《水污染控制工程》.ppt

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1、水污染控制工程水污染控制工程主讲老师主讲老师:胡忠明胡忠明第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 污水的物理处理污水的物理处理第三章第三章 污水的好氧生物处理污水的好氧生物处理(一一)第五章第五章 污水的好氧生物处理污水的好氧生物处理(二二)第六章第六章 污水的厌氧生物处理污水的厌氧生物处理 第七章第七章 污水的化学处理污水的化学处理 第八章第八章 污水的吸附法、污水的吸附法、离子交换法、离子交换法、萃取法和膜析法处理萃取法和膜析法处理第九章第九章 城市污水的深度处理城市污水的深度处理 第十章第十章 污水处理厂的设计污水处理厂的设计 第八章第八章 污水地吸附法、离子交污水地吸附法、离子交 换法、萃

2、取法换法、萃取法和膜析法处理和膜析法处理第一节第一节 吸附法吸附法第二节第二节 离子交换法离子交换法第三节第三节 萃取法萃取法第四节第四节 膜析法膜析法第一节第一节 吸附法吸附法一、原理：一、原理：物理吸附物理吸附化学吸附（范得华力）化学吸附（范得华力）分子间力分子间力化学键力（化学反应）化学键力（化学反应）Freundlich(弗劳德利希弗劳德利希)吸附等温式吸附等温式Langmuir（郎格缪尔）吸附等温式（郎格缪尔）吸附等温式低浓度污染低浓度污染物适用物适用二、影响因素：二、影响因素：1、吸收能力：一定量吸附剂所能吸附德最大量（饱和量）、吸收能力：一定量吸附剂所能吸附德最大量（饱和量）可视

3、为素质潜力可视为素质潜力2、吸附速度：单位重量吸附剂在单位时间里所能吸附的、吸附速度：单位重量吸附剂在单位时间里所能吸附的 物质量物质量v越越快快，吸附剂与吸附物质接触时间越，吸附剂与吸附物质接触时间越短短，吸附，吸附设备的容积越设备的容积越小小颗粒吸附剂颗粒吸附剂外部扩散外部扩散：与溶液浓度、与溶液浓度、吸附表面积成正比吸附表面积成正比吸附反应阶段吸附反应阶段（相似相吸）（相似相吸）多孔性吸附剂多孔性吸附剂孔隙扩散孔隙扩散与颗粒孔隙和结构有关，与颗粒孔隙和结构有关，越小，扩散越快越小，扩散越快温度低，利于吸附剂反应（吸附是放热反应）温度低，利于吸附剂反应（吸附是放热反应）PH影响：活性炭在酸

4、性条件下吸附量高，其他需试验影响：活性炭在酸性条件下吸附量高，其他需试验三、吸附剂三、吸附剂1、活性炭、活性炭粉末活性炭：制备易，价格低，但再生难粉末活性炭：制备易，价格低，但再生难颗粒活性炭：制备易，价格贵，可再生，颗粒活性炭：制备易，价格贵，可再生，使用多（劳动条件好）使用多（劳动条件好）再生方法再生方法再生概念：不改变结构情况下，使吸附质脱离吸附剂再生概念：不改变结构情况下，使吸附质脱离吸附剂（1）加热：加热提高吸附质能量，使脱离吸附点）加热：加热提高吸附质能量，使脱离吸附点 （放热反应的逆向）并在少量（放热反应的逆向）并在少量O2供给供给 条件下氧化分解，汽化溢出条件下氧化分解，汽化溢

5、出（2）化学再生：化学吸收。用于粉末活性炭）化学再生：化学吸收。用于粉末活性炭例如：苯酚可用例如：苯酚可用NaOH溶液浸泡产生酚钠盐而吸收溶液浸泡产生酚钠盐而吸收2、腐植酸类：、腐植酸类：天然此类吸附剂：风化煤，泥煤，褐煤天然此类吸附剂：风化煤，泥煤，褐煤加工的此类吸附剂：富含腐植酸物加工的此类吸附剂：富含腐植酸物+粘合剂形成粘合剂形成 腐植酸树脂腐植酸树脂腐植酸有阳性离子吸附功能腐植酸有阳性离子吸附功能H2SO4，HCl，NaCl可吸收可吸收应用尚处于试验研究阶段应用尚处于试验研究阶段四、吸附工艺和设备四、吸附工艺和设备1、间歇式：两个以上吸附池，池中搅拌混合、间歇式：两个以上吸附池，池中搅

