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工业废水的物理化学处理

最新(水体污染处理课件第5章 污水的物理化学处

添加时间:2020/10/03

  最新(水体污染惩罚课件第5章 污水的物理化学惩罚_理学_上等指导_指导专区。(水体污染惩罚课件)第5章 污 水的物理化学惩罚 5.1 混凝 一、混凝概述 1、混凝的功用 废水中的大颗粒能够通过重力浸淀法去除,但 轻微粒径的悬浮物和胶体能正在水中永恒保留分袂 悬浮状况,纵然静

  (水体污染惩罚课件)第5章 污 水的物理化学惩罚 5.1 混凝 一、混凝概述 1、混凝的功用 废水中的大颗粒能够通过重力浸淀法去除,但 轻微粒径的悬浮物和胶体能正在水中永恒保留分袂 悬浮状况,纵然静置数十个小时也不会自然浸降。 混凝所惩罚的对象,紧要是水和废水中的轻微 悬浮物和胶体杂质。 2、凝结、絮凝和混凝 凝结(coagulation):投加混凝剂后水中的胶体失落稳 定性,胶体颗粒彼此凝结,结果酿成繁众的“小矾花”。 絮凝(flocculation): 凝结历程中酿成的“小矾花”通 过吸附、卷带、架桥等功用,酿成颗粒较大絮凝体的历程。 混凝:是凝结、絮凝两各历程的总称。是水中胶体粒子 及轻微悬浮物的团圆历程。 3、自然水中的胶体杂质 平日是负电荷胶体,如粘土、细菌、病毒、藻类、腐 殖质等。 4、混凝的使用 给水惩罚: 混凝+浸淀,微絮凝+过滤; 去除废水中的悬浮物和胶体物质外。 废水惩罚: 各样工业废水的预惩罚、中心惩罚或 最终惩罚及都邑污水的三级惩罚和污 泥惩罚。除用于去除废水中的悬浮物 和胶体物质外,还用于除油和脱色。 5、混凝的特征 利益:开发浅易,操作简单; 便于间歇运转,效率好。 过失:运转用度高; 浸渣量大,处理坚苦; 二、胶体的性子 1、胶体的基础性子 (一) 光学性子:指胶体正在水溶液中能惹起光的反射。 (二) 布朗运动: 胶体为常睹的分袂体例之一。 (三) 外面性子:分袂体例的分袂度越大,胶体颗粒的比 外面积越大,具有的外面自正在能越大,使胶体能够发生特 殊的吸附才力和溶化形势。 (四) 动电形势 (电泳形势):胶体具有带电性,正在电场 力功用下,胶体微粒向一个电极宗旨搬动的形势。 2、胶体的构造 胶核 胶粒 胶团 吸附层 扩散层 3、双电层外面 胶核 中央称为胶核,其外面 选拔性地吸附了一层带有 同号电荷的离子(能够是 胶核的构成物直接电离产 生的,也能够是从水入选 择吸附的H+或OH-变成 的),成为胶体的电位离 子。 因为电位离子的静电引 力,正在其方圆又吸附了大 量的异号离子,酿成了所 谓的“双电层”。 这些异号离子,个中紧靠电位 离子的个别被坚固的吸引着, 当胶核运动时,它也跟着一齐 胶核 运动,酿成固定的离子层,称 为吸附层。而其它的异号离子, 间隔电位离子较远,受到的引 力较弱,不随胶核一齐运动, 并有向水中扩散的趋向,酿成 了扩散层。 吸附层与扩散层之间的接壤面 称为滑动面。 滑动面以内的个别称为胶粒,胶粒与扩散层之间有一个电位差,称为 胶体的电动电位(ξ电位)。而胶核外面的电位离子与溶液之间的电位 差称为总电位(φ电位,电位离子和反离子酿成的总电位。) 胶体正在水中受到几个方面的影响: (1)因为胶粒的带电形势,带一致电荷的胶体发生静 电斥力,并且ξ电位越高,胶体间的静电斥力越大。 (2)受水分子热运动的撞击,使胶体正在水中做不轨则 的布朗运动。 (3)胶粒之间还存正在着彼此引力——范德华引力。范 德华引力的巨细与胶粒间间隔的平方成反比,当间距较 大时,可怠忽不计。 大凡水中的胶粒,ξ电位较高。其彼此间斥力不单与电 位相合,还与胶粒的间距相合,间隔愈近,斥力愈大。 而布朗运动的动能亏欠以将两颗胶粒推近到使范德华引 力阐述功用的间隔。以是,胶体微粒不行彼此聚结而长 期保留太平的分袂状况。 