第三章物理化学法课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,四 过滤,（一）功能和原理,过滤指通过具有空隙的颗粒状滤料层截留废水中细小固体颗粒的处理工艺。废水处理中，主要用于去除悬浮颗粒和胶体杂质，特别是用重力沉淀法不能有效去除的微小颗粒和细菌，对废水的BOD和COD等也有一定的去除作用。,在过滤过程中，水中的污染物颗粒主要通过三种作用被去除：,1.筛滤作用,2.沉淀作用,3.接触吸附作用,四 过滤（一）功能和原理,（二）过滤池常见类型,滤池有很多种，通常有以下几种分类方式：,1.按照滤速的大小分类： 慢滤池,快滤池,2.按照滤料的分层结构分类：,单层滤料滤池,双层滤料滤池,三层滤料滤池,3.按照水流过滤层的方向分类：,上向流,下向流,双向流,4.按照作用水头分类： 重力式滤池和压力式滤池,（二）过滤池常见类型,（三）过滤池的主要组成部分,1. 滤料层,滤料系滤池内的过滤材料，它是承担过滤功能的主要部分。常用的滤料是石英砂和无烟煤，各种滤料必须具备以下几个特点：,(a) 足够的机械强度,(b) 足够的化学稳定性,(c) 适当的粒径级配,(d) 滤料的不均匀系数，滤层厚度,2. 承托层,承托层位于滤池的底部，由大颗粒材料组成，作用主要是承托滤料，防止滤料进入底部配水系统造成流失，同时保证反冲洗配水均匀。,基本要求：一是在最大强度的反冲洗时，不能松动； 二是孔隙要尽量均匀，以便配水均匀。,（三）过滤池的主要组成部分,3. 配水系统,配水系统的作用是将反冲洗水均匀分配到整个滤池中。常用的配水系统有如下两种：,（a）大阻力配水系统,（b）小阻力配水系统,4. 冲洗系统,滤池工作一段时间后，滤料截留的污染物质趋于最大容量，此时如仍继续工作，污物会穿透滤层，失去过滤效果。因此，滤池工作一段时间后，要定期进行冲洗。滤池冲洗主要有三种方法：,（a）反冲洗,（b）反冲洗加表面冲洗,（c）气水反冲洗,3. 配水系统,（四）过滤的工艺控制与维护,1.滤速的控制,2.工作周期的控制,3.冲洗效果的控制,（1）冲洗强度,（2）冲洗历时,（3）滤层膨胀率,4.日常维护,（四）过滤的工艺控制与维护,五 中和与pH调节,（一）功能与原理,酸性工业废水和碱性工业废水来源广泛，将酸和碱随意排放不仅会造成污染、腐蚀管道、毁坏农作物、危害渔业生产，而且也是极大的浪费。,中和法是利用碱性药剂或酸性药剂将废水从酸性或碱性调整到中性附近的一类处理方法。中和处理发生的主要反应是酸与碱生成盐和水的中和反应。另外酸性废水中常溶解有重金属盐，在用碱进行中和时，可生成难溶的金属氢氧化物。,在工业废水处理中，中和处理和pH调节常常用于以下几种情况：,（1）废水排入水体前，水生生物对pH的变化较敏感。,（2）废水排入城市排水管道前，避免对管道腐蚀。,（3）进行化学或生物处理前，要求达到一最佳范围。,五 中和与pH调节（一）功能与原理,中和剂,酸性废水中和处理多采用的中和剂有石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等。,碱性废水中和处理则通常采用盐酸和硫酸。,苏打、苛性钠具有组成均匀、易于贮存和投加、反应迅速、易溶于水而且溶解度较高的优点，但价格较贵，通常很少采用。石灰来源广泛，价格便宜，应用较广。但它具有以下缺点：,（1）石灰粉末极易飘扬，劳动卫生条件差；,（2）装卸、搬运劳动量较大；,（3）成分不纯，含杂质较多；,（4）沉渣量较多，不宜脱水；,（5）配制石灰溶液和投加需要较多的机械设备等。