《水污染控制工程》》PPT課件.ppt

水 污 染 控 制 工 程 主 講 老 師 : 胡 忠 明 第 一 章 緒 論第 二 章 污 水 的 物 理 處 理第 三 章 污 水 的 好 氧 生 物 處 理 (一 )第 五 章 污 水 的 好 氧 生 物 處 理 (二 )第 六 章 污 水 的 厭 氧 生 物 處 理 第 七 章 污 水 的 化 學(xué) 處 理 第 八 章 污 水 的 吸 附 法 、 離 子 交 換 法 、 萃 取 法 和 膜 析 法 處 理第 九 章 城 市 污 水 的 深 度 處 理 第 十 章 污 水 處 理 廠 的 設(shè) 計(jì) 第 八 章 污 水 地 吸 附 法 、 離 子 交 換 法 、 萃 取 法和 膜 析 法 處 理 第 一 節(jié) 吸 附 法第 二 節(jié) 離 子 交 換 法第 三 節(jié) 萃 取 法第 四 節(jié) 膜 析 法 第 一 節(jié) 吸 附 法一 、 原 理 ：物 理 吸 附 化 學(xué) 吸 附 （ 范 得 華 力 ）分 子 間 力 化 學(xué) 鍵 力 （ 化 學(xué) 反 應(yīng) ）Freundlich(弗 勞 德 利 希 )吸 附 等 溫 式Langmuir（ 郎 格 繆 爾 ） 吸 附 等 溫 式 1/ny Km 1 iy Km K 低 濃 度 污 染物 適 用 二 、 影 響 因 素 ：1、 吸 收 能 力 ： 一 定 量 吸 附 劑 所 能 吸 附 德 最 大 量 （ 飽 和 量 ） 可 視 為 素 質(zhì) 潛 力2、 吸 附 速 度 ： 單 位 重 量 吸 附 劑 在 單 位 時(shí) 間 里 所 能 吸 附 的 物 質(zhì) 量v越 快 ， 吸 附 劑 與 吸 附 物 質(zhì) 接 觸 時(shí) 間 越 短 ， 吸 附設(shè) 備 的 容 積 越 小 顆 粒 吸 附 劑 外 部 擴(kuò) 散 ： 與 溶 液 濃 度 、 吸 附 表 面 積 成 正 比 吸 附 反 應(yīng) 階 段（ 相 似 相 吸 ）多 孔 性 吸 附 劑 孔 隙 擴(kuò) 散 與 顆 粒 孔 隙 和 結(jié) 構(gòu) 有 關(guān) ， 越 小 ， 擴(kuò) 散 越 快 溫 度 低 ， 利 于 吸 附 劑 反 應(yīng) （ 吸 附 是 放 熱 反 應(yīng) ）PH 影 響 ： 活 性 炭 在 酸 性 條 件 下 吸 附 量 高 ， 其 他 需 試 驗(yàn) 三 、 吸 附 劑1、 活 性 炭 粉 末 活 性 炭 ： 制 備 易 ， 價(jià) 格 低 ， 但 再 生 難顆 粒 活 性 炭 ： 制 備 易 ， 價(jià) 格 貴 ， 可 再 生 ， 使 用 多 （ 勞 動(dòng) 條 件 好 ）再 生 方 法再 生 概 念 ： 不 改 變 結(jié) 構(gòu) 情 況 下 ， 使 吸 附 質(zhì) 脫 離 吸 附 劑（ 1） 加 熱 ： 加 熱 提 高 吸 附 質(zhì) 能 量 ， 使 脫 離 吸 附 點(diǎn) （ 放 熱 反 應(yīng) 的 逆 向 ） 并 在 少 量 O 2供 給 條 件 下 氧 化 分 解 ， 汽 化 溢 出（ 2） 化 學(xué) 再 生 ： 化 學(xué) 吸 收 。 用 于 粉 末 活 性 炭例 如 ： 苯 酚 可 用 NaOH 溶 液 浸 泡 產(chǎn) 生 酚 鈉 鹽 而 吸 收 2、 腐 植 酸 類 ：天 然 此 類 吸 附 劑 ： 風(fēng) 化 煤 ， 泥 煤 ， 褐 煤加 工 的 此 類 吸 附 劑 ： 富 含 腐 植 酸 物 +粘 合 劑 形 成 腐 植 酸 樹 脂腐 植 酸 有 陽 性 離 子 吸 附 功 能H 2SO4， H Cl， NaCl可 吸 收應(yīng) 用 尚 處 于 試 驗(yàn) 研 究 階 段 四 、 吸 附 工 藝 和 設(shè) 備1、 間 歇 式 ： 兩 個(gè) 以 上 吸 附 池 ， 池 中 攪 拌 混 合 30min左 右 靜 置 沉 淀 ， 多 池 輪 換 工 作 。