使胶体微粒不行彼此聚结的另一个身分是水化功用。 因为胶粒带电,将极性水分于吸引到它的方圆酿成一层 水化膜。水化膜同样能不准胶粒间彼此接触。然则,水 化膜是随同胶粒带电而发生的,倘若胶粒的(电位消弭 或削弱,水化膜也就随之没落或削弱。 3、双电层外面 受胶核电位离子的静电引力和 反离子热运动的扩散功用、溶液 对反离子的水化功用,反离子的 浓度随与胶粒外面间隔增众而逐 渐淘汰,分散适当Boltzmann分 布。 4、胶体的太平性 胶体的太平性,指胶体粒子正在水中永恒保留分袂悬浮 状况的性子。 太平身分 静电斥力 布朗运动 水化功用 不太平身分 范德华引力 布朗运动 重力功用 胶体的太平性 (1)动力学太平:是指颗粒布朗运动抗衡重力影响的 才力。粒子越小,动力学太平性越高。 (2)团圆太平性:指胶体粒子间不行彼此团圆的性子。 胶体粒子小,比外面积大,故外面能大,正在布朗运动功用 下,有自觉地彼此团圆的目标,但因为粒子外面同性电荷 的排斥力功用或水化膜的的反对使这种自觉团圆不行爆发。 (ξ电位导致) 可睹胶体粒子外面电荷或水化膜消弭,便失落团圆稳 定性,小颗粒便可彼此团圆成大的颗粒,从而动力学稳 定性也随之阻挠,浸淀就会爆发。以是,胶体太平性合 键正在于团圆太平性。 混凝惩罚即是要阻挠胶体的团圆太平性,使胶体脱稳、 团圆、浸淀析出。 5、胶体的类型 (一) 疏水性胶体(憎水性胶体) 吸附层中的离子直接与胶核接触,水分子不行直接接 触胶核。如氢氧化铝、二氧化硅正在水中酿成的胶体。 (二) 亲水性胶体 胶核外面存正在某些极性基团和水分子亲和力很大,使 水分子直接吸附到胶核外面而酿成一层水化膜的胶体。 三、混凝道理 依据胶体的性子,正在水惩罚中,选用要领破 坏胶体的太平性。采用的举措: 投加电解质 投加电荷分别或水化功用分别的胶体或发生 此类胶体的电解质 投加高分子物质 接触凝结 上述投加的物质统称——混凝剂 化学混凝的机理至今仍未完整通晓。由于它涉及的因 素许众,如水中杂质的因素和浓度、水温、水的pH值、 碱度,以及混凝剂的性子和混凝条款等。 (一)双电层压缩机理 (二)吸附电中和机理 (三)吸附架桥机理 (四)浸淀物网捕机理 (一)双电层压缩 1、憎水性胶体 当两个胶粒彼此亲密以致双电层爆发重叠 时,就发生静电斥力。 向溶液中投加电解质,溶液中离子浓度增 加,扩散层的厚度将从图上的oa减小到ob。 插手的反离子与扩散层原有反离子之间的 静电斥力将个别反离子挤压到吸附层中,从而 使扩散层厚度减小。 反 离 子 浓 度 溶液中离子浓度高 溶液中离子浓度低 因为扩散层厚度的减小,ξ电位相应低落,胶粒间的相 互排斥力也淘汰。 因为扩散层减薄,颗粒相撞时的间隔淘汰,彼此间的 吸引力变大。颗粒间排斥力与吸引力的协力由斥力为主 变为以引力为主,颗粒就能彼此凝结。 两个胶粒能否彼此凝结,取决于二者的总势能。 排 斥 a 排 斥 DLVO外面 最大排斥势能 协力fa-fb 颗粒间距 颗粒间距 吸 吸 引 引 (1)水中离子浓度高 (2)水中离子浓度低 依据DLVO外面,要使胶粒通过布朗运动彼此 碰撞团圆,需求低落其排斥势能,即低落或消弭 胶粒的ξ电位,正在水中投加电解质即可抵达此目 的。 关于水中的负电荷胶体,参加的电解质——混 凝剂应是正电荷或集结离子,如Na+、Ca2+、 Al3+等,其功用是压缩胶体双电层——为保留胶 体电性中和所哀求的扩散层厚度。 依据Schulze—Hardy法例: 浓度一致的电解质阻挠胶体太平性的效用随离子价数 的增众而加大。 (高价电解质压缩胶体双电层的效率远比低价电解质有 效。) M :M 2 :M 3 1 :2~ 0 5:1 05 ~ 2 05 000 从新太平形势: 当混凝剂投量过众时,凝结效率降落 的形势。缘故:胶体吸附电解质,外面电荷从新分散。 2、亲水性胶体: 水化功用是亲水性胶体团圆太平性的紧要缘故。 