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工业废水的物理化学处理

第九章 污水物理化学处理法高频彩官网

添加时间:2020/06/09

  第九章 污水物理化学执掌法_其它_职业教养_教养专区。第九章 污水物理化学执掌法

  目次 ? 第一节 吸附法 ? 第二节 离子相易法 ? 第三节 萃取法 ? 第四节 膜析法 第一节 吸附法 一、吸附道理 ? 吸附可分为物理吸赞成化学吸附。 ? 物理吸附:吸附剂与吸附质之间通过分子间引力 (即范德华力)发作吸附。 ? 化学吸附:吸附剂与吸附质之间发作化学功用,生 成化学键惹起吸附。 ? 必然的吸附剂所吸附物质的数目与此物质的本质、 浓度和温度相合。证实被吸附物质的量与浓度之间 的干系式称为吸附等温式。 ? 1.弗劳德利希(Freundlich)吸附等温式 y ? K? m 1 n 双方取对数: y 1 log ( ) ? logK ? log? m n 式中: y—吸附剂吸附的物质总量,mg m—投加的吸附剂量,mg ρ—抵达均衡时溶液中被吸附物的浓度,mg/L K、n—体味常数。 N值正在寻常要求下大于1。 ? 2.朗格缪尔(Langmuir)吸附等温式 y K?? ? m 1 ? K1 ? ? 双方同时被ρ除: ? y m 1 K1 ? ? ? K K 式中: y—吸附剂吸附的物质总量,mg m—投加的吸附剂量,mg ρ—抵达均衡时溶液中被吸附物的浓度,mg/L K、K1—体味常数。 二、影响吸附的因数 ? 吸附才干和吸附速率是量度吸附经过的紧要目标。固体吸附剂的 吸附才干可用吸附量来量度。吸附速率指单元重量吸附剂正在单元 时光内所吸附的物质料。它决计接触时光及吸附兴办的容积。 ? 吸附经过基础上可分为三个连绵的阶段。第一阶段为吸附质扩散 通过水膜而抵达吸附剂轮廓(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轮廓上产生吸附。普通吸 附阶段反响速率异常疾,总的经过速率由第一、二阶段速率所控 制。正在凡是环境下,吸附经过起头时往往由膜扩散驾驭,而正在吸 附逼近完结时,内扩散起决计功用。 ? 吸附剂构造的影响 ? ? 比轮廓积 孔构造 ? 大孔 100 nm 2nm过渡孔100nm 微孔2nm 轮廓化学本质 轮廓含氧官能团的本质 -COOH、-OH等 有助于对极性分子的吸附 ? 吸附质本质的影响 对待必然的吸附剂,因为吸附质本质的分歧,吸附后果 也纷歧律。普通有机物正在水中的融化度跟着链长的延长而减 小,而活性炭的吸附容量却跟着有机物正在水中融化度的削减 而填补,也即吸附量随有机物分子量的增大而填补(不行过 大)。如活性炭对有机酸的吸附量按甲酸<乙酸<丙酸<丁 酸的序次而填补。 活性炭执掌废水时,对清香族化合物的 吸附后果较脂肪族化合物好,高频彩官网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 水编制的吸附质往往不是简单的,它们之间能够相互增进、 作梗或互不相合。 ? 操作要求的影响 吸附是放热经过,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 轮廓的电荷性情和化学性情, 进而影响到吸附后果。邦内 用太原8#炭吸附Cd—CN 络合物的试验结果如图所示。 三、吸附剂 ? 活性炭:比轮廓积可达800—2000m2/g,有很高的吸附才干。 凡是可制成粉末状或颗粒状。粉末状活性炭吸附才干强,制 备容易,价值低重,但再生穷困,凡是不行反复操纵。颗粒 状活性炭价值较贵,但可再生反复操纵,而且操纵时劳动条 件较好,操作管制利便。活性炭的再生伎俩紧要有:加热再 生、化学再生。 ? 腐殖酸类吸附剂:自然的富含腐殖酸的风化煤、泥煤、褐煤 等,它们可直接操纵或方便执掌后操纵。腐殖酸是一组清香 构造的,本质与酸性物质类似的繁复同化物,可吸附工业废 水中很众金属离子,如汞、镉、镉、锌、铅、铜等。 四、吸附工艺和兴办 ? 吸附的操作形式分为间 歇式和连绵式。 ? 间歇式是将废水和吸附 剂放正在吸附池内举办搅 拌30min把握,然后静 置重淀,消除澄清液。 ? 连绵式吸附能够采用固 定床、挪动床和流化床。 五、吸附法正在污水执掌中的行使 ? 因为吸附法对废水的预执掌央浼高,吸附剂价值昂 贵,以是正在废水执掌中,吸附法紧要用于去除废水 中的微量污染物,以抵达深度净化的主意。 ? 例1:吸附法除汞工艺流程 Ca(OH)2 含汞废水 FeSO4 重淀池 吸附池1 吸附池2 排放 反响池 Na2S 图17-2 吸附法除汞流程(10 -20m3/d) ? 例2:炼油厂、印染厂废水的深度执掌 含油废水经隔油、气浮和生物执掌后,再经砂 滤和活性炭过滤深度执掌。废水中含酚量从0.1(生 物执掌后)降至0.005mg/L,氰从0.19mg/L降至 0.048mg/L,COD从85mg/L降至18mg/L。 第二节 离子相易法 ? 正在废水执掌中,离子相易紧要用于去除废水中的金属离子。 