,中和剂,（二）中和处理方法,1.酸性废水的中和处理,（1）碱性废水或废渣中和法,（2）投碱中和法,（3）过滤中和法,碱性滤料：石灰石、大理石、白云石,2.碱性废水的中和处理,（1）利用酸性废水中和碱性废水,（2）投酸中和法,（3）酸性废气中和法,（二）中和处理方法,(三)常用中和设备及运行管理,1.酸碱废水互相中和设备,（a）简易中和设备,（b）连续流式中和池,（c）间歇流式中和池,2.投药中和设备,（a）药剂配制/投加系统,（b）中和反应槽,(三)常用中和设备及运行管理,3.中和过滤池,（a）等速升流式膨胀中和过滤池,（b）变速升流式膨胀中和过滤池,（c）滚筒式中和过滤池,3.中和过滤池,六化学沉淀法,功能和原理,化学沉淀的类型,氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法、钡盐沉淀法,化学沉淀的运行管理,六化学沉淀法,七、化学氧化还原法,功能和原理,利用溶解于废水中的有毒物质，在氧化还原反应中能被氧化或还原的性质，把它转化为无毒无害的新物质的方法。 目的：剧毒或有毒 无毒、低毒 常用的氧化剂：空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠、三氯化铁等； 常用的还原剂：硫酸亚铁、亚硫酸盐、氯化亚铁、铁屑、锌粉、二氧化硫、硼氢化钠等,例：含氰废水时，氰化钠、氰化钾易析出CN(剧毒） 加入氧化剂后转化为络合物，不易析出CN，表现为较低的毒性。,七、化学氧化还原法 利用溶解于废水中的有毒物质，在氧,氧化法处理工业废水,空气氧化法：二价硫废水,氯氧化法：氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油类,臭氧氧化法：除臭、脱色、杀菌、除铁、氰化物,还原法处理工业废水：去除重金属,4. 设备和运行管理,氯氧化法,空气氧化法,臭氧氧化法,金属过滤床还原法,硫酸亚铁+石灰还原系统,氧化法处理工业废水,八、电解,功能和原理,在直流电场作用下，利用电极上产生的氧化还原反应，去除污染物。,常用的电解法,电化学氧化法、电化学还原法、电解凝聚法、电解气浮法,3. 电解槽的结构形式和板级电路,4. 设备和运行管理,八、电解,九 混凝法,（一）功能和原理,废水中的胶体（1,100nm）和细微悬浮物（100,10000nm）能在水中长期保持稳定的悬浮状态，静止而不沉，使废水产生混浊现象。混凝法就是向废水中投加混凝药剂，使其中的胶体和细微悬浮物脱稳，并聚集为数百微米以至数毫米的矾花，进而可以通过重力沉降或其他固液分离手段予以去除的废水处理技术。,九 混凝法（一）功能和原理,（二）常用混凝剂和助凝剂,1.无机盐类混凝剂,（a）三氯化铁,（b）硫酸亚铁,（c）硫酸铝,（d）聚合氯化铝,（e）聚合硫酸铁,2.有机高分子类混凝剂,阴离子型、阳离子型、非离子型,3.助凝剂,（a）pH调整剂,（b）絮体结构改良剂,（c）氧化剂,（二）常用混凝剂和助凝剂,（三）混凝工艺,1. 混凝剂的配制与投加,2. 混合,3. 反应,4. 矾花分离,（四）运行控制条件,1. pH,2. 水温,3. 混凝剂的选择和投加量,4. 水力条件,（三）混凝工艺,（五）混凝的设备,1. 混凝剂的配制与投加设备,2. 混合设备,3. 反应设备,（a）隔板反应池,（b）机械搅拌反应池,4. 