亲水性胶体固然也存正在双电层构造,但ξ电位对胶体 太平性的影响远小于水化膜的影响。 (二)吸附电中和机理 异号胶粒间彼此吸引抵达电中和而凝结; 大胶粒吸附很众小胶粒或异号离子,ξ电位低落,吸引力 使同号胶粒彼此接近爆发凝结。 正在水惩罚中,大凡均投加高价电解质或集结离子。 再稳形势:过众投加众核络合离子,胶核的激烈吸附作 用,使胶体从新带电(电荷异号),而涌现的再稳形势。 (三)吸附架桥机理 吸附架桥功用是指链状高分子集结物正在静电引力、范 德华力和氢键力等功用下,通度日性部位与胶粒和纤细 悬浮物等爆发吸附桥连的形势。 再稳形势 → 胶体再稳形势: (1)高分子集结物浓度较高时,对胶粒的包裹,发生 “胶体包庇”功用。 (2)胶粒较少时,高分子集结物的围绕功用; (3)长韶华的强烈搅拌。 (四)浸淀物网捕机理 当采用硫酸铝、石灰或氯化铁等高价金属盐类作混凝 剂时,当投加量很大酿成大批的金属氢氧化物(如 Al(OH)3 、Fe(OH)3或带金属碳酸盐(CaCO3)浸淀时, 能够网捕、卷扫水中的胶粒,水中的胶粒以这些浸淀为 中央发生浸淀。这基础上是一种板滞功用。 混凝剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比,胶粒 越众,金属混凝剂投加量越少。 正在混凝历程中,上述形势常不是只身 存正在的,往往同时存正在,只是正在必定情景 下以某种形势为主。 关于混凝剂而言,正在废水惩罚时:(带负电胶体) (1)平凡电解质 只要压缩双电层和吸附电中和功用; (2)高分子物质 A、阳离子型(带正电荷)集结电解质,具有电中 和功用和吸附架桥功效。 B、非离子型(不带电荷)或阴离子型(带负电荷) 集结电解质,只可起吸附架桥功用。 四、混凝剂与助凝剂 (一) 混凝剂的分类 1、无机混凝剂 古代无机混凝剂和无机高分子混凝剂。 ① 铝盐 硫酸铝(Al2(SO4)3?18H2O) 明矾(K2SO4?Al2(SO4)3?24H2O) 因为铝的比重小,正在水温低的情景下,絮粒较轻而疏 松,惩罚效率较差。 pH有用鸿沟较窄,正在5.5-8之间。 投加量大。 以 铝盐 为例,先容混凝的历程: 正在水中,Al3+以Al(H2O)63+的形式存正在,爆发水解: [Al(H2O)6]3+ ==[Al (OH)(H2O)5]2+ + H+ [Al(OH)(H2O)5]2+ == [Al(OH )2(H2O)4]+ + H+ [Al(OH )2(H2O)4]+ ==[Al(OH )3(H2O)3]↓ + H+ (1)pH≤4时,水中以[Al(H2O)6]3+ 为主; (2) pH4~5时,以[Al (OH)(H2O)5]2+ 、 [Al(OH )2(H2O)4]+ 及少量的[Al(OH )3(H2O)3]; (3)pH7~8时,水中以[Al(OH )3(H2O)3]为主。 (4)pH9时,水中发生Al(OH )3浸淀。 水解历程 单核络合物通OH-桥键缩聚成单核羟基络合物: [Al(H2O)6]3+ +[Al (OH)(H2O)5]2+ +≒ [Al2 (OH)(H2O)10]5++H2O 两个单羟基络合物可缩合成双羟基双核络合物: OH 2[Al (OH)(H2O)5]2+ = [(H2O)4Al Al(H2O)4]4+ + 2H2O OH 天生物[Al2(OH)2(OH)8]4+还可进一步缩合成[Al3(OH)4(H2O)10]5+ 缩 合产品同时也会爆发水解反映: [Al3(OH)4(H2O)10]5+ ≒ [Al3(OH)5(H2O)9]4+ + H+ 水解与缩聚两种反映瓜代实行,最终身成集结度极大的中性氢氧 化铝,浓度跨越其溶化度时析出氢氧化铝浸淀。 铝离子正在水中化学反映的全历程 Al3+正在水中的存正在状况和pH相合: 正在pH 较低时,高电荷低集结度的络合物占无数; 正在pH 较高时,低电荷高集结度的络合物占无数。 