二水的物理化学处理方法PPT课件.ppt
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1、第二第二节 水中水中悬浮物浮物质和胶体物和胶体物质的去的去除除1.气气 浮浮o一、气浮理一、气浮理论基基础 气浮法是利用高度分散的微小气泡作气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附体去粘附废水中的水中的悬浮物,使其随气泡浮升到水面而加以分离浮物,使其随气泡浮升到水面而加以分离去除的一种水去除的一种水处理方法。理方法。气浮分离的气浮分离的对象是乳化油以及疏水性象是乳化油以及疏水性细微固体微固体悬浮浮物,如物,如细沙、沙、纤维、藻、藻类以及乳化油滴等。以及乳化油滴等。2.o实现气浮分离的三个条件气浮分离的三个条件:1、必、必须使待分离的使待分离的污染物形成不溶性的固体或染物形成不溶性的固体或液
2、体液体悬浮体;浮体;2、必、必须使气泡能使气泡能够与与悬浮粒子相粘附;浮粒子相粘附;3、必、必须在水中在水中产生足生足够数量的数量的细微气泡。微气泡。3.(一)气浮的理(一)气浮的理论基基础o实现气气浮浮分分离离过程程的的必必要要条条件件是是使使污染染物物能能够粘粘附在气泡上。气、液、固附在气泡上。气、液、固(液液)三相介三相介质的的问题。o界面能的大小可用下式表示:界面能的大小可用下式表示:=S 式中式中r界面界面张力力(Nm)S 界面面界面面积(m2)界面能有降低到最小的界面能有降低到最小的趋势,当水中有气泡存,当水中有气泡存在在时,悬浮浮颗粒就力粒就力图黏附在气泡上而降低其界黏附在气泡上
3、而降低其界面能。面能。4.悬浮颗粒与气泡的黏附性悬浮浮颗粒与气泡的黏附粒与气泡的黏附性取决于性取决于水水对该种物种物质的的润湿性。湿性。水水对各种物各种物质润湿性的湿性的大小可用它大小可用它们与水的接与水的接触角来衡量。触角来衡量。5.水对颗粒物质的润湿性当当0时,这种物种物质不能气浮;不能气浮;Al3+Ca2+Na+2)在低)在低浓度和常温下,价数相同度和常温下,价数相同时,交,交换势随原子序数增随原子序数增加而增加加而增加。这是因是因为原子序数大,水化离子半径小,作原子序数大,水化离子半径小,作用力就用力就强。例如:。例如:Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+3)交交换势随离子随离子浓度的增加
4、而增大度的增加而增大。高。高浓度的低价离子甚度的低价离子甚至可以把高价离子置至可以把高价离子置换下来,下来,这就是离子交就是离子交换树脂能脂能够再生的依据。再生的依据。4)H+离子和离子和OH-离子的交离子的交换势,取决于它,取决于它们与固定离子所与固定离子所形成的酸或碱的形成的酸或碱的强度,度,强度越大,交度越大,交换势越小。越小。5)金属在溶液中呈)金属在溶液中呈络阴离子存在阴离子存在时,一般来,一般来说交交换势降低。降低。42.(8 8)化学)化学稳定性定性o废水水中中的的氧氧化化剂,如如氧氧、氯、铬酸酸、硝硝酸酸等等,由由于于其其氧氧化化作作用用能能使使树脂脂网网状状结构构破破坏坏,活
5、活性性基基团的的数数量量和性和性质也会也会发生生变化。化。o防防止止树脂脂因因氧氧化化而而化化学学降降解解的的办法法有有三三种种:一一是是采采用用高高交交联度度的的树脂脂;二二是是在在废水水中中加加入入适适量量的的还原原剂;三是使交三是使交换柱内的柱内的pHpH值保持在保持在6 6左右。左右。o除除了了上上述述几几项指指标外外,还有有树脂脂的的外外形形、粘粘度度、耐耐磨磨性、在水中的不溶性等。性、在水中的不溶性等。43.6、水、水质对树脂交脂交换能力的影响能力的影响1)悬浮物和油脂浮物和油脂o废水水中中的的悬浮浮物物会会堵堵塞塞树脂脂孔孔隙隙,油油脂脂会会包包住住树脂脂颗粒粒,都都会会使使交交
6、换能能力力下下降降。因因此此当当这些些物物质含含量量较多多时,应进行行预处理理。预处理理的的方方法法有有过滤、吸附等。、吸附等。2)有机物)有机物o废水水中中某某些些高高分分子子有有机机物物与与树脂脂活活性性基基团的的固固定定离离子子结合合力力很很大大,一一旦旦结合合就就很很难进行行再再生生,结果是降低果是降低树脂的再生率和交脂的再生率和交换能力。能力。44.3)高价金属离子)高价金属离子o废水水中中Fe3、A13、Cr3等等高高价价金金属属离离子子能能引引起起树脂中毒,当脂中毒,当树脂受脂受铁中毒中毒时,会使,会使树脂脂颜色色变深。深。o从从阳阳离离子子树脂脂的的选择性性可可看看出出,高高价