矾花分离设备,（五）混凝的设备,（六）混凝设备日常运行中需注意的问题,（1）经常检查溶药系统和投加系统的运行情况。,（2）当冬季水温较低，影响混凝效果时，除可采取增加投药量的措施外，还可投加适量的铁盐混凝剂，经常检查加药管的运行情况。,（3）根据混合池和反应池的絮体、出水水质等情况，及时调整混凝剂的投加量。,（4）严格控制混合和反应的搅拌强度和时间。,（5）做好日常运行记录。,（六）混凝设备日常运行中需注意的问题,十 气浮法,（一）功能和原理,气浮是在水中产生大量细微气泡，细微气泡与废水中的细小悬浮粒子相黏附，形成整体密度小于水的“气泡颗粒”复合体，悬浮粒子随气泡一起浮升到水面，形成泡沫或浮渣，从而使水中悬浮物得意分离。,实现气浮分离必须具备基本条件：,1. 必须在水中产生足够数量的细微气泡；,2. 必须使气泡能够与污染物相黏附，并形成不溶性的固态悬浮体。,十 气浮法（一）功能和原理,（二）气浮的类型,按照产生微气泡方式的不同分为：,溶气气浮法,散气气浮法,电解气浮法,1. 溶气气浮法,根据气泡从水中析出时的压力不同，又可分为加压溶气气浮和溶气真空气浮，下面重点介绍加压溶气气浮。,加压溶气气浮是空气在加压条件下溶于水中，再使压力降低到常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。目前加压溶气气浮应用最广,（二）气浮的类型,（a）压力溶气气浮的关键设备,加压泵,溶气罐,释放器,气浮池,（a）压力溶气气浮的关键设备,（b）主要技术参数,（c）加压溶气的基本流程,按照加压水的来源和数量，分为：全部进水加压溶气、部分进水加压溶气和部分回流水进水加压溶气。,（b）主要技术参数,（d）压力溶气的供气方式,压力溶气气浮的供气方式可分为空压机供气、射流进气和泵前插管进气三种方式。,（e）调试和运行注意事项,第三章物理化学法课件,2. 散气气浮法,散气气浮法产生的气泡粒径较大（通常大于1mm），不宜与细小颗粒与絮凝体相吸附，反而易将絮体打碎，因此散气气浮不适合处理含细小颗粒与絮体的废水。主要适用于处理水量不大、悬浮物浓度高的废水。,目前常用的有扩散板曝气气浮法和叶轮气浮法两种。,2. 散气气浮法,3. 电解气浮法,电解气浮法是在直流电的作用下，对废水进行电解时，在正负两极会有气体呈微小气泡析出，将废水中成颗粒状的污染物带至水面以进行固液分离的一种技术。,电解气浮装置有竖流式和平流式两种,3. 电解气浮法,（三）气浮法在废水处理中的应用,1. 炼油厂含油,废水的处理,2. 造纸白水处理,（三）气浮法在废水处理中的应用,十一 吸附法,（一）原理,1. 吸附的概念,利用多孔性固体吸附废水中一种或几种溶质，达到废水净化的目的或回收有用溶质的过程，称为吸附。这种对溶质有吸附能力的固体称为吸附剂，而被固体吸附的物质称为吸附质。,2. 吸附平衡和吸附量,废水与吸附剂接触后，一方面吸附质被吸附剂吸附，另一方面，一部分已被吸附的吸附质因热运动的结果而脱离吸附剂表面，又回到液相中去，前者称为吸附过程，后者称为解吸过程。当吸附速度和解吸速度相等时，即达到吸附平衡。,吸附剂吸附能力的大小以吸附量,q,表示。指单位重量吸附剂（g）所吸附的吸附质的重量(g)。,十一 吸附法（一）原理,3. 吸附的影响因素,（a）吸附剂的性质,（b）吸附质的性质,（c）废水的pH,（d）温度,（e）共存物的影响,（f）接触时间,3. 吸附的影响因素,（二）常用吸附剂,吸附剂应具备如下性质：吸附选择性好、吸附能力强、吸附平衡浓度低、容易再生和再利用、机械强度好、化学性质稳定、来源广泛和价廉等。