6、拌混合30min左右左右 静置沉淀，多池轮换工作。静置沉淀，多池轮换工作。此法只适用于小量废水的处理或实验研究此法只适用于小量废水的处理或实验研究2、连续式（、连续式（常用常用）固定床连续式：吸附塔（柱）中固定填放固定床连续式：吸附塔（柱）中固定填放移动床连续式：同固定床，但定期从柱中移走近移动床连续式：同固定床，但定期从柱中移走近 饱和的吸附剂，换新剂饱和的吸附剂，换新剂 （水至上而下）（水至上而下）流化床连续式：吸附剂在柱内悬浮于废水中流化床连续式：吸附剂在柱内悬浮于废水中（水动剂不动，水自上而下）（水动剂不动，水自上而下）操作难操作难很少用很少用总厚度总厚度35m，分数个柱，分数个柱，1

7、2m/柱柱固定的参数固定的参数接触时间接触时间3060min，滤速，滤速15m/h以一定的出水水质为标准，规定是否以一定的出水水质为标准，规定是否“穿透穿透”，从而决定更换和再生从而决定更换和再生五、应用五、应用1、除汞、除汞2、除酚、氰、除酚、氰、COD（深度处理）（深度处理）先化学除汞（沉淀法）先化学除汞（沉淀法）再吸附除汞（池再吸附除汞（池1、池、池2轮换使用）轮换使用）第二节第二节 离子交换法离子交换法一、离子交换剂一、离子交换剂离子交换树脂离子交换树脂=母体母体+活性基团活性基团结构结构树脂树脂母体（高分子有机物）母体（高分子有机物）活性基团活性基团固定离子固定离子活动离子（可交换离

8、子）活动离子（可交换离子）静电静电 引力引力分类分类凝胶型凝胶型大孔型大孔型多孔凝胶型多孔凝胶型巨孔型（巨孔型（MR型）型）高巨孔型高巨孔型强酸：强酸：SO3H弱酸：弱酸：COOH强碱：强碱：NOH弱碱：弱碱：NH3OH、=NH2OH、NHOHCHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2SO3H母体（无交换能力）母体（无交换能力）离子基团离子基团（活性基团）（活性基团）固定离子固定离子SO3-可交换离子可交换离子H+二、离子交换剂的选用二、离子交换剂的选用靠试验，不同废水又不同要求，是商品靠试验，不同废水又不同要求，是商品1、有效、有效PH2、交换容量：、交换容量：主要性能。主

9、要性能。mol/kg(干干)mol/l（湿）（湿）3、交联度、交联度全交换容量全交换容量：理论容量。靠滴定，也可估算：理论容量。靠滴定，也可估算 指高分子基团中交换离子的数量指高分子基团中交换离子的数量工作交换容量工作交换容量：给定工作条件下实际的交换容量：给定工作条件下实际的交换容量交联剂占树脂的比例，一般交联剂占树脂的比例，一般710%影响影响大：孔隙度小，扩散慢，大：孔隙度小，扩散慢，大的离子交换量小大的离子交换量小 形态小，密度大，不易粉裂形态小，密度大，不易粉裂4、交换势：、交换势：RH+M+RM+H+K说明说明M+越易与越易与H+交换，交换势就大交换，交换势就大多离子废水中交换多离

10、子废水中交换势大的离子先交换势大的离子先交换阳离子化合价越高势越大（常温、低浓度）阳离子化合价越高势越大（常温、低浓度）同价离子、原子序数越高势越大（常温、低浓度）同价离子、原子序数越高势越大（常温、低浓度）H+势在强酸阳离子树脂时：势在强酸阳离子树脂时：Na+H+Li+在弱酸阳离子树脂时在弱酸阳离子树脂时H+最大最大OH-势在阳离子交换树脂时势在阳离子交换树脂时Cl-OH-F-(强碱强碱)在阳离子交换树脂时在阳离子交换树脂时OH-最大最大三、工艺设备三、工艺设备 单层固定床最常用单层固定床最常用操作步骤操作步骤1、交换交换：开启开启、进出，其余关闭进出，其余关闭2、反洗反洗：目的：松动树脂，