此 法 只 適 用 于 小 量 廢 水 的 處 理 或 實(shí) 驗(yàn) 研 究2、 連 續(xù) 式 （ 常 用 ）固 定 床 連 續(xù) 式 ： 吸 附 塔 （ 柱 ） 中 固 定 填 放移 動(dòng) 床 連 續(xù) 式 ： 同 固 定 床 ， 但 定 期 從 柱 中 移 走 近 飽 和 的 吸 附 劑 ， 換 新 劑 （ 水 至 上 而 下 ）流 化 床 連 續(xù) 式 ： 吸 附 劑 在 柱 內(nèi) 懸 浮 于 廢 水 中（ 水 動(dòng) 劑 不 動(dòng) ， 水 自 上 而 下 ）操 作 難 很 少 用 總 厚 度 35m， 分 數(shù) 個(gè) 柱 ， 12m/柱固 定 的 參 數(shù)接 觸 時(shí) 間 3060min， 濾 速 15m/h以 一 定 的 出 水 水 質(zhì) 為 標(biāo) 準(zhǔn) ， 規(guī) 定 是 否 “ 穿 透 ” ，從 而 決 定 更 換 和 再 生 五 、 應(yīng) 用1、 除 汞2、 除 酚 、 氰 、 COD（ 深 度 處 理 ）先 化 學(xué) 除 汞 （ 沉 淀 法 ）再 吸 附 除 汞 （ 池 1、 池 2輪 換 使 用 ） 第 二 節(jié) 離 子 交 換 法一 、 離 子 交 換 劑離 子 交 換 樹 脂 =母 體 +活 性 基 團(tuán)結(jié) 構(gòu)樹 脂 母 體 （ 高 分 子 有 機(jī) 物 ）活 性 基 團(tuán) 固 定 離 子活 動(dòng) 離 子 （ 可 交 換 離 子 ） 靜 電 引 力 分 類 凝 膠 型大 孔 型多 孔 凝 膠 型巨 孔 型 （ MR型 ）高 巨 孔 型 強(qiáng) 酸 ： SO3H弱 酸 ： COOH強(qiáng) 堿 ： NOH弱 堿 ： NH 3OH 、 =NH 2OH 、 NH OHCH CH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2SO3H 母 體 （ 無 交 換 能 力 ）離 子 基 團(tuán)（ 活 性 基 團(tuán) ） 固 定 離 子SO3-可 交 換 離 子H + 二 、 離 子 交 換 劑 的 選 用靠 試 驗(yàn) ， 不 同 廢 水 又 不 同 要 求 ， 是 商 品1、 有 效 PH2、 交 換 容 量 ： 主 要 性 能 。 mol/kg(干 ) mol/l（ 濕 ）3、 交 聯(lián) 度全 交 換 容 量 ： 理 論 容 量 。 靠 滴 定 ， 也 可 估 算 指 高 分 子 基 團(tuán) 中 交 換 離 子 的 數(shù) 量工 作 交 換 容 量 ： 給 定 工 作 條 件 下 實(shí) 際 的 交 換 容 量交 聯(lián) 劑 占 樹 脂 的 比 例 ， 一 般 710%影 響 大 ： 孔 隙 度 小 ， 擴(kuò) 散 慢 ， 大 的 離 子 交 換 量 小 形 態(tài) 小 ， 密 度 大 ， 不 易 粉 裂 4、 交 換 勢(shì) ： RH + M+ RM + H + RM HK RH M K說 明 M+越 易 與 H +交 換 ， 交 換 勢(shì) 就 大多 離 子 廢 水 中 交 換勢(shì) 大 的 離 子 先 交 換 陽 離 子 化 合 價(jià) 越 高 勢(shì) 越 大 （ 常 溫 、 低 濃 度 ）同 價(jià) 離 子 、 原 子 序 數(shù) 越 高 勢(shì) 越 大 （ 常 溫 、 低 濃 度 ）H +勢(shì) 在 強(qiáng) 酸 陽 離 子 樹 脂 時(shí) ： Na+H +Li+ 在 弱 酸 陽 離 子 樹 脂 時(shí) H +最 大OH -勢(shì) 在 陽 離 子 交 換 樹 脂 時(shí) Cl-OH -F-(強(qiáng) 堿 ) 在 陽 離 子 交 換 樹 脂 時(shí) OH -最 大 三 、 工 藝 設(shè) 備 單 層 固 定 床 最 常 用 操 作 步 驟1、 交 換 ： 開 啟 、 進(jìn) 出 ， 其 余 關(guān) 閉2、 反 洗 ： 目 的 ： 松 動(dòng) 樹 脂 ， 準(zhǔn) 備 再 生 反 洗 液 ： 原 水 （ 自 來 水 ） 標(biāo) 準(zhǔn) ： 脂 層 膨 脹 4060% 方 法 ： 關(guān) 、 ， 開 ， 再 逐 漸 開 ， 以 15m/hr進(jìn) 行 15min3、 再 生 ： 重 要 步 驟 。 