,目前废水处理中应用的吸附剂有：活性炭、活化煤、白土、硅藻土、活性氧化铝、焦碳、树脂吸附剂、炉渣、木屑、煤灰、腐殖酸等,活性炭是用含碳为主的物质做原料，经粉碎及加黏合剂成型后，经加热脱水、炭化、活化而制得。它是一种非极性吸附剂，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温。,活性炭的吸附能力与孔隙的构造和分布有关。它的孔隙分为三类：小孔、过渡孔、大孔,废水处理中采用的活性炭有粉末状和颗粒状两种。,（二）常用吸附剂,（三）吸附操作方式和设备,1. 静态间歇操作,2. 动态连续操作,（a）固定床,（b）移动床,（c）流化床,（三）吸附操作方式和设备,（四） 活性炭再生,加热再生,脱水,干燥,碳化,活化,冷却,蒸汽法,化学再生,生物再生,（四） 活性炭再生加热再生,（五）吸附装置的运行操作及维护,1.炭的预处理,2.进水的预处理,3.活性炭的投加、排除及输送,4.活性炭净化工艺的确定,5.炭层滤速的确定,6.固定床和降流式移动床必须重视反冲洗,7.控制吸附塔内厌氧微生物的繁殖生长,8.为避免电化学腐蚀，吸附装置优先考虑钢筋混凝土结构或不锈钢、塑料等材料,9.每个炭塔应有流量调节设施或计量装置，以便控制,10.注意防火、防爆、建筑的采光、通风、防尘及集尘,11.做好日常运行记录,（五）吸附装置的运行操作及维护,（六）吸附法在废水处理中的应用,1. 含汞废水的应用,2. 炼油厂废水深度处理,（六）吸附法在废水处理中的应用,十二 离子交换法,离子交换的基本原理,离子交换操作方式与工艺过程,离子交换法在废水处理中的应用,离子交换系统的操作管理与维护,十二 离子交换法,在给水处理中，离子交换是软化、除盐的主要方法之一；废水处理中，常用于去除金属离子。,离子交换的实质是不溶性离子化合物（离子交换剂）上的可交换离子与溶液中其它同样离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程，通常是可逆的化学吸附。,反应式可表达为：,RH + M,+,RM + H,+,离子交换的基本原理,在给水处理中，离子交换是软化、除盐的主要方法之一；废,离子交换剂,离子交换树脂的种类,离子交换树脂的主要性能,离子交换树脂的有效pH范围,离子交换的基本原理,离子交换剂离子交换的基本原理,离子交换剂,水处理中常用的离子交换剂为,磺化煤,和,离子交换树指,，废水处理中主要用树指。,磺化煤：煤研磨后经浓硫酸处理而得的碳质离子交换剂。,离子交换树脂：有凝胶型、大孔型和等孔型等。根据交换基团（活性基团）的不同，可分为强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性四种。前两种有酸性交换基团，为阳离子型交换树脂；后两种带碱性交换基团，为阴离子交换树脂。,离子交换剂 水处理中常用的离子交换剂为磺化煤和离子交换树指，,按树脂类型和孔结构不同，分为凝胶型、大孔型、多孔型、巨孔型等。,离子交换数脂的种类,按活性基团不同：,阳离子(酸性基团)：强酸型(-SO3H)； 弱酸性(-COOH),阴离子(碱性基团)：强碱性(NOH)；弱碱性(NHOH，= NH2OH，NH3OH),螯合树指（羟胺基团）,氧化还原树指：两性树指等。