11、准备再生目的：松动树脂，准备再生 反洗液：原水（自来水）反洗液：原水（自来水）标准：脂层膨胀标准：脂层膨胀4060%方法方法：关：关、，开，开，再逐渐开再逐渐开，以，以 15m/hr进行进行15min3、再生再生：重要步骤。一定范围内，再生重要步骤。一定范围内，再生液浓度越高，再生效果越好液浓度越高，再生效果越好操作操作：关：关，开开放气，开放气，开 放水至树脂层约放水至树脂层约10cm 关，再开关，再开，关，关，适，适 当开当开4、清洗清洗：洗净再生液洗净再生液关关，开，开、进出水有净化出水即可，直至水质进出水有净化出水即可，直至水质合适（再生液浓度很低）用水量约树脂体积合适（再生液浓度很低

12、）用水量约树脂体积14-13倍倍四、应用四、应用主要用于水的软化，除盐，废水去除重金属主要用于水的软化，除盐，废水去除重金属1、电镀含铬废水的处理：、电镀含铬废水的处理：2、其他应用、其他应用第三节第三节 萃取法萃取法一、萃取剂一、萃取剂标标准准对萃取剂溶解度高：即分配系数对萃取剂溶解度高：即分配系数萃取剂与水易分离，不乳化萃取剂与水易分离，不乳化萃取剂易再生萃取剂易再生萃取剂价格低，供应充沛萃取剂价格低，供应充沛二、萃取过程：二、萃取过程：三、萃取设备：三、萃取设备：罐式，塔式，离心机式罐式，塔式，离心机式通常式通常式间歇式间歇式，完成混合（萃取）和分离，完成混合（萃取）和分离进程是装料进程

13、是装料搅拌搅拌静澄静澄出料出料有单级和多级萃取，可多个单级器并联进行单级萃取有单级和多级萃取，可多个单级器并联进行单级萃取需多级时候再串联需多级时候再串联四、应用四、应用含酚废水的处理：含酚废水的处理：污水：污水：13g/l净化水：净化水：0.1g/l（与其他废水混合后再生（与其他废水混合后再生物处理）物处理）萃取剂：重苯萃取剂：重苯再生液：再生液：NaOH 20%溶液溶液工艺：脉冲筛板塔（来水先行焦油过滤）工艺：脉冲筛板塔（来水先行焦油过滤）第四节第四节 膜析法膜析法一、渗析法一、渗析法半透膜：起作用的薄膜因对溶质的渗透性有选择进行作用半透膜：起作用的薄膜因对溶质的渗透性有选择进行作用 故称

14、半透膜故称半透膜半透膜的发现：食盐透过羊皮纸。糖、淀粉等则不能半透膜的发现：食盐透过羊皮纸。糖、淀粉等则不能 则糖盐混合物可分离则糖盐混合物可分离渗析作用类型渗析作用类型靠靠“孔道孔道”大分子分离大分子分离靠膜选择性溶解某物使之透过靠膜选择性溶解某物使之透过靠膜的离子结构，分离性质不同的离子靠膜的离子结构，分离性质不同的离子（离子交换法）（离子交换法）是水处理重最主要的形式是水处理重最主要的形式渗透的动力渗透的动力分子扩散：扩散渗析法（简称渗析法）分子扩散：扩散渗析法（简称渗析法）电力：电渗析电力：电渗析压力：反渗透法和超滤法压力：反渗透法和超滤法二、电渗析二、电渗析三、反渗透三、反渗透原理原理应用应用设备是商品，可以选用。用于淡化，脱盐，取纯水，设备是商品，可以选用。用于淡化，脱盐，取纯水，除细菌、病毒。除细菌、病毒。四、超滤法四、超滤法原理原理用反渗透，但制膜时不加热，使膜微孔径大些用反渗透，但制膜时不加热，使膜微孔径大些截留：溶质直径截留：溶质直径=孔直径，堵塞；大于孔直径，截留孔直径，堵塞；大于孔直径，截留工作压力减小，比反渗透离子小得多工作压力减小，比反渗透离子小得多应用应用分解有机的溶解物：蛋白质，淀粉，树胶，油漆。分解有机的溶解物：蛋白质，淀粉，树胶，油漆。谢 谢