个中: 关于高电荷低集结度的水解集结物,紧要起到压缩双电 层和吸附架桥功用; 关于低电荷高集结度的水解集结物,紧要起到吸附架桥 功用和浸淀网捕功用; 关于高集结度的水解浸淀物,以吸附、网捕、卷带功用 为主。 ② 铁盐 三氯化铁(FeCl3?6H2O) 硫酸亚铁(FeSO4?7H2O) 天生的絮粒正在水中的浸淀速率较疾; 惩罚浊度高、水温较低的废水,效率对照明显; FeCl3容易吸水潮解,故不易保管;侵蚀性强,对混 凝土也发生侵蚀功用;天生Fe(OH)2它的溶化度很大, 残留水中的Fe2+会使惩罚后的水带色, ③无机高分子混凝剂 集结氯化铝 (碱式氯化铝,简称PAC) 化学通式为[Al2(OH)nCl6-n]m,式中n≤5,m≤10。 制备:以铝灰或含铝矿物作原料,采用酸溶法或碱溶 法加工制成的。[参考书:《碱式氯化铝》李润生] A 对水质适合性较强,合用pH鸿沟广,5-9之间; B 絮凝体酿成疾,比庞大,浸降性好; C 投药量低。 D 碱化度较高,对开发的侵蚀性小,惩罚后的水pH和 碱度降落较小。 集结硫酸铁(碱式硫酸铁)(简写PFS) 化学通式为[Fe2(OH)n(SO4)3- n/2]m式中n2,m10。 A 合用鸿沟广:pH 4-11;低水温,混凝效率太平; B 用量小,絮凝体浸降功能好; C COD去除率和脱色效率好; D 惩罚后水中铁残留量低,侵蚀性较小。 2、有机混凝剂 自然高分子混凝剂 人工合成高分子混凝剂,水惩罚中常用阴离子型、阳 离子型、非离子型3种高分子混凝剂。 (1) 自然高分子混凝剂 紧要有动物胶、淀粉、甲壳素等。 特征:电荷密度小,分子量较低,且易爆发降解而失 去活性。 (2) 人工合成高分子混凝剂 ① 阴离子型:紧要含-COOM(M为H+或金属离子)或 -SO3H的集结物,如阴离子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚苯 乙烯磺酸钠(PSS)等。 ② 阳离子型:紧要是含有-NH3+、-NH2+和-N+R4的 集结物,如阳离子聚丙烯酰胺(APAM)等。 ③ 非离子型:所含基团未爆发反映的集结物。如非离 子型聚丙烯酰胺(NPAM)和聚氧化乙烯(PEO)等。 聚丙烯酰胺 简称PAM,又称三号混凝剂,PAM的分子构造通式 为: -[-CH2-CH-]-n , CONH2 PAM是线状水溶性高分子,其分子量正在300-1800万。 阴离子聚丙烯酰胺(CPAM) 阳离子聚丙烯酰胺(APAM) 非离子型聚丙烯酰胺(NPAM) 两性离子型聚丙烯酰胺(NPAM) (3)高分子混凝剂的功用: 靠氢键、静电、范德华力的功用对胶粒激烈的吸附作 用。 高集结度的线型高分子正在溶液中保留妥贴的扩张样子, 从而阐述吸附架桥功用,把很众藐小颗粒吸附后,缠结 正在一齐。 有机高分子混凝剂运用时须细心的题目: 与其他混凝剂合伙运用时的投加次序: 当废水低浊度时,宜先投其他混凝剂;当废水浊度高 时,应先投加PAM。 高分子混凝剂最佳投加量实在定。 正在高分子混凝剂运用时,应尽量采用较低的浓度。 (二) 混凝剂钻研兴盛宗旨 有机高分子混凝剂 自然有机高分子混凝剂:如壳聚糖及其改性产品、淀 粉改性 聚丙烯酰胺改性产物:阴离子型、阳离子型、非离子 型、两性 无机混凝剂 无机复合混凝剂的研制,如:聚硅酸铝、聚硅酸铁、 聚硅酸铝铁 微生物絮凝剂 (三)助凝剂 (P519) 1、界说 当单用混凝剂不行赢得优良效率时,可投加某 些辅助药剂以进步混凝效率,这种辅助药剂称为 助凝剂。 2、 功用 (治疗或改观混凝的条款) 改观絮粒构造,增大颗粒粒度及比重。 调理废水的pH和碱度,使其抵达最佳的混凝条 件。 3、助凝剂分类 ①pH调理剂:治疗废水的pH适当混凝惩罚工艺哀求。 常用石灰、硫酸、氢氧化钠等。 ②絮固结构更正剂:投加絮体构造更正剂以增大絮体的 粒径、密度。常用骨胶、活化硅酸、海藻酸钠、粘土、 PAM、水玻璃等。 ③氧化剂:有机物含量高,易起泡沫,絮凝体不易浸降。 投加氯气、次氯酸、臭氧等剖释有机物,使胶体脱稳,还 可将Fe2+转化成Fe3+,以进步混凝效率。 五、影响混凝的身分 絮凝功用是丰富的物理化学历程,影响混凝效率身分 紧要席卷: 1.浊度 浊渡过高或过低都晦气于絮凝,浊度分别,所需的絮 凝剂用量也分别。 低浊水欠缺凝结中央,可将个别浸渣连气儿回流到混淆 池入口,以鼓励反映历程。 2.水温 水温会影响无机盐类的水解。水温低,水解反映慢; 水的粘度增大,布朗运动削弱,混凝效率降落。 此外,水温也影响反映后的浸降历程。 3.pH值及碱度—影响混凝效率的紧要身分 (1)pH值影响胶体颗粒外面电荷及ξ电位 关于带正电胶体,pH低落, H+吸附量增众,胶粒电荷增大,电 泳速率加疾;pH升高,结果与上相反。 (2)pH值对混凝剂功用的影响 pH影响着混凝剂正在水中的存正在状况,分别的pH,混凝剂水解产 物分别,所起的混凝功用各异。 工程上应充裕斟酌混凝剂水解而惹起水pH值的变动,须要时进 行妥贴治疗,使其知足混凝功用的哀求。 4.共存杂质 (1)有利因素: 可鼓励混凝历程。除硫、磷化合物以外的其他各样无 机金属盐,均能压缩胶体粒子的扩散层厚度,鼓励胶体 凝结,且浓度越高,鼓励才力越强。 (2)晦气因素: 晦气于混凝历程的实行。磷酸离子、亚硫酸离子、高 级有机酸离子影响高分子絮凝功用。氯、螯合物、水溶 性高分子物质和外面活性物质晦气于混凝。 5.混凝剂 (重心) ①混凝剂品种 混凝剂的选拔紧要取决于胶体和纤细悬浮物的性子、及浓度。 胶体ξ电位高,应投加无机混凝剂使其脱稳凝结;絮体藐小,须 投加高分子混凝剂或配合运用助凝剂。 ②混凝剂投加量 投加量与水中微粒品种、性子、浓度相合。 废水的混凝惩罚,最佳混凝剂和最佳投药量的选拔应通过实习确 定。 ③混凝剂的投加次序 当运用众种混凝剂时,其最佳投药次序可通过试验来确定。 大凡而言,当无机混凝剂与有机混凝剂混用时,先投加无机混凝 剂,再投加有机混凝剂。但当惩罚的胶粒正在50um以上时,常先投 加有机混凝剂吸附架桥,再加无机混凝剂压缩扩散层使胶体脱稳。 6.水力条款 水力条款对混凝剂效率有紧要影响。紧要的限度目标 为搅拌强度和搅拌韶华。 混淆阶段,哀求混凝剂于废水疾捷平均混淆,为此要 求G正在500-1000s-1,搅拌韶华t 应正在10-30s。 反 应 阶 段 , 相 应 G 和 t 值 分 别 应 正在 20-70s-1 和 1530min . 为确定最佳的工艺条款,大凡情景下,能够用烧杯搅 拌实行混凝的模仿实习。 5.2 气浮 一、概述 二、分类 三、加压溶气浮上法的基础道理 四、加压溶气浮上法体例的构成及安排 一、概述 气浮法是固-液或液-液分手的一种举措。它是通过某种 方法发生大批的微气泡,使其与废水中密度小于或亲密水的 藐小固体或液体颗粒粘附,酿成密度小于水的气浮体,正在浮 力的功用下,上浮至水面,酿成浮渣,实行固-液或液-液分 离。 二、气浮法分类 1.电解气浮法 2.分袂气氛浮上法 扩散板曝气气浮法 叶轮切割气泡气浮法 3.溶气气浮法 溶气真气氛浮 加压溶气气浮 加压溶气气浮法:是最常用的一种气浮法,它是使气氛正在 加压的条款下溶化于水,然后通过压力 将至常压而使过饱和的空以微气泡的形 式开释出来。 加压溶气气浮工艺:由气氛饱和开发(水泵、空压机或 射流器、溶气罐)、气氛开释开发 和气浮池构成。 加压溶气气浮的三种基础流程: 全溶气流程、个别溶气流程、回流溶气流程。 加压溶气气浮法特征 三、加压溶气气浮的基础道理 气氛溶化量/(ml.L-1) 1.气氛正在水中的溶化度与压力的联系 120 温度 00 150 300 80 40 101 203 304 405 507 608 709 811 P/kpa 图5-2-1气氛正在纯水中的饱和溶化度S0与温度T、压力P的联系 从图5-2-1可得:正在必定鸿沟内,温度越低、压力越大, 其溶化度也越大。