7、价金金属属离离子子易易为树脂脂吸吸附附,再再生生时难于于把把它它洗洗脱脱下下来来,结果果会会降降低低树脂的交脂的交换能力。能力。o为了恢复了恢复树脂的交脂的交换能力可用高能力可用高浓度酸度酸长时间浸泡。浸泡。45.4)pH值o强酸和酸和强碱碱树脂的活性基脂的活性基团的的电离能力很离能力很强,交交换能力基本上与能力基本上与pH值无关。无关。o但弱酸性但弱酸性树脂在脂在pH值低低时不不电离或部分离或部分电离,离,因此,在碱性条件下,才能得到因此,在碱性条件下,才能得到较高的交高的交换能能力。力。o而弱碱性而弱碱性树脂在酸性溶液中才能得到脂在酸性溶液中才能得到较大的交大的交换能力。能力。o螯合螯合树
8、脂脂对金属的金属的结合与合与pH值有很大关系,每有很大关系,每种金属都有适宜的种金属都有适宜的pH值。46.5)水温)水温o水水温温高高虽可可加加速速离离子子交交换的的扩散散,但但各各种种离离子子交交换树脂都有一定的允脂都有一定的允许使用温度范使用温度范围。6)氧化)氧化剂o废水水中中如如果果含含有有氧氧化化剂(如如Cl2、O2、H2Cr2O7等等)时,会会使使树脂脂氧氧化化分分解解。强碱碱性性阴阴树脂脂容容易易被被氧氧化化剂氧氧化化,使使交交换基基团变成成非非碱碱性性物物质,可可能能完完全全丧失失交交换能能力力。氧氧化化作作用用也也会会影影响响交交换树脂脂的的本本体体,使使树脂加速老化,脂加
9、速老化,结果使交果使交换能力下降。能力下降。47.7 离子交换的工艺过程离子交离子交换装置装置固定床固定床单层床床双双层床床混合床混合床连续床床移移动床床流流动床床48.离子交离子交换的运行操作步的运行操作步骤o交交换:利用离子交利用离子交换树脂的交脂的交换能力,从能力,从废水中分水中分离脱除需要去除的离子的操作离脱除需要去除的离子的操作过程程o反洗:反洗:反冲洗的目的有二:一是松反冲洗的目的有二:一是松动树脂脂层,使再,使再生液能均匀渗入生液能均匀渗入层中,与交中,与交换剂颗粒充分接触;粒充分接触;二是把二是把过滤过程中程中产生的破碎粒子和截留的生的破碎粒子和截留的污物物冲走。冲走。为了达到
10、了达到这两个目的,两个目的,树脂脂层在反冲洗在反冲洗时要膨要膨胀30%-40%30%-40%。冲洗水可用自来水或。冲洗水可用自来水或废再生液。再生液。49.o再生:再生:即交即交换反反应的逆的逆过程。使具有程。使具有较高高浓度的再生液流度的再生液流过树脂,将先前吸附的离子置脂,将先前吸附的离子置换出来,从而使出来,从而使树脂的交脂的交换能力得到恢复。能力得到恢复。再生液的再生液的浓度度对树脂的再生程度有脂的再生程度有较大影响大影响。o清洗:清洗:洗洗涤残留的再生液和再生残留的再生液和再生时可能出可能出现的反的反应产物物 。50.再生再生剂的的选择o强酸性阳离子交酸性阳离子交换树脂可用脂可用HC
11、l或或H2SO4等等强酸及酸及NaCl、Na2SO4等再生。等再生。o弱酸性阳离子弱酸性阳离子树脂可以用脂可以用HCl、H2SO4等再生。等再生。o强碱性阴离子交碱性阴离子交换树脂可用脂可用NaOH等等类强碱及碱及NaCl再生,再生,o弱碱性阴离子弱碱性阴离子树脂可以用脂可以用NaOH、Na2CO3、NaHCO3等再生。等再生。51.离子交离子交换法在法在给水水处理中的理中的应用用52.53.三、三、吸附法吸附法3.1 3.1 吸附的基本理吸附的基本理论3.2 3.2 吸附操作及吸附操作及设备3.3 3.3 影响吸附的因素影响吸附的因素3.4 3.4 吸附吸附剂3.5 3.5 吸附吸附剂的解吸
12、的解吸3.6 3.6 吸附平衡和吸附等温吸附平衡和吸附等温线3.7 3.7 吸附法吸附法处理的特点及理的特点及应用用54.1、吸附的基本理论(1)吸附吸附过程及分程及分类o吸附吸附是指利用多孔性固体物是指利用多孔性固体物质吸附吸附废水中某种水中某种或几种或几种污染物,以回收或去除某些染物,以回收或去除某些污染物,使染物,使废水得到水得到净化的方法。化的方法。o具有吸附能力的多孔性固体物具有吸附能力的多孔性固体物质称称为吸附吸附剂。而而废水中被吸附的物水中被吸附的物质称称为吸附吸附质。o吸附是一种界面吸附是一种界面现象,象,发生在两个相的界面上。生在两个相的界面上。o根据吸附根据吸附剂与吸附与吸
13、附质之之间作用力不同,可分作用力不同,可分为物理吸附、化学吸附物理吸附、化学吸附和和离子交离子交换吸附吸附三种三种类型。型。55.1 1)物理吸附的特点)物理吸附的特点o吸吸附附剂和和吸吸附附质之之间通通过分分子子间力力作作用用所所发生生的吸附的吸附为物理吸附,没有物理吸附,没有选择性。性。o物理吸附主要物理吸附主要发生在生在低温状低温状态下,放下,放热较小。小。o可以是可以是单分子分子层或多分子或多分子层吸附。吸附。o解吸容易。解吸容易。o影影响响物物理理吸吸附附的的主主要要因因素素是是吸吸附附剂表表面面积和和细孔分布孔分布。56.2 2)化学吸附的特点)化学吸附的特点o吸吸附附剂和和吸吸附
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