,按树脂类型和孔结构不同，分为凝胶型、大孔型、多孔型、,1、,选择性,2、,交换容量,3、物理化学性能,离子交换树脂的性能指标,1、粒度、密度,2、,含水率,3、溶涨性,4、耐热性,5、机械强度,6、,酸、碱性,1、全交换容量,2、,平衡交换容量,3、工作交换容量,1、选择性 离子交换树脂的性能指标1、粒度、密度 1、全交换,含水率,在水中充分膨胀后的湿树脂所含溶胀水的重量与湿树脂重量的百分比,一般为50%,含水率 在水中充分膨胀后的湿树脂所含溶胀水的重量与湿树,酸、碱性,离子交换树脂具有一般酸、碱的反应性能，在水中离解出H,+,或OH,-,。根据离解能力的大小，树脂的酸、碱性有强、弱之分。,pH影响活性基团的电离能力，强酸强碱性受其影响小，弱酸碱性则受pH影响大。,树脂类型 强酸 强碱 弱酸弱碱,有效pH范围 114 112 514 07,酸、碱性 离子交换树脂具有一般酸、碱的反应性能，在水中离解出,选择性,离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能称为离子交换选择性。选择性表示了交换离子取代树脂上可交换离子的难易程度，与树脂间结合力的大小，离子交换的先后顺序和交换量。,交换离子与树脂的亲和力的大小称为交换势。交换势越大，表明选择性越高。,选择性 离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能称为,选择性,关于不同离子交换势的大小，有多种理论解释，影响因素较多，一般有如下规律：, 离子的交换势，与自身化学性质，树脂化学性有关，并受温度和浓度影响较大。下面介绍的规律适用于常温和低浓度溶液中。, 离子所带电荷愈多，交换势愈大。,Th,4+,Al,3+, Ca,2+,Na,+,PO,4,3-, SO,4,2-, Cl,-,选择性 关于不同离子交换势的大小，有多种理论解释，影响,选择性, 电荷相同时，大致是原子序数愈高或水合半径愈小，交换势愈大，副族元素正好相反。,Fe,3+, Al,3+, Ca,2+, Mg,2+, K,+, NH,3+, Na,+, Li,+,NO,3,-, Cl,-, HCO,3,-, HSiO,3,-,选择性 电荷相同时，大致是原子序数愈高或水合半径愈小，交换,选择性, H+和OH-的交换选择性与树脂的酸、碱性关系很大，如：,强酸性阳树脂,Fe,3+, Al,3+, Ca,2+, Na,+, H,+, Li,+,弱酸性阳树脂,H,+, Fe,3+,强碱性阴树脂,SO,4,2-, NO,3,-, Cl,-, OH,-, F,-, HCO,3,-, HSiO,3,-,弱碱性阴树脂,OH,-, SO,4,2-, ,选择性 H+和OH-的交换选择性与树脂的酸、碱性关系很大，,选择性, 离子量高的有机离子和金属络合离子交换势特别大。, 大孔型树脂具有很强的吸附性，可以吸附非离型杂质。,上述规律适用于稀溶液，当离子浓度很高时则可使交换次序发生改变，再生时即如此。,选择性 离子量高的有机离子和金属络合离子交换势特别大。,废水水质对离子交换的影响,1、悬浮物、油脂：堵塞树指孔隙，包裹树脂颗粒，影响交换容量。,预处理：沉淀、过滤、除油等。,2、有机物：某些高分子有机物与固定离子结合力很强，使树脂难以再生，降低了交换容量。,减少有机污染，选用低交联度树脂，预处理，特殊的再生操作( 加氧化剂等)。