陕西科技大学807环境工程学考点精讲 20文档格式.docx

陕西科技大学807环境工程学考点精讲 20文档格式.docx

《陕西科技大学807环境工程学考点精讲 20文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《陕西科技大学807环境工程学考点精讲 20文档格式.docx（6页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

5、熟悉离子交换法

6、了解柱式交换法

7、了解连续式交换法

【考点精讲】

考点一、吸附原理（★★★）

1吸附过程与分类

●吸附是指利用多孔性固体物质吸附废水中某种或几种污染物，以回收或去除某些物质，从而使废水得到净化的方法。

●吸附剂（absorbent）:

具有吸附能力的多孔性固体物质。

●吸附质（adsorbate）:

废水中被吸附的物质。

v吸附是一种界面现象，发生在两个相的界面上。

v固体表面分子或原子因受力不均衡而具有剩余表面能。

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。

v根据吸附剂与吸附质之间作用力的不同，吸附可分为：

●物理吸附（physicaladsorption）

●化学吸附（chemicaladsorption）

●离子交换吸附（ionexchangeadsorption）

2物理吸附的特点

v通过分子间力作用发生。

v无选择性。

v吸附质位置不固定，能在界面范围内自由移动。

v主要发生在低温状态下，放热较小。

v可以是单分子层或多分子层吸附。

v解吸容易。

影响物理吸附的主要因素是吸附剂的表面积和细孔分布。

3化学吸附的特点

v由化学键力引起。

v有选择性，即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附作用。

v一般为单分子层吸附，分子不能在表面自由移动。

v吸附时放热量较大；

通常需要一定的活化能。

v低温时，吸附速度较小。

v吸附牢固，解吸困难。

4离子交换吸附的特点

Ø

吸附质离子由静电引力作用聚集在吸附剂表面带电点上，并置换出其他离子。

吸附力为静电引力

有一定的选择性

吸附热与物理吸附相近

考点二、影响吸附的因素（★★★）

1吸附剂的性质

1）比表面积

2）孔结构

3）表面化学性质

2吸附质的性质

通常有机物在水中的溶解度随着链长的增长而减小，而活性炭的吸附量随有机物分子量的增大而增加。

3操作条件

•温度：

吸附是放热过程，低温有利于吸附，升温有利于脱附。

•pH:

溶液的pH值影响溶质状态，影响吸附剂表面的电荷特性和化学特性，影响到吸附效果。

•接触时间：

足够的接触时间。

•吸附剂再生，溶液的组成和浓度及其它因素也影响吸附效果。

考点三、吸附剂（★★★）

1工业吸附剂的要求:

