切割成细小气泡，与水混合进行气浮。切运动，将引入的空气切割成细小气泡，与水混合进行气浮。特点：特点：叶轮气浮池不易堵塞，适于处理水量不大而悬浮物浓度高的废水。叶轮气浮池不易堵塞，适于处理水量不大而悬浮物浓度高的废水。第19页/共50页2023/2/15202 2、电解气浮法、电解气浮法电解气浮法是对废水进行电解，这时在阴极产生大量的氢气泡，氢气泡的直电解气浮法是对废水进行电解，这时在阴极产生大量的氢

18、气泡，氢气泡的直径很小，仅有径很小，仅有10106060 m m。废水中的悬浮颗粒粘附在氢气泡上，随其上浮，从而达到了净化废水的目的。废水中的悬浮颗粒粘附在氢气泡上，随其上浮，从而达到了净化废水的目的。与此同时，在阳极上电解形成的氢氧化物起着混凝剂的作用，有助于水中的与此同时，在阳极上电解形成的氢氧化物起着混凝剂的作用，有助于水中的污泥上浮或下沉。污泥上浮或下沉。第20页/共50页2023/2/1521特点：特点：产生的气泡微细，密度小，浮升过程中不会引起水流紊动，浮载能力大，产生的气泡微细，密度小，浮升过程中不会引起水流紊动，浮载能力大，特特别适合于脆弱絮凝体的分离。别适合于脆弱絮凝体的分离

19、。但电耗大，电极容易结垢，操作运行管理复杂。但电耗大，电极容易结垢，操作运行管理复杂。应用：应用：主要用于中小规模的工业废水处理，且多用于去除细分散相悬浮固体和乳化主要用于中小规模的工业废水处理，且多用于去除细分散相悬浮固体和乳化油。油。第21页/共50页223 3、溶气气浮法、溶气气浮法概念：概念：溶气法是使空气在一定压力的作用下溶气法是使空气在一定压力的作用下溶解溶解于水中，并达到于水中，并达到过饱和过饱和状态，状态，然后再突然使废水然后再突然使废水减压减压，这时溶解于水中的空气便以微小气泡的形式从水中逸，这时溶解于水中的空气便以微小气泡的形式从水中逸出，以进行气浮过程的方法。出，以进行气

20、浮过程的方法。分类：分类：根据气泡在水中根据气泡在水中析出时的所处压力析出时的所处压力的不同，溶气气浮又可分为的不同，溶气气浮又可分为:溶气真溶气真空气浮空气浮和和加压溶气气浮加压溶气气浮两种类型。两种类型。第22页/共50页23溶气真空气浮溶气真空气浮定义定义：溶气真空气浮溶气真空气浮是使空气在常压或加压条是使空气在常压或加压条件下溶入水中，而在负压条件下析出，以进行件下溶入水中，而在负压条件下析出，以进行气浮过程的方法。气浮过程的方法。主要特点主要特点：气浮池是在负压：气浮池是在负压(真空真空)状态下运行状态下运行的。的。优点优点：空气溶解所需压力比加压溶气气浮低，：空气溶解所需压力比加压

21、溶气气浮低，动力设备和电能消耗较少动力设备和电能消耗较少。缺点缺点：气浮在负压条件下运行，一切设备部件，：气浮在负压条件下运行，一切设备部件，都要密封在气浮池内，使都要密封在气浮池内，使气浮池的构造复杂气浮池的构造复杂，给给维护运行和维修带来很大困难维护运行和维修带来很大困难。此外，这种。此外，这种方法只适用于处理污染物浓度不高的废水，因方法只适用于处理污染物浓度不高的废水，因此在生产中使用的不多。此在生产中使用的不多。第23页/共50页2023/2/1524三、加压溶气气浮法三、加压溶气气浮法加压溶气气浮加压溶气气浮是使是使空气在加压条件下溶入水中，空气在加压条件下溶入水中，而在常压下析出，