,废水水质对离子交换的影响1、悬浮物、油脂：堵塞树指孔隙，包裹,影响交换速度的因素,1、交联度,2、水中的离子浓度,3、水的流速,4、树脂颗粒大小,5、水温,影响交换速度的因素1、交联度,离子交换软化装置,离子交换装置，按照运行方式的不同，可分为固定床和连续床两大类：,单层床,固定床 双层床,混合床,离子交换装置 移动床,连续床,流动床,离子交换软化装置 离子交换装置，按照运行方式的不同，可,离子交换软化装置,单层固定床离子交换装置是最常用、最基本的形式。离子交换树脂（或磺化煤）装填在离子交换器内。在操作过程中，树脂不往外输送，所以称为,固定床。移动床、流动床,都是与固定床相对而言的，并在固定床基础上发展起来的。,离子交换操作方式与工艺过程,离子交换软化装置离子交换操作方式与工艺过程,固定床的基本缺陷： 树脂不能边失效，边再生，造成交换器内树指积压，利用率低，交换器容积利用不充分；, 树脂层中树脂交换能力使用不匀，上层饱和程度高，下层低。,固定床的基本缺陷： 树脂不能边失效，边再生，造成交换器内树,连续床离子交换设备,连续式的特点:树脂不固定在交换器内，而是处于连续循环运动中， 交换与再生长则在不同塔内进行。树脂的用量比固定床减少1/31/2，设备单位容积的产水量还可提高。,连续式离子交换至分移动床和流动床两种。,连续床离子交换设备连续式的特点:树脂不固定在交换器内，而,离子交换工艺流程,交换,反洗, ,清洗,再生,离子交换工艺流程 交换 反洗,离子交换法在废水处理中的应用,主要去除对象：铜、镍、镉、铬、锌、汞、金、银、铂、磷酸、硝酸、氨、有机物、放射性物质等。,下面以离子交换法处理含铬废水为例说明其在废水处理中的应用。,离子交换法在废水处理中的应用主要去除对象：铜、镍、镉、铬、锌,离子交换法在废水处理中的应用,双阴柱全酸性全饱和流程处理含铬废水,1、目的：实现铬的回收及漂洗水的循环回用,2、处理流程（,见,图,）,含铬废水pH6，含强氧化剂H,2,CrO,4,和H,2,Cr,2,O,7,，废水依次流经阳柱和阴柱得以处理。,阳柱强酸型H树脂。,阴柱弱碱型树脂，抗氧化能力较强(强碱型容量大，但易被氧化分解)。,离子交换法在废水处理中的应用双阴柱全酸性全饱和流程处理含铬废,第三章物理化学法课件,第三章物理化学法课件,离子交换系统得操作管理与维护,1.水中含有悬浮物质与油类物质,危害堵塞树脂孔隙，降低树脂的交换能力。,措施进行砂滤等预处理,离子交换系统得操作管理与维护1.水中含有悬浮物质与油类物质措,2.废水中溶解盐过高,危害缩短树脂的工作周期。,离子交换系统得操作管理与维护,措施溶解盐浓度大于1000-2000mg/L时，不宜采用离子交换法处理。,2.废水中溶解盐过高离子交换系统得操作管理与维护措施溶解,3.工业废水常为酸性或碱性,危害影响某些离子在废水中的存在状态；影响树脂交换基团的离解。,离子交换系统得操作管理与维护,措施处理含铬水，应在酸性条件下；,可采用强酸、强碱性树脂；,3.工业废水常为酸性或碱性离子交换系统得操作管理与维护措施,4.温度的影响,危害引起树脂的分解，降低或破坏树脂的交换能力。,离子交换系统得操作管理与维护,措施水温不得超过树脂的耐热性能的要求。高温水应先降温。,4.温度的影响离子交换系统得操作管理与维护措施水温不得超,5.高价离子的影响,危害与树脂的结合能力强，但树脂再生困难。,离子交换系统得操作管理与维护,6.氧化剂和高分子有机物的影响,危害使树脂氧化、有机污染，导致树脂的使用寿命缩短或交换容量降低。,5.高价离子的影响离子交换系统得操作管理与维护6.