必定温度下,P增大, S0也增大。 线KPa) 之差变成溶气过饱和开释。 加压溶气法诈骗高压(300-400KPa)和常压(101KPa) 之差变成溶气过饱和开释。 统一温度下,因压差分别,加压溶气法相对真空溶气法释 放的气体更众。 2.水中悬浮颗粒与轻微气泡相粘附的道理 (1)气泡与悬浮颗粒粘附的条款 气泡与颗粒的吸附力是由两相之间的界面张力惹起 的。依据功用于气-固-液三相之间的界面张力,能够推 测这种吸附力的巨细。 正在气固液三相的接触点上,由液、气界面 与液、固界面组成的 θ角称为接触角。依据 三个界面张力正在接触点处于均衡有: δG·S= δL·G×cosθ+δL·S 液 δL·G 当θ=0时,固体外面完整被润湿,气泡不行 吸附正在固体外面。 δL·G δL·S δG·S 气 θ > 90°牢当固0,<容θ易<正在9水0流°时的,作固用体下与脱气附泡。吸附的不足 固 固 δL·S δG·S 图5-2-2 气固液三相体例 当θ ≥ 90°时,则容易吸附。 或者吸附前后单元面积上的界面能差△E=E1E2 =(δL·G+ δL·S)-δG·S = δL·G(1-cosθ) θ →0 °, △E → 0,不行吸附。 θ →180 °, △E → 2 δL·G ,易吸附。 总之,亲水性颗粒不易被气泡吸附,疏水性颗粒易被吸附 (2)微气泡与悬浮颗粒的粘附式子有三种: ①气泡吸附颗粒上浮 ②气泡顶托颗粒上浮 ③气泡裹夹颗粒上浮 (3)“颗粒-气泡”复合体上浮速率 上 g(l 1 s 8 )d2 当颗粒上粘附的气泡越众,粒径越大,密度越小,上升 的速率越大。 3.化学药剂投加对气浮效率的影响 除强疏水性物质外,大凡疏水性物质和亲水性物质 均需投加化学药剂,以改观颗粒的外面性子,增众气泡 与颗粒的吸附。 常用的化学药剂有: 混凝剂、浮选剂、助凝剂、抑止剂、治疗剂。 四、压力溶气气浮法体例构成及安排 构成:压力溶气体例(加压泵、压力溶气罐、气氛供 给开发、附庸开发、气氛开释开发、气浮池。 安排计划:气浮所需空度量、溶气罐、气浮池。 5.3 吸附 吸附法功效与特征 吸附法基础道理 吸附剂及其再生 吸附工艺与安排 吸附法废水惩罚使用 一、吸附法功效与特征 功效 去除水中溶化态微量污染物。 有机物 胶体粒子 重金属离子 放射性元素 其他(微生物、余氯、臭味、色度) 特征 深度惩罚 可接纳有效物料 进水预惩罚哀求高 运转用度贵 二、吸附法基础道理 固体外面吸附 分别相外(界)面 盈余外面能 溶质浓集 吸附剂 吸附质 解吸或脱附 1、吸附机理及分类 惹起吸附的缘故 范德华力 化学键力 静电引力 吸附的分类 物理吸附 化学吸附 调换吸附 物理吸附 分子间力(范德华力)惹起 没有选拔性 放热较小,约42kJ/mol或更少 众分子层吸附 吸附剂的比外面积和细孔分散影响大 化学吸附 化学反映,酿成坚固的化学键 放热量较大,约84—420kJ/mol 有选拔性 单分子层吸附 外面化学性子和化学性子影响大 调换吸附 正负电荷间静电引力惹起 吸附剂外面带电点 离子置换 离子电荷数和水合半径影响大 2、吸附均衡与吸附等温式 均衡吸附量 式中 V——溶液体积,L Co、Ce——分歧为溶质的初始和均衡浓度,mg/L m——吸附剂量,g 2.2 吸附均衡与吸附等温式 吸附试验 吸附等温线 吸附等温式 Langmuir 吸附等温式 外面假设: 吸附剂外面均一 吸附是单分子层的 Langmuir 吸附等温式 qe abCe 1 bCe 1 1 1 +1 qe ab Ce a 式中 a、b——常数 Ce ——均衡浓度,mg/L Langmuir 吸附等温式 Langmuir 吸附等温式 B.E.T 吸附等温式 假定爆发众分子层吸附。正在原先被吸附的分子上 面仍可吸附此外的分子,并且不必定等级一层吸满后 再吸附第二层。