22、以进行气浮过程的方法。加压而在常压下析出，以进行气浮过程的方法。加压溶气气浮是国内外最常用的气浮法。溶气气浮是国内外最常用的气浮法。1 1、加压溶气气浮法的工艺流程、加压溶气气浮法的工艺流程根据废水中所含悬浮物的种类、性质，处理水净根据废水中所含悬浮物的种类、性质，处理水净化程度和加压方式的不同，基本工艺流程有三种：化程度和加压方式的不同，基本工艺流程有三种：1 1 1 1）全溶气流程）全溶气流程）全溶气流程）全溶气流程（DAF with total aeration of flow)2 2 2 2）部分溶气流程部分溶气流程部分溶气流程部分溶气流程(DAF with partial aerat

23、ion of flow)3 3 3 3）回流加压溶气流程回流加压溶气流程回流加压溶气流程回流加压溶气流程（DAF with recycle aeration of flow)第24页/共50页2023/2/15251 1）全溶气流程）全溶气流程(泵后加气泵后加气)第25页/共50页2023/2/1526全溶气流程全溶气流程的特点：的特点：（a a）溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；（b b）在在处处理理水水量量相相同同的的条条件件下下，它它较较回回流流加加压压溶溶气气气气浮浮法法所所需需的的气气浮浮池池小小，从而减少了基建投资。从而

24、减少了基建投资。（c c）但但由由于于全全部部废废水水经经压压力力泵泵，所所以以增增加加了了含含油油废废水水的的乳乳化化程程度度，而而且且压压力力泵和溶气罐均较其它两种流程大，因此投资和运转动力消耗较大。泵和溶气罐均较其它两种流程大，因此投资和运转动力消耗较大。第26页/共50页2023/2/15272 2）部分溶气流程）部分溶气流程第27页/共50页2023/2/1528 （a a）较全溶气气浮法所需的压力泵小，故动力消耗低；较全溶气气浮法所需的压力泵小，故动力消耗低；（b b）压力泵所造成的乳化油量较全部溶气法低；压力泵所造成的乳化油量较全部溶气法低；（c c）气浮池的大小与全部溶气法相同

25、，但较部分回流溶气法小。气浮池的大小与全部溶气法相同，但较部分回流溶气法小。部分溶气流程部分溶气流程的特点：的特点：第28页/共50页2023/2/15293 3）回流加压溶气流程）回流加压溶气流程第29页/共50页2023/2/1530（a a）加压的水量少，动力消耗省；加压的水量少，动力消耗省；（b b）气浮过程中不促进乳化；气浮过程中不促进乳化；（c c）矾花形成好，后絮凝也少；矾花形成好，后絮凝也少；（d d）不易堵塞；）不易堵塞；（e e）缺点是气浮池的容积较前两缺点是气浮池的容积较前两种流程大种流程大。回流加压溶气流程回流加压溶气流程回流加压溶气流程回流加压溶气流程的特点：的特点：

26、的特点：的特点：第30页/共50页312 2、加压溶气气浮系统的组成、加压溶气气浮系统的组成由由压力溶气系统压力溶气系统、空气释放系统空气释放系统和和气浮分离设备气浮分离设备三部分组成。三部分组成。（1）压力溶气系统）压力溶气系统组成组成：包括加压水泵、压力溶气罐、空气供给设包括加压水泵、压力溶气罐、空气供给设备（空压机或射流器）及其他附属设备。备（空压机或射流器）及其他附属设备。加压水泵加压水泵的作用是提升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐。的作用是提升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐。压力溶气罐压力溶气罐的作用是在一定的压力的作用是在一定的压力(一般一般0.20.20.60.6M

27、Pa)MPa)下，下，保证空气能充分地溶保证空气能充分地溶于废水中，并使水、气混合良好。于废水中，并使水、气混合良好。影响溶气效果的关键设备。影响溶气效果的关键设备。溶气方式溶气方式：水泵吸气、射流挟气式和空压机供气。水泵吸气、射流挟气式和空压机供气。第31页/共50页2023/2/1532（2 2）空气释放系统）空气释放系统由由溶气释放装置溶气释放装置和和溶气水管路溶气水管路组成。组成。溶气释放装置的作用溶气释放装置的作用：将压力溶气水减压，使溶气水中的气体以微气泡的形：将压力溶气水减压，使溶气水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速、均匀地与水中的颗粒物粘附。式释放出来，并能迅速、均匀地