一 定 范 圍 內(nèi) ， 再 生液 濃 度 越 高 ， 再 生 效 果 越 好操 作 ： 關(guān) ， 開 放 氣 ， 開 放 水 至 樹 脂 層 約 10cm 關(guān) ， 再 開 ， 關(guān) ， 適 當(dāng) 開 4、 清 洗 ： 洗 凈 再 生 液關(guān) ， 開 、 進(jìn) 出 水 有 凈 化 出 水 即 可 ， 直 至 水 質(zhì)合 適 （ 再 生 液 濃 度 很 低 ） 用 水 量 約 樹 脂 體 積 14-13倍 四 、 應(yīng) 用主 要 用 于 水 的 軟 化 ， 除 鹽 ， 廢 水 去 除 重 金 屬1、 電 鍍 含 鉻 廢 水 的 處 理 ： 2、 其 他 應(yīng) 用 第 三 節(jié) 萃 取 法一 、 萃 取 劑標(biāo)準(zhǔn) 對(duì) 萃 取 劑 溶 解 度 高 ： 即 分 配 系 數(shù) 萃 取 劑 與 水 易 分 離 ， 不 乳 化 萃 取 劑 易 再 生 萃 取 劑 價(jià) 格 低 ， 供 應(yīng) 充 沛 ( )cf sCK C 劑 中 濃 度（ 廢 水 中 溫 度 ） 二 、 萃 取 過 程 ：三 、 萃 取 設(shè) 備 ：罐 式 ， 塔 式 ， 離 心 機(jī) 式通 常 式 間 歇 式 ， 完 成 混 合 （ 萃 取 ） 和 分 離進(jìn) 程 是 裝 料 攪 拌 靜 澄 出 料有 單 級(jí) 和 多 級(jí) 萃 取 ， 可 多 個(gè) 單 級(jí) 器 并 聯(lián) 進(jìn) 行 單 級(jí) 萃 取需 多 級(jí) 時(shí) 候 再 串 聯(lián) 四 、 應(yīng) 用含 酚 廢 水 的 處 理 ： 污 水 ： 13g/l 凈 化 水 ： 0.1g/l（ 與 其 他 廢 水 混 合 后 再 生物 處 理 ） 萃 取 劑 ： 重 苯 再 生 液 ： NaOH 20%溶 液 工 藝 ： 脈 沖 篩 板 塔 （ 來 水 先 行 焦 油 過 濾 ） 第 四 節(jié) 膜 析 法一 、 滲 析 法半 透 膜 ： 起 作 用 的 薄 膜 因 對(duì) 溶 質(zhì) 的 滲 透 性 有 選 擇 進(jìn) 行 作 用 故 稱 半 透 膜半 透 膜 的 發(fā) 現(xiàn) ： 食 鹽 透 過 羊 皮 紙 。 糖 、 淀 粉 等 則 不 能 則 糖 鹽 混 合 物 可 分 離滲 析 作 用 類 型 靠 “ 孔 道 ” 大 分 子 分 離 靠 膜 選 擇 性 溶 解 某 物 使 之 透 過 靠 膜 的 離 子 結(jié) 構(gòu) ， 分 離 性 質(zhì) 不 同 的 離 子（ 離 子 交 換 法 ） 是 水 處 理 重 最 主 要 的 形 式 滲 透 的 動(dòng) 力 分 子 擴(kuò) 散 ： 擴(kuò) 散 滲 析 法 （ 簡(jiǎn) 稱 滲 析 法 ） 電 力 ： 電 滲 析 壓 力 ： 反 滲 透 法 和 超 濾 法 二 、 電 滲 析 三 、 反 滲 透原 理 ( ) i 滲 透 壓 （ 系 數(shù) ） R T C應(yīng) 用 設(shè) 備 是 商 品 ， 可 以 選 用 。 用 于 淡 化 ， 脫 鹽 ， 取 純 水 ， 除 細(xì) 菌 、 病 毒 。 四 、 超 濾 法原 理 用 反 滲 透 ， 但 制 膜 時(shí) 不 加 熱 ， 使 膜 微 孔 徑 大 些截 留 ： 溶 質(zhì) 直 徑 =孔 直 徑 ， 堵 塞 ； 大 于 孔 直 徑 ， 截 留工 作 壓 力 減 小 ， 比 反 滲 透 離 子 小 得 多應(yīng) 用分 解 有 機(jī) 的 溶 解 物 ： 蛋 白 質(zhì) ， 淀 粉 ， 樹 膠 ， 油 漆 。 謝 謝