《水污染控制工程》》PPT课件.ppt

水 污 染 控 制 工 程 主 讲 老 师 : 胡 忠 明 第 一 章 绪 论第 二 章 污 水 的 物 理 处 理第 三 章 污 水 的 好 氧 生 物 处 理 (一 )第 五 章 污 水 的 好 氧 生 物 处 理 (二 )第 六 章 污 水 的 厌 氧 生 物 处 理 第 七 章 污 水 的 化 学 处 理 第 八 章 污 水 的 吸 附 法 、 离 子 交 换 法 、 萃 取 法 和 膜 析 法 处 理第 九 章 城 市 污 水 的 深 度 处 理 第 十 章 污 水 处 理 厂 的 设 计 第 八 章 污 水 地 吸 附 法 、 离 子 交 换 法 、 萃 取 法和 膜 析 法 处 理 第 一 节 吸 附 法第 二 节 离 子 交 换 法第 三 节 萃 取 法第 四 节 膜 析 法 第 一 节 吸 附 法一 、 原 理 ：物 理 吸 附 化 学 吸 附 （ 范 得 华 力 ）分 子 间 力 化 学 键 力 （ 化 学 反 应 ）Freundlich(弗 劳 德 利 希 )吸 附 等 温 式Langmuir（ 郎 格 缪 尔 ） 吸 附 等 温 式 1/ny Km 1 iy Km K 低 浓 度 污 染物 适 用 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 ） 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 物 质 量v越 快 ， 吸 附 剂 与 吸 附 物 质 接 触 时 间 越 短 ， 吸 附设 备 的 容 积 越 小 颗 粒 吸 附 剂 外 部 扩 散 ： 与 溶 液 浓 度 、 吸 附 表 面 积 成 正 比 吸 附 反 应 阶 段（ 相 似 相 吸 ）多 孔 性 吸 附 剂 孔 隙 扩 散 与 颗 粒 孔 隙 和 结 构 有 关 ， 越 小 ， 扩 散 越 快 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 性 条 件 下 吸 附 量 高 ， 其 他 需 试 验 三 、 吸 附 剂1、 活 性 炭 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 ， 使 用 多 （ 劳 动 条 件 好 ）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（ 1） 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 O 2供 给 条 件 下 氧 化 分 解 ， 汽 化 溢 出（ 2） 化 学 再 生 ： 化 学 吸 收 。 用 于 粉 末 活 性 炭例 如 ： 苯 酚 可 用 NaOH 溶 液 浸 泡 产 生 酚 钠 盐 而 吸 收 2、 腐 植 酸 类 ：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 +粘 合 剂 形 成 腐 植 酸 树 脂腐 植 酸 有 阳 性 离 子 吸 附 功 能H 2SO4， H Cl， NaCl可 吸 收应 用 尚 处 于 试 验 研 究 阶 段 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 30min左 右 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2、 连 续 式 （ 常 用 ）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 饱 和 的 吸 附 剂 ， 换 新 剂 （ 水 至 上 而 下 ）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 ）操 作 难 很 少 用 总 厚 度 35m， 分 数 个 柱 ， 12m/柱固 定 的 参 数接 触 时 间 3060min， 滤 速 15m/h以 一 定 的 出 水 水 质 为 标 准 ， 规 定 是 否 “ 穿 透 ” ，从 而 决 定 更 换 和 再 生 五 、 应 用1、 除 汞2、 除 酚 、 氰 、 COD（ 深 度 处 理 ）先 化 学 除 汞 （ 沉 淀 法 ）再 吸 附 除 汞 （ 池 1、 池 2轮 换 使 用 ） 第 二 节 离 子 交 换 法一 、 离 子 交 换 剂离 子 交 换 树 脂 =母 体 +活 性 基 团结 构树 脂 母 体 （ 高 分 子 有 机 物 ）活 性 基 团 固 定 离 子活 动 离 子 （ 可 交 换 离 子 ） 静 电 引 力 分 类 凝 胶 型大 孔 型多 孔 凝 胶 型巨 孔 型 （ MR型 ）高 巨 孔 型 强 酸 ： SO3H弱 酸 ： COOH强 碱 ： NOH弱 碱 ： NH 3OH 、 =NH 2OH 、 NH OHCH CH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2SO3H 母 体 （ 无 交 换 能 力 ）离 子 基 团（ 活 性 基 团 ） 固 定 离 子SO3-可 交 换 离 子H + 二 、 离 子 交 换 剂 的 选 用靠 试 验 ， 不 同 废 水 又 不 同 要 求 ， 是 商 品1、 有 效 PH2、 交 换 容 量 ： 主 要 性 能 。 