28、与水中的颗粒物粘附。溶气释放设备有两类溶气释放设备有两类：减压阀减压阀专用释放器专用释放器第32页/共50页2023/2/1533（3 3）气浮分离设备）气浮分离设备气浮分离设备气浮分离设备气浮池气浮池（flotation cell)flotation cell)气浮池是气浮过程的主要设备，它的作用是当废水从减压阀流入水池后，由于压气浮池是气浮过程的主要设备，它的作用是当废水从减压阀流入水池后，由于压力减至常压，使溶解于废水中的空气以微小气泡形式逸出。气泡在上升过程中吸力减至常压，使溶解于废水中的空气以微小气泡形式逸出。气泡在上升过程中吸附乳化油和细小悬浮颗粒，上浮至水面形成浮渣，由刮渣机除去

29、。附乳化油和细小悬浮颗粒，上浮至水面形成浮渣，由刮渣机除去。加压溶气气浮池的种类较多，加压溶气气浮池的种类较多，基本形式基本形式有有平流式平流式和和竖流式竖流式两两种。种。第33页/共50页2023/2/1534第34页/共50页2023/2/1535第35页/共50页2023/2/15363.4 3.4 萃取萃取（extractionextraction）基本概念基本概念萃取原理萃取原理萃取工艺过程及设备萃取工艺过程及设备萃取法在废水处理中的应用萃取法在废水处理中的应用第36页/共50页37一、基本概念一、基本概念萃取萃取：在废水处理中，萃取是向废水中在废水处理中，萃取是向废水中加入加入一种

30、一种与水互不混溶，但能良好溶解要去除污染物的与水互不混溶，但能良好溶解要去除污染物的有有机溶剂机溶剂，使其与废水充分混合接触，废水中的目，使其与废水充分混合接触，废水中的目标污染物大部分转入有机溶剂中，然后分离废水标污染物大部分转入有机溶剂中，然后分离废水和有机溶剂，使废水得到净化的过程。和有机溶剂，使废水得到净化的过程。萃取分萃取分固固-液萃取液萃取和和液液-液萃取液萃取（溶剂萃取，（溶剂萃取，solvent extractionsolvent extraction），），废水处理中采用废水处理中采用液液-液液萃取萃取。萃取剂萃取剂：萃取所加入的有机溶剂。：萃取所加入的有机溶剂。萃取物萃取物

31、：被萃取出来的目标物。：被萃取出来的目标物。萃取相萃取相：萃取后的有机溶剂。：萃取后的有机溶剂。萃余相萃余相：萃取后的液相。：萃取后的液相。第37页/共50页38二、萃取原理二、萃取原理基于溶质在两种互不混溶的溶剂（通常其一是基于溶质在两种互不混溶的溶剂（通常其一是水）中具有不同的分配能力。水）中具有不同的分配能力。1、分配系数、分配系数在一定温度下，某溶质在一定温度下，某溶质A在两溶剂相分配达平衡在两溶剂相分配达平衡时，时，A在两相中的浓度符合分配定律，即在两相中的浓度符合分配定律，即A在两在两相中的浓度比为一常数，这个常数成为分配系相中的浓度比为一常数，这个常数成为分配系数，用数，用K表示

32、。表示。K的表达式：的表达式：K K为常数的条件为常数的条件：温度一定，溶质浓度极低，溶质：温度一定，溶质浓度极低，溶质在两相中的存在状态相同。在两相中的存在状态相同。第38页/共50页392、分配比、分配比设溶质A在两相中的可能存在形态为A1、A2、An，则分配比（D）为：D D表示出了溶质在两相中的表示出了溶质在两相中的实际实际平衡分配关系。平衡分配关系。D D越大，被萃取物在有机相中的浓度越大，越大，被萃取物在有机相中的浓度越大，越越容易被萃取容易被萃取。第39页/共50页2023/2/15403 3、萃取率、萃取率由上式可知，由上式可知，E E的大小取决于的大小取决于R R和和D D，