第一层吸附是靠吸附剂与吸附质问的 分子引力,而第二层自此是靠吸附质分子间的引力。 总吸附量等于各层吸附量之和。 qe BaC e (Cs - Ce)1 (B -1)(Ce/Cs) 式中 a ,B——常数; Cs ——吸附质饱和浓度,mg/L Ce ——均衡浓度,mg/L。 B.E.T 吸附等温式 B.E.T 吸附等温式 Freundlich吸附等温式 指数式子的体味式。 1 n qe KCe 式中 K,n——常数; Ce ——均衡浓度,mg/L。 大凡以为,1/n值介于0.1~0.5之间时易于吸附, 而>2时难以吸附。 吸附等温式直线式 吸附等温式直线图 三、影响吸附的身分 吸附剂构造的影响 ? 比外面积 ? 孔构造 大孔 100 nm 2nm过渡孔100nm 微孔2nm ? 外面化学性子 外面含氧官能团的性子 -COOH、-OH等 有助于对极性分子的吸附 吸附质性子的影响 关于必定的吸附剂,因为吸附质性子的分别,吸 附效率也不雷同。平日有机物正在水中的溶化度跟着链 长的增进而减小,而活性炭的吸附容量却跟着有机物 正在水中溶化度的淘汰而增众,也即吸附量随有机物分 子量的增大而增众(不行过大)。如活性炭对有机酸 的吸附量按甲酸<乙酸<丙酸<丁酸的程序而增众。 活性炭惩罚废水时,对芬芳族化合物的吸附效率较脂 肪族化合物好,不饱和链有机物较饱和链有机物好, 非极性或极性小的吸附质较极性强吸附质好。本质废 水体例的吸附质往往不是简单的,它们之间能够彼此 鼓励、搅扰或互不干系。 操作条款的影响 吸附是放热历程,低 温有利于吸附,升温有利 于解吸。溶液的pH值影 响到溶质的存正在状况(分 子、离子、络合物),也 影响到吸附剂外面的电荷 性子和化学性子,进而影 响到吸附效率。邦内用太 原8#炭吸附Cd—CN络 合物的试验结果如图所示 。 四、吸附动力学 吸附速率 单元重量吸附剂正在单元韶华内所吸附的 物质料。 吸附历程基础上可分为三个连气儿的阶段。第一阶 段为吸附质扩散通过水膜而来到吸附别外面(膜扩散) ;第 二阶段为吸附质正在孔隙内扩散;第三阶段为吸 附质正在吸附剂内外面上爆发吸附。平日吸附阶段反映 速率十分疾,总的历程速率由第一、二阶段速率所控 制。正在大凡情景下,吸附历程动手时往往由膜扩散控 制,而正在吸附亲密结束时,内扩散起决策功用。 。 5.4 反分泌 实质 反分泌手艺 反分泌手艺的使用 反分泌手艺的经济合用性 反分泌手艺的兴盛 一、除盐手艺 席卷:树脂离子调换手艺 众级闪蒸手艺 冷冻手艺 溶剂萃取手艺 膜手艺 膜手艺 席卷:反分泌手艺 微滤 超滤 电渗析 EDI 反分泌除盐的去除杂质鸿沟 反分泌手艺的兴盛历程 1748年法邦Abble Nelle发明分泌形势。 1950年美邦Reid和Hasslar提出反分泌海水淡化。 1953年实习室证据反分泌的脱盐才力。 1960年宇宙上第一张反分泌膜研制得胜。 1972年至1977年宇宙鸿沟内反分泌数目增至15倍,制水 量增众至41倍。 90年代初仍以18%速率递增。 2000年抵达了普及 反分泌膜道理 净促进力=外加压- 分泌压 FT30复合膜(TFC)的断面构造 脱盐层 众孔层 撑持层 FT30复合膜(TFC)的断面构造 Polyamide Polysulfone Ultrathin Barrier Layer Microporous Polysulfone Reinforcing Fabric 0.2 ?m 40 ?m 120 ?m Barrier Layer 聚砜 Polysulfone 援救层 Support Layer Barrier Layer Polysulfone TFC 膜外面 反分泌膜元件构造示图谋 Spiral Wound Element Construction Feed spacer Membrane leaf Permeate spacer 卷式膜元件 水流示图谋 膜元件 膜壳及膜元件拼装 