第五篇溶解态污染物的物理化学分离技术

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1、第五篇溶解态污染物的物理化学分离技术第十五章吸附法第二节吸附剂吸附剂的种类很多，这里着重介绍以下几种。一、活性炭活性炭的比表面达800-2000m2/g,具有很高的吸附能力。活性炭的吸附能力与孔隙的构造和分布情况有关。它的孔隙分为三类：小孔一孔径在20A以下；过渡孔一孔径为20-1000A。曲L—孔径为IOOOA以上。活性炭的小孔比表面枳占总比表面枳的95%以上，对吸附量影响最大；过渡孔不仅为吸附质提供扩散通道，而且当吸附质的分子直径较大时（如有机物质），主要靠它们来完成吸附；大孔的比表面积所占比例很小，主要为吸附质扩散提

2、供通道。活性炭的吸附中心点有两类：一种是物理吸附活性点，数量很多，没有极性，是构成活性炭吸附能力的主体部分；另一种是化学吸附活性点，主要是在制备过程中形成的一些具有专属反应性能的合氧官能团，如竣基（-COOH）＞经基（・OH＞、碳基（＞8）等，它们对活性炭的吸附特性有一定的影响。生活用水或废水处理用的活性炭，一般均制成颗粒状或粉末状。粉末状活性炭的吸附能力强、制备容易、成本低，但再生困难、不易重复便用。颗粒状活性炭的吸附能力比粉末状的低些，生产成本较高，但再生后可重复使用，并且使用时劳动条件良好，操作管理方便。因此，在废水

3、处理中大多采用颗粒状活性炭。二、树脂吸附剂（吸附树脂）这是一种具有立体结构的多孔海绵状物，可在150°C下使用，不溶于酸、碱及一殷溶剂，比表面积可达800m2/go根据其结构特性，树脂吸附剂可分为非极性、弱极性、极性、强极性四类。它的吸附能力接近活性炭，但比活性炭容易再生。此外，还有稳定性高、选择性强、应用范围广等优点，这是废水处理中有发展前途的一种新型吸附剂。例如，国产的TXF型吸附树脂（炭质吸附树脂），比表面积35〜350n?/g跃它是含氯有机化合物的特效吸附剂。XAD-2树脂吸附剂对TNT的去除效果很好，树脂易于再生

4、，当原水中含TNT34mg/L时，每个循环可处理体积为树脂体积500倍的废水。吸附后可用丙酮进行再生，TNT的回收率达80%o三、腐植酸类吸附剂腐植酸是一组芳香结构的、性质与酸性物质相似的复杂混合物。据测定，腐植酸合的活性基因有酚经基、竣基、醇经基、甲氧基、碳基、泥基、胺基、磺酸基等。这些活性基I才I决定了腐植酸的阳离子吸附性能。用作吸附剂的腐植酸类物质有两大类：一类是天然的宫合腐植酸的风化煤、泥煤、褐煤等，它们可直接或者经简单处理后作吸附剂用；另一类是把富含腐植酸的物质用适当的粘合剂制备成腐植酸系树脂，造粒成型后使用。腐

5、植酸类物质在吸附重金属离子后，容易解吸再生，重复使用。常用的解吸剂有H2SO4＞HCkNaCl、CaC"等。腐植酸类物质能吸附工业废水中的许多余属离子，例如琴、淬、铅、铜、锅等，吸附率可达90~99%。第三节吸附工艺过程及设备一、吸附操作方式吸附操作方式分为静态间歇式和动态连续式两种。前者多用于实验研究或小规模的废水处理中，而生产运行一般采用动态连续方式。本书着重讨论后者。废水在流动条件下进行的操作，叫做动态连续吸附，或简称为动态吸附。动态吸附又有固定床、移动床和流化床等三种方式。(1)固定床动态吸附这是废水处理工艺中最常

6、用的一种方式。由于吸附剂固定填充在吸附柱(或塔)中，所以叫固定床。当废水连续流过吸附剂层时，吸附质便不断地被吸附。若吸附剂数量足够，出水中吸附质的浓度即可降低至接近于零。但随着运行时间的延长，出水中吸附质的浓度会逐渐增加。当达到某一规定的数值时，就必须停止通水，进行吸附剂再生。根据水流方式的不同，固主床吸附又分为降流式和升流式两种。降流式固定床的水流山上而下穿过吸附剂层，过滤速度在4〜20m/h之间。吸附剂层总厚3~5m,可分成几柱串联工作。接触时间一般不大于30〜60min。降流式用于处理含悬浮物很少的废水，能获得很好的

7、出水水质。当悬浮物含量高时，容易引起吸附剂层堵塞，降低吸附量，同时增大水头损失。另外，降流式固定床的滤层容易滋长细菌，恶化水质。升流式固定床的水流由下而上穿过吸附剂层，其压头损失小，允许废水含的悬浮物稍高，对预处理要求较低，但滤速较小。升流式可避免炭床内因积冇气油而产生短路，也便于发挥生物协同作用；缺点是冲洗效果较降流式差，操作失误时易将吸附剂流失。(2)移动床吸附废水从吸附柱底部进入，处理后的水由柱顶排出。在操作过程中，定期将一部分接近饱和的吸附剂从柱底排出，送到再生柱进行再生。与此同吋，将等量的新鲜吸附剂由柱顶加入，因

8、而这种吸附床称之为移动床。这种运行方式较固定床吸附能更充分地利用吸附剂的吸附能力，水头损失小，但柱内上下层吸附剂不能相混，所以对操作管理耍求较为严格。(3)流化床吸附吸附剂在塔内处于膨胀状态，悬浮于111下而上的水流中。所以这种运行方式也称为膨胀床吸附。膨胀床的吸附率高，适于处理悬浮物含量较高的废水。二