33、为使萃取达到较大的萃取率，为使萃取达到较大的萃取率，当当R R一定时，应选一定时，应选D D值较大的萃取体系；值较大的萃取体系；当体系选定后当体系选定后（D D一定），应选择较大的一定），应选择较大的R R值值。此外，采用此外，采用多级萃取多级萃取也是提高萃取率的常用有效途径。也是提高萃取率的常用有效途径。第40页/共50页414 4、萃取速度、萃取速度G=KFC （kg/h）式中F 两相的接触面积，m2；C 传质推动力，即废水中污染物质的实际浓度与平衡浓度之差值，kg/m2；K传质系数，m/h；它与两相的性质、浓度、温度、pH等有关。提高传质速率的主要途径：提高传质速率的主要途径：(1)(1

34、)增大传质推动力；增大传质推动力；(2)(2)增加两相接触面积；增加两相接触面积；(3)(3)增大传质系数。增大传质系数。第41页/共50页2023/2/1542三、萃取工艺及设备三、萃取工艺及设备1、萃取工艺过程、萃取工艺过程整个过程包括以下三个工序：整个过程包括以下三个工序：混合混合把萃取剂与废水进行充分接触，使溶质从废水中转移到萃取剂中去；把萃取剂与废水进行充分接触，使溶质从废水中转移到萃取剂中去；分离分离使萃取相与萃余相分层分离；使萃取相与萃余相分层分离；回收回收分别从两相中回收萃取剂和溶质。分别从两相中回收萃取剂和溶质。第42页/共50页2023/2/1543萃取过程示意图萃取过程示

35、意图第43页/共50页2023/2/15442、萃取操作流程、萃取操作流程料液料液被萃取的次数叫被萃取的次数叫级数级数。萃取剂萃取剂使用的次数叫使用的次数叫效数效数。萃取操作流程可分为三种：萃取操作流程可分为三种：（1 1）单级或单效萃取）单级或单效萃取：指料液被萃取一次，同时指料液被萃取一次，同时萃取剂只使用一次的萃取操作。萃取剂只使用一次的萃取操作。（2 2）多级单效萃取）多级单效萃取：指料液被多次萃取，每次萃指料液被多次萃取，每次萃取都加入新萃取剂（即萃取剂只使用一次）的萃取都加入新萃取剂（即萃取剂只使用一次）的萃取操作。取操作。（3 3）多级多效萃取（多效萃取）多级多效萃取（多效萃取）

36、：指料液被多次指料液被多次萃取，只在第一次萃取时加入新萃取剂的萃取操萃取，只在第一次萃取时加入新萃取剂的萃取操作。作。第44页/共50页2023/2/1545单级或单效萃取流程示意图单级或单效萃取流程示意图第45页/共50页2023/2/1546多级单效萃取流程示意图多级单效萃取流程示意图第46页/共50页2023/2/1547多级多效萃取流程示意图多级多效萃取流程示意图多级逆流萃取流程多级逆流萃取流程第47页/共50页2023/2/15483 3、萃取设备、萃取设备萃取设备的型式很多，可以分三大类：萃取设备的型式很多，可以分三大类：罐式罐式(萃取罐萃取罐)、塔式、塔式(萃取塔萃取塔)和离心机

37、式和离心机式(离心萃离心萃取机取机)，其中塔式设备是最常用的其中塔式设备是最常用的。萃取罐萃取罐通常是通常是间歇操作间歇操作的，的，装料、搅拌、静澄装料、搅拌、静澄和出料和出料等四个步骤构成一个循环。这种设备多等四个步骤构成一个循环。这种设备多用于固用于固-液萃取。液萃取。萃取塔和萃取离心机萃取塔和萃取离心机则是则是连续操作连续操作的。的。常用的萃取塔常用的萃取塔：筛板萃取塔、脉冲筛板萃取塔、：筛板萃取塔、脉冲筛板萃取塔、转盘萃取塔、填料萃取塔。转盘萃取塔、填料萃取塔。第48页/共50页2023/2/1549四、萃取法在废水处理中的应用四、萃取法在废水处理中的应用萃取法主要用于去除废水中一些溶解萃取法主要用于去除废水中一些溶解性污染物质，目前已应用于含酚、含性污染物质，目前已应用于含酚、含胺、含醋酸和重金属等废水处理。胺、含醋酸和重金属等废水处理。第49页/共50页2023/2/1550感谢您的观看！第50页/共50页