mol/kg(干 ) mol/l（ 湿 ）3、 交 联 度全 交 换 容 量 ： 理 论 容 量 。 靠 滴 定 ， 也 可 估 算 指 高 分 子 基 团 中 交 换 离 子 的 数 量工 作 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 710%影 响 大 ： 孔 隙 度 小 ， 扩 散 慢 ， 大 的 离 子 交 换 量 小 形 态 小 ， 密 度 大 ， 不 易 粉 裂 4、 交 换 势 ： RH + M+ RM + H + RM HK RH M K说 明 M+越 易 与 H +交 换 ， 交 换 势 就 大多 离 子 废 水 中 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 ）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 ： Na+H +Li+ 在 弱 酸 阳 离 子 树 脂 时 H +最 大OH -势 在 阳 离 子 交 换 树 脂 时 Cl-OH -F-(强 碱 ) 在 阳 离 子 交 换 树 脂 时 OH -最 大 三 、 工 艺 设 备 单 层 固 定 床 最 常 用 操 作 步 骤1、 交 换 ： 开 启 、 进 出 ， 其 余 关 闭2、 反 洗 ： 目 的 ： 松 动 树 脂 ， 准 备 再 生 反 洗 液 ： 原 水 （ 自 来 水 ） 标 准 ： 脂 层 膨 胀 4060% 方 法 ： 关 、 ， 开 ， 再 逐 渐 开 ， 以 15m/hr进 行 15min3、 再 生 ： 重 要 步 骤 。 一 定 范 围 内 ， 再 生液 浓 度 越 高 ， 再 生 效 果 越 好操 作 ： 关 ， 开 放 气 ， 开 放 水 至 树 脂 层 约 10cm 关 ， 再 开 ， 关 ， 适 当 开 4、 清 洗 ： 洗 净 再 生 液关 ， 开 、 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 14-13倍 四 、 应 用主 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 ： 2、 其 他 应 用 第 三 节 萃 取 法一 、 萃 取 剂标准 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 易 再 生 萃 取 剂 价 格 低 ， 供 应 充 沛 ( )cf sCK C 剂 中 浓 度（ 废 水 中 温 度 ） 二 、 萃 取 过 程 ：三 、 萃 取 设 备 ：罐 式 ， 塔 式 ， 离 心 机 式通 常 式 间 歇 式 ， 完 成 混 合 （ 萃 取 ） 和 分 离进 程 是 装 料 搅 拌 静 澄 出 料有 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 四 、 应 用含 酚 废 水 的 处 理 ： 污 水 ： 13g/l 净 化 水 ： 0.1g/l（ 与 其 他 废 水 混 合 后 再 生物 处 理 ） 萃 取 剂 ： 重 苯 再 生 液 ： NaOH 20%溶 液 工 艺 ： 脉 冲 筛 板 塔 （ 来 水 先 行 焦 油 过 滤 ） 第 四 节 膜 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 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 则 糖 盐 混 合 物 可 分 离渗 析 作 用 类 型 靠 “ 孔 道 ” 大 分 子 分 离 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（ 离 子 交 换 法 ） 是 水 处 理 重 最 主 要 的 形 式 渗 透 的 动 力 分 子 扩 散 ： 扩 散 渗 析 法 （ 简 称 渗 析 法 ） 电 力 ： 电 渗 析 压 力 ： 反 渗 透 法 和 超 滤 法 二 、 电 渗 析 三 、 反 渗 透原 理 ( ) i 渗 透 压 （ 系 数 ） R T C应 用 设 备 是 商 品 ， 可 以 选 用 。 用 于 淡 化 ， 脱 盐 ， 取 纯 水 ， 除 细 菌 、 病 毒 。 四 、 超 滤 法原 理 用 反 渗 透 ， 但 制 膜 时 不 加 热 ， 使 膜 微 孔 径 大 些截 留 ： 溶 质 直 径 =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 多应 用分 解 有 机 的 溶 解 物 ： 蛋 白 质 ， 淀 粉 ， 树 胶 ， 油 漆 。 谢 谢