离子相易的实际是不溶性离子化合物(又称离子相易剂)上 的可相易离子与溶液中的其它同性离子的相易反响,是一种 额外的吸附经过,普通是可逆性化学吸附。 RH ? M ? ? RM ? H ? 正在均衡状况下,树脂中及溶液中的反响物浓度切合下列干系式: [RM][H ? ] ?K ? [RH][M ] K是均衡常数。K大于1,且越大越有利于相易反响。K值得大 小能定量的反应正在离子相易剂对某两个固定离子相易遴选性 的巨细。 一、相易树脂 ? 离子相易树脂是人工合成的高分子集合物,由树脂本体(又称母 体或骨架)和活性基团两个局部构成。临蓐离子相易剂的树脂母 体最常睹的是苯乙烯的集合物,是线性构造的高分子有机化合物。 正在原料中常插足必然数目的二已烯苯做交联剂,使线性集合物之 间互相交联,创建体网状构造。树脂自己不是离子化合物,无离 子交化才干,需经得当执掌加活性基团,活性基团由固定离子和 行动离子构成。固定离子固定正在树脂网状骨架上,行动离子(或 称相易离子)则仰赖静电引力与固定离子纠合正在沿途,二者电性 相反电荷相称。 ? 离子相易树脂外形呈球状颗粒,按树脂类型和孔构造的分歧分为: 凝胶型、大孔型、众孔凝胶型、巨孔型(MR)和高巨孔型(超 MR)树脂等。按活性基团的分歧分为:含有酸性基团的(强酸 性、弱酸性)阳离子相易树脂,含有碱性基团(强碱性、弱碱性) 的阴离子相易树脂、含有胺酸基团等的螯合树脂,含有氧化还原 基团的氧化还原树脂和两型树脂等。 二、 离子相易树脂的选用 ? 1.离子相易树脂的有用PH值限制:强酸、强碱性相易树脂的 活性基团电离才干强,其相易才干基础上与PH值无合。弱 酸性离子相易树脂正在碱性溶液中才有较高的相易才干;若碱 性离子则反之。 ? 2.相易容量:全相易容量与任务相易容量。单元:mol(可 相易离子)/kg(干树脂或湿树脂)。树脂的全相易容量可由 滴定法测定。 ? 3.交联度:交联度较高的树脂,孔隙度较低,密度较大,离 子扩散速率较低,对半径较大的离子和水合离子的相易量较 小,浸泡正在水中则水化度较低,形变较小,也较量褂讪,不 易分裂。水执掌中操纵的相易树脂,交联度为7%-10%。 ? 4.相易势:对统一种相易树脂RH讲,相易反响的均衡常数K 值随相易离子M+而异,K值越大,证实相易离子越容易代替 树脂上的可相易离子,也证实相易离子与树脂的亲和力愈大, 普通说这种离子的相易势很大;反之,K值愈小,普通说交 换势很小。当含有众种离子的废水同离子相易树脂接触时, 相易势大的离子势必最先同树脂上的离子举办相易。 三、离子相易的工艺和兴办 ? 离子相易装备,遵循举办形式的分歧,可分为固定床(单层 床、双层床、同化床)和连绵床(挪动床、活动床)两大类。 个中正在废水执掌中,单层固定床离子相易装备(图17-4)是 最常用、最基础的一种型式。 ? 用于废水执掌的离子相易体系凡是蕴涵:预执掌兴办(凡是 蕴涵砂滤器,用于去除悬浮物,预防离子相易树脂受污染和 相易床阻碍)、离子相易器和再生附庸兴办(如再生液配制 兴办)。 ? 离子相易的运转操作蕴涵四个环节:相易、反洗、再生、清 洗。 四、离子相易法正在废水执掌中的行使 外17-2 离子相易法正在废水执掌方面的某些行使 废水品种 电镀铬废水 无益离子 CrO42- 树脂类型 大孔型阴离 子相易树脂 氢型强酸性 阳离子相易 树脂 氯型强碱性 大孔阴离子 相易树脂 废水出途 再生剂 轮回操纵 食盐或烧 碱 18%-20% 硫酸 盐酸 再生液出途 用氢型阳离子 相易树脂除钠 后回用于临蓐 蒸发浓缩后回 用 接纳汞 电镀废水 Cr3+,Cu2+ 轮回操纵 含汞废水 Hg2+ HgClx(x-2)- 中和后排 放 粘胶纤维废 水 Zn2+ 强酸性阳离 子相易树脂 中和后排 放 硫酸 回用于临蓐 氯苯酚废水 氯苯酚 弱碱性大孔 排放 型离子相易 树脂 2%NaOH 接纳酚或甲 醇 甲醇 第四节 膜析法 ? 膜析法是用薄膜(又称半透膜)以区别水溶液中某些物质的 伎俩统称。目前有扩散渗析法(渗析法)、电渗析法、反渗 透法和超滤法等。 一、渗析法 半透膜 净水 盐水 图17-15 渗析征象 ? 起渗析功用的薄膜,因对溶质的排泄性有遴选功用,故叫半 透膜。 ? 半透膜的渗析功用有三品种型:①仰赖薄膜中“孔道”的大 小区别巨细分歧的分子或离子;②仰赖薄膜的离子构造区别 本质分歧的离子,比如阳离子相易树脂做成的薄膜能够透过 阳离子,叫阳离子相易膜,用阴离子相易树脂做成的薄膜可 以透过阴离子,叫阴离子相易膜;③仰赖薄膜的有遴选的溶 解性区别某些物质,比如醋酸纤维膜有融化某些液体和气体 的本质,而使这些物质透过薄膜。 ? 一种薄膜只消具备上述三种功用之一,就能有遴选地让某些 物质透过而成为半透膜。 ? 正在膜析法中,物质透过薄膜必要动力,目前运用的有三种动 力:分子扩散功用力、电力、压力。反排泄和超滤都要把水 加压。用电力的是电渗析。仰赖分子自然扩散的是扩散渗析 法,简称渗析法。 二、电渗析 精品课件! 精品课件!

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