反分泌安装 EL ATABAL, 西班牙 产水量:16.5万 吨/天 元件数:8,400支 BW30-400FR 布列:68/32, 7 芯外壳 单段反分泌作事示图谋 100m3/h 高压泵 水接纳率50%以下 脱盐率99% 大凡合用于海水淡化 50m3/h 产物水 RO 浓水 50m3/h 二段反分泌作事示图谋 100m3/h 75m3/h 产物水 高压泵 RO 水接纳率75%~80% 脱盐率98% 大凡合用于6000mg/L以下苦咸水 浓水 25m3/h 三段反分泌作事示图谋 100m3/h 85m3/h 产物水 高压泵 RO 水接纳率85%~87.5% 脱盐率97% 大凡合用于含盐量400mg/L以下的原水 添加裕析:该方法正在本质体例中较少采用。 浓水15m3/h 二级反分泌体例 PH治疗 一级高压泵 一级RO 二级高压泵 二级RO 产物水 一级浓水 二级浓水 水接纳率75% 脱盐率99.8% 出水电导率可抵达0.5s/cm 反分泌手艺的利益 反分泌是正在室温条款下,采用无相变的物理举措使 水实行淡化、纯化。 正在众种水惩罚手艺中能耗最低。 无需大批的化学药品和酸碱再生惩罚。 无化学废液和酸碱排放,无处境污染。 操作简单,自愿化水平高,出水水质太平。 合用于较大鸿沟的原水水质,即合用于苦咸水、海 水、污水的惩罚,又合用于低含盐量的淡水惩罚。 占地面积小、开发庇护、检修作事量极少。 RO的劣势 ? 25%的进水要排掉 ? 约5%TDS分泌过来,其产水对HP汽锅亏欠 ? 娇贵的脾气导致其容易被阻塞 - 进步操作本钱 - 低落树脂寿命 二、反分泌手艺的使用 合用行业范畴:电力、石油、石化、化工、电子、 冶金、医药、食物饮料等。 工业汽锅补给水惩罚。 化工、石化、化肥的坐褥用水惩罚。 电子行业的坐褥用水惩罚。 食物饮料、医药行业的坐褥用水惩罚。 果汁、奶酪、药品的浓缩提纯。 宝贵金属接纳。 海水淡化。 反分泌手艺正在汽锅补给水 体例中的使用 高压泵 RO 板滞 细砂 过滤器 过滤器 产物水 反分泌手艺正在宝贵金属接纳 体例中的使用 过滤器 高压泵 RO 产物水回用 接纳水泵 接纳液 接纳水箱 工业轮回冷却水排水惩罚体例 轮回水排水 超滤 用户 RO 生存污水惩罚 污水池 一级污水惩罚 生物污泥 反映器 轮回 工业用水 超/微滤 污泥浓缩安装 三、反分泌手艺的经济合用性 邦度相合部分章程项目投资接纳年限5-7年。 关于新修厂汽锅补给水体例运用RO手艺 美邦、欧洲等荣华邦度含盐量大于75mg/L。 我邦97年前含盐量大于300mg/L的原水。 现正在含盐量大于250mg/L的原水。 关于已修厂的改制 含盐量大于500mg/L原水。 水惩罚体例拟实行程控改制的应与反分泌手艺实行对照。 海水淡化所需的能量对照: 分手工艺名称 外面值 反 渗 透 法 ( 回 收 率 40) 反 渗 透 法 ( 回 收 率 30) 冷冻法 溶剂萃取法 电渗析法 众级闪蒸法 花消的动力 KW h/m 3 0. 7 3.5 4.7 9.3 25.6 32.2 62.8 折合花消的能量 106J/m 3 2.52 12.6 16.92 33.48 92.18 151.92 226.08 反分泌浓水的归纳诈骗 举动过滤器的反洗用水。 举动电厂的冲灰水、冲煤水等。 举动高BOD生存污水的稀释用水。 北京世博公司邦内独创:浓水接纳手艺-- 接纳水质基础也可抵达某些一级反分泌的出 水水质 四、反分泌手艺的兴盛 膜品种的众样化及适合性的增加。 和EDI手艺相连接,兴盛为零酸碱高纯水 制备体例。 膜蒸馏手艺的钻研。 UF+RO+EDI 零酸碱高纯水制备工艺 超滤 反分泌 EDI 高纯水 17M 此课件下载可自行编辑删改,仅供参考! 感激您的援救,咱们勤劳做得更好!感谢

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