氧化剂和高,十三 膜分离法,概述,1,扩散渗析法,2,电渗析,3,反渗透,4,超滤,十三 膜分离法概述,概述,凡是使溶液中一种或几种成分不能透过，而其它成分能透过的膜都叫,半透膜,。,半透膜最大的特点是选择透过性。,膜分离法就是用一种特殊的半透膜将溶液隔开，使溶液中的某种溶质或溶剂（水）渗透出来，从而达到分离溶质的目的。,概述 凡是使溶液中一种或几种成分不能透过，而其它成分能,概述,根据采用的膜的种类不同和分离的推动力不同，膜分离法可区别如下：,分离过程,推动力,膜,用途,扩散渗析,浓度差,渗析膜,分离溶质，回收酸、碱等,电渗析,电位差,离子交换膜,分离离子，用于回收酸、碱，苦咸水淡化,反渗透,压力差,反渗透膜,分离小分子溶质，用于海水淡化、去除无机离子或有机物,超滤,压力差,超过滤膜,截留分子量大于500的大分子，去除粘土、植物质、油漆、微生物等,概述 根据采用的膜的种类不同和分离的推动力不同，膜分离,概述,膜分离技术的共同优点是：,常温下操作，不消耗热能，无相变化，无相变能耗， 设备简单，易操作，无化学药剂消耗，分离与浓缩同时进行，有利回收；,缺点是处理能力小，需消耗相当的能量。,概述膜分离技术的共同优点是：,扩散渗析法,利用渗透膜将浓度不同的溶液分开，溶质即从浓度高的一侧透过半透膜而扩散到浓度低的一侧，当膜两侧的浓度达到平衡时，渗析过程停止。,扩散渗析主要用于酸、碱的回收，回收率可达7090%，但不能将它们浓缩。,扩散渗析法 利用渗透膜将浓度不同的溶液分开，溶质即从浓,例：扩散渗析法从含H,2,SO,4,、FeSO,4,的废水中回收酸,例：扩散渗析法从含H2SO4、FeSO4的废水中回收酸,电渗析法,一、原理,在直流电场的作用下，利用离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性（阴膜只允许阴离子通过，阳膜只允许阳离子通过）而使溶液中的溶质与水分离的方法。,可对废水中污染物质进行浓缩、回收。,给水处理中，可获得淡水。,电渗析法一、原理可对废水中污染物质进行浓缩、回收。,电渗析系统由一系列阴、阳膜置放于两电极之间组成。,离子减少的隔室称为淡室，出水为淡水；,离子增多的室称为浓室，出水为浓水；,与电极板接触的隔室称极室，出水为极水。,电渗析原理,电渗析系统由一系列阴、阳膜置放于两电极之间组成。电渗析原,电渗析法的离子交换膜,离子交换膜一种由高分子材料制成的具有离子交换集团的薄膜，具有离子选择通过性。,按膜体构造分： 异相膜 均相膜（电化性好，耐温性能好；但制造较复杂）,按膜的作用分：阳膜、阴膜、复合膜,膜的选择原则,电渗析法的离子交换膜离子交换膜一种由高分子材料制成的具有,电渗析法的设备,由膜堆（隔板+离子交换膜）、极区（电极+极框+垫板）、压紧装置组成。,隔板隔开阴膜和阳膜，也是水流的通道。,电极石墨电极、钛涂钌电极、铅电极,膜对数1-120对。,电渗析法的设备由膜堆（隔板+离子交换膜）、极区（电极+极框+,电渗析法的应用,电渗析法的应用,第三章物理化学法课件,第三章物理化学法课件,影响电渗析的因素有浓差极化、结垢、腐蚀等。,电渗析法的操作事项,浓差极化：由于电流强度过大，使膜附近与水流主体之间产生浓度差。,原因由于水流主体内的离子来不及补充到膜表面水层，因而膜表面水层发生电离，使阴膜浓室的pH升高，产生结垢现象.,措施有极限电流法、倒换电极法、定期酸洗法、增加水流主体紊动程度等方法。,影响电渗析的因素有浓差极化、结垢、腐蚀等。