（a）吸附能力强；

（b）吸附选择性好；

（c）吸附平衡浓度低；

（d）容易再生和再利用；

（e）机械强度好；

（f）化学性质稳定

（g）来源广；

（h）价格低。

活性炭、木炭、焦炭、硅藻土、木屑、吸附树脂等。

2、吸附剂的解吸再生

●解吸再生：

在保持吸附剂结构不发生或稍微发生变化的情况下，将吸附质由吸附剂的表面去除，恢复其吸附性能。

是吸附的逆过程。

●解吸再生方法：

加热、化学氧化、药剂、生物再生法等。

考点四、吸附的操作及设备（★★）

1吸附操作的分类

●按吸附操作过程中废水的流动状态，可把吸附操作分为静态吸附和动态吸附。

●静态吸附操作：

废水不流动。

●动态吸附操作：

废水流动。

●从处理设备的类型上分，又可以分成固定床（fixedbed）方式、移动床（movingbed）方式和流化床（expandedbed）方式。

2吸附操作的设备

固定床：

•废水连续通过填充吸附剂的设备，吸附剂在操作过程中是固定的。

•根据水流方向分：

升流式（up-flow）和降流式（down-flow）两种。

•降流式出水水质较好，水头损失较大，易堵塞。

•升流式水头损失小，运行时间较长。

不易堵塞，但吸附剂易流失。

移动床

•移动床：

原水从塔底部流入和吸附剂逆流接触，出水从塔顶流出，再生后的吸附剂从塔顶加入，接近吸咐饱和的吸附剂从塔底排出，即吸附剂由上而下移动。

•按吸附剂排出方式分为：

间歇移动床和连续移动床。

•充分利用吸附剂的吸附容量，水头损失小。

流动床：

✓也叫做流化床。

吸附剂在塔中处于膨胀状态或流化状态，塔中吸附剂与废水逆向连续流动。

✓可使用小颗粒的吸附剂，吸附剂一次投量较少，不需反洗，设备小，生产能力大，预处理要求低。

✓连续卸炭和投炭，要求上下不混层，保持炭层成层状向下移动，所以运行操作要求严格运转中操作要求高，不易控制，吸附剂的机械强度要求高。

✓为克服这个缺点开发出多层流化床；

每层的活性炭可以相混，新炭从塔顶投入、依次下移，移到底层时已达到饱和状态。

3．吸附法处理废水的特点和应用

特点：

●适应范围广；

●处理效果好；

●可回收有用物料；

●吸附剂可再生；

●对进水预处理要求较高，运转费用较高，系统庞大，操作较麻烦。

应用范围：

脱色，除臭，脱重金属、溶解性有机物和放射性元素等。

作为离子交换、膜分离等方法的预处理，去除有机物、胶体物及余氯。

作为二级处理后的深度处理手段，以保证回用水的质量。

考点五、离子交换法介绍（★★）

●借助离子交换剂（ionexchangeresin）上的离子与废水中的离子进行交换而除去废水中有害离子。

●特点:

主要吸附以离子态存在的物质，进行等当量离子交换。

在废水处理中，主要用于回收和去除废水中金属离子，对于净化放射性废水及有机废水也有应用。

1、离子交换剂的分类及组成

离子交换剂分为无机和有机两大类。

无机：

天然沸石和人工合成沸石。

有机：

磺化煤和离子交换树脂。

@磺化煤：

以煤为原料，浓硫酸磺化制成，交换容量低，机械强度差，化学稳定性较差。

@离子交换树脂：

有机高分子聚合电解质，是疏松而多孔结构的固体球形颗粒，不溶于水、电解质溶液。

2、离子交换的工艺过程

•分为固定床与移动床。

•废水处理中常用单层固定床。

•离子交换系统包括：

预处理设备、离子交换器和再生附属设备。

•运行操作包括四个步骤：

交换、反洗、再生、清洗。

考点六、柱式交换法（★★）

1工艺过程

◆固定床式离子交换柱树脂在柱内不移动，废水通过一定高度的树脂层进行交换。

当树脂失去交换能力时，需进行反洗和再生。

◆柱式交换法是周期性进行的。

其效果受树脂对离子的选择性、树脂的再生程度、树脂层的高度、废水的流速及离子浓度等因素影响。

2　装置类型

在实际应用中通过一个交换器很难达到目的，需要不同的交换器组合起来使用。

（a）单床:

一种树脂，单床结构；

（b）多床:

一种树脂，两个以上交换器；

（c）复床:

两种树脂，两个交换器串联系统；

（d）混合床:

同一交换器内填装阴、阳两种树脂；

（e）联合床:

将复床与混合床联合使用。

考点七、连续式交换法（★★）

Ð

交换、再生、清洗等操作在装置的不同部位同时进行，饱和的树脂连续进入再生柱，新生树脂连续进入交换柱。

该法进行交换所需树脂量比柱式少，树脂利用率高，连续运行，效率高。

设备较复杂，树脂磨损大。

三塔式移动床系统由交换塔、再生塔和清洗塔组成。

顺流再生与逆流再生

●再生液的流向和交换时水流方向相同称为顺流再生。

反之为逆流再生。

●顺流再生设备简单，操作方便，工作可靠。

再生液用量多，获得的交换容量低，出水水质差。

●逆流再生时，再生液耗量少，交换剂获得的工作容量大，而且能保证出水质量，但逆流再生的设备较复杂，操作控制较严格。

离子交换法的应用及存在问题：

离子交换优点:

●离子去除效率高，设备较简单，操作容易控制。

存在问题:

●应用范围受离子交换剂品种、产量、成本的限制，对废水的预处理要求较高，离子交换剂的再生及再生液的处理困难。

【思考题】

8．用吸附法处理废水，可以达到使出水极为洁净。

那么，是否对处理要求高，出水要求高的废水，原则上都可以考虑采用吸附法?

为什么?

9．电镀车间的含铬废水，可以用氧化还原法．化学沉淀法和离子交换法等加以处理。

那么，在什么条件下，用离子交换法进行处理是比较合宜的?

本课时需要掌握的知识点共7个考点，其中5个重要考点，2个一般考点。