电渗析法的操作事项,反渗透,一、渗透与反渗透,1、渗透,一种膜只允许溶剂通过而不允许溶质通过，用这种膜将盐和水、淡水或两种浓度不同的溶液隔开，则可发现水将从淡水侧或浓度低的一侧通过膜自动渗透到盐水或浓度高的一侧，直至达到平衡时为止，这种现象为渗透作用。渗透平衡时，溶液两侧液面的静水压差称为渗透压。（,见,图,所示,）,反渗透一、渗透与反渗透,2、反渗透,若在盐水一侧施加大于渗透压的压力，则盐水中的水就会流向淡水侧，此种现象称为反渗透。,2、反渗透,反渗透,二、反渗透膜,常用的反渗透膜有两种CA膜和中空纤维膜,CA膜成膜材料为醋酸纤维素,中空纤维膜以醋酸纤维素、脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺为材料制成。,反渗透,三、反渗透装置,板框式主要用于超滤,管式用于超滤或反渗透,螺卷式用于反渗透,中空纤维膜用于超滤和反渗透,三、反渗透装置,超滤,一、原理,超滤又称超过滤，用于去除废水中大分子物质和微粒。,超滤之所以能够截留大分子物质和微粒，其机理是：膜表面孔径机械筛分作用，膜孔堵塞、堵滞作用和膜表面及膜孔对杂质的吸附作用，主要是筛分作用。,二、超滤膜,常用的超滤膜醋酸纤维膜、聚砜膜,超滤一、原理二、超滤膜,第三章物理化学法课件,超滤,三、废水处理中的应用,处理染料废水、涂装废水及含油乳化废水等，可去除废水中大分子物质，回收染料、漆等，得到较为纯净的出水。,目前，超滤被用于活性污泥法处理中。国际上现在研究较多的是膜+活性污泥法，利用超滤膜分离活性污泥，可省去二沉池并得到SS极低的出水，并可避免污泥膨胀等现象。曝气池需在一定压力下运转。膜+活性污泥法目前处于研究的前沿。,超滤三、废水处理中的应用,十二 消毒,（一）概述,生活污水、医院污水、畜禽养殖、生物制品和食品、制药等部门排出的废水中不但存在大量细菌，而且可能含有较多病原微生物。,污水中的病原体主要有病原性细菌、肠道病毒、和蠕虫卵三类。,采用常规的废水处理工艺一般不能有效灭活这些病原微生物，为防止疾病的传播，必须对这类废水进行消毒处理。,十二 消毒（一）概述,（二）常用的消毒方法,1. 氯消毒,（a）液氯消毒,氯消毒作用，利用的不是氯本身，而是氯与水发生反应生成的次氯酸，利用氯原子的氧化作用破坏细胞的酶系统，使其生理活动停止，最后导致死亡。,（b）二氧化氯消毒,二氧化氯对细胞的细胞壁有较强的吸附和穿透能力，可快速控制微生物蛋白质的合成，对细菌、病毒等有很强的灭活作用。,（c）次氯酸钠消毒,消毒机理与液氯完全一致，由于,NaOCl,是由,NaOH,和,Cl,2,反应生成，因而消毒的直接运行费用会高于液氯。但与液氯消毒相比工艺运行方便、安全、基建费用低。,（二）常用的消毒方法,（三）影响消毒效果的因素,1. 投加量和时间,2. 微生物特性,3. 温度,4. pH,5.水中杂质,6. 消毒剂与微生物的混合接触状况,7. 处理工艺,（三）影响消毒效果的因素,（四）消毒设备及运行管理,1. 加氯设备,（1）加氯系统,（四）消毒设备及运行管理,（2）加氯设备的运行管理,（a）氯投加量,（b）接触时间,（c）做好日常运行记录,（d）用氯安全注意事项,（2）加氯设备的运行管理,2. 紫外线消毒设备与运行管理,（1）紫外线消毒系统,a. 封闭管道式 b. 明渠式,2. 紫外线消毒设备与运行管理,（2）紫外灯的种类与排布,种类：低压低强度紫外灯,低压高强度紫外灯,中压高强度紫外灯,灯管排布：顺流式,横流式,（3）紫外消毒系统的维护,3. 其他消毒设备,（2）紫外灯的种类与排布,