水处理复习资料.docx
《水处理复习资料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水处理复习资料.docx(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
水处理复习资料
调节池
从工业企业和居民区排出的废水,其水量和水质都是随时间而变化的,工业废水的变化幅度一般比城市污水大。
为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行,需对废水的水量和水质进行调节。
定义:
调节水量和水质的构筑物称为调节池。
调节的目的:
减少和控制废水水质(污染物浓度)及流量的波动,以便为后续处理提供最佳条件。
①调节水量;②均和水质;
调节池其它作用:
①调整pH值;②降低水温;③临时贮存事故排水。
④生物预处理(如预曝气)
调节的方式
水量调节:
调节的主要设备是设置废水调节池。
按调节池的作用分类:
均量池,均质池,均化池
水质调节池
不仅要求有足够的池容,而且要求不同时段流入池内的废水都能达到完全混合。
混合方式:
动力混合(水泵搅拌、混合空气搅拌、混合机械搅拌混合利用外加动力而进行的强制调节,构造简单,效果较好,能防止悬浮物沉积于池内,并兼有吹脱有害气体的作用,但运行费用高。
)水力混合(采用异程式均质池,它使同时进入池内的每一质点的水流流程长短都不相同,使前后进入池内的水流在池内得以相互混合,取得随机均质的作用。
)
水量调节池按位置分类:
在线调节,离线调节(在线调节进水一般采用重力流,出水用泵提升。
流程可以大幅度地调节废水的成分和流量,但能源消耗大。
)
第二节絮凝法
混凝:
就是向废水中投加一定种类、一定数量的化学药剂(混凝剂),并创造一定的水力条件,使水中污染物相互凝聚、颗粒增大的并与水分离的处理过程。
处理对象:
主要是污水中无机的或有机的(难于生物降解的)溶解物质或胶体物质(0.1~0.001um)、微小的SS。
凝聚:
胶体失去稳定性互相凝聚,结果形成众多的“小矾花”的过程称为凝聚,10~30S。
絮凝:
脱稳胶体即“小矾花”相互聚集称为絮凝,20~30min。
混凝:
水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为混凝,是凝聚和絮凝的总称。
混凝的作用:
要去除微小无机、有机悬浮物和胶体杂质,去除部分COD,去色度、浊度,去磷(加铝盐、铁盐),去乳化油(破乳)。
混凝过程涉及:
①水中胶体的性质;②混凝剂在水中的水解;③胶体与混凝剂的相互作用
混凝原理:
1、胶体的稳定性,(指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性,1-100nm是胶体粒子100-10000nm是细微悬浮物)2、混凝原理:
压缩双电层,吸附电中和机理,吸附架桥,共沉淀。
(1)压缩双电层作用
混凝剂提供大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层,使ξ电位降低。
当ξ电位为零时,称为等电状态。
此时胶体间斥力消失,胶粒最易发生聚结。
实际上,ξ电位电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时,胶粒就开始产生明显的聚结,这时的ξ电位称为临界电位。
胶粒因ξ电位电位降低或消除以至失去稳定性的过程,称为胶体脱稳。
脱稳的胶粒相互聚结,称为凝聚。
该过程的实质是新增的反离子与扩散层内原有反离子之间的静电斥力把原有反离子程度不同地挤压到吸附层中,从而使扩散层减簿。
使胶核表面的负电性降低。
这种作用称压缩双电层。
当双电层被压缩,颗粒间的静电斥能就会降低。
当降至小于颗粒布朗运动的动能时,颗粒就能相互吸附凝聚。
(2)吸附电中和机理
颗粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带电异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷,减少了静电斥力,降低了ζ电位,使胶体的脱稳和凝聚易于发生,此时静电引力常是这些作用的主要方面。
(3)吸附架桥作用
三价铝盐或铁盐以及其他高分子混凝剂溶于水后,经水解和缩聚反应形成高分子聚合物,具有线性结构。
这类高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附。
因其线性长度较大.当它的一端吸附某一胶粒后,另一端又吸附另一胶粒,在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥,使颗粒逐渐结大,形成肉眼可见的粗大絮凝体。
这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程,为絮凝。
(4)网捕作用(共沉淀)
沉淀物(大多指金属氢氧化物如石灰、金属盐如硫酸铝、氯化铁)在自身沉降过程中,能集卷、网捕水中的胶体等微粒,使胶体粘结。
二、混凝剂和助凝剂P293
1.混凝剂
混凝剂:
无机盐类混凝剂:
主要指铝盐和铁盐.有机高分子混凝剂:
这类混凝剂都具有巨大的线状分子。
每—大分子有许多链节组成。
链节间以共价健结合.主要是聚丙烯酰胺(单体CH2=CH-CONH2)助凝剂 :
当单用混凝剂不能取得良好效果时,可投加某些辅助药剂以提高混凝效果,这种辅助药剂称为助凝剂。
助凝剂可用以调节或改善混凝的条件,助凝剂也可用以改善絮凝体的结构,利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用.使细小松散的絮凝体变得粗大而紧密,
影响因素:
水温,ph,投加量和水中杂质,水力条件。
(水温对混凝效果有明显的影响。
15~25度最佳无机盐类混凝剂的水解是吸热反应,水温低时,水解困难。
水温高絮凝体松散不易沉淀,进而影响后续的沉淀处理的效果。
改善的办法是投加高分子助凝剂或是用气浮法代替沉淀法作为后续处理。
水的pH值对混凝的影响程度视混凝剂的品种而异。
特别是无机盐类絮凝剂影响大有机高分子影响小。
投加量有明显的影响。
例如,天然水中含粘土类杂质为主,需要投加的混凝剂的量较少;而污水中含有大量有机物时,需要投加较多的混凝剂才有混凝效果.在生产和实用上,主要靠混凝试验来选择合适的絮凝剂凝品种和最佳投量。
所需混凝剂量与原水杂质含量成反比,即当原水胶体含量少时,所需混凝剂多,反之亦然。
水利分为两个阶段:
混合和反应。
混合阶段的要求是使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件,使胶体脱稳并凝聚。
在此阶段不要求形成大的絮凝体。
要求快速和剧烈搅拌,在几秒钟或一分钟内完成。
反应阶段的要求是使混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好沉淀水流速度应随着絮凝体的结大而逐渐降低,以免结大的絮凝体被打碎。
投加分类:
干投法,湿投法
搅拌:
机械搅拌,压缩空气搅拌,水泵搅拌。
溶解后进入溶液池配制成一定浓度,再投加。
无机混凝剂10~20%,有机高分子0.5~1.0%
混合:
1)水泵混合,优点:
水泵混合效果好,不需要另建混合设备缺点:
混凝剂对水泵叶轮有一定腐蚀,且运输管线长时早形成的絮凝体会被打碎。
2)隔板混合优点:
水量稳定时,混合的效果好;缺点:
水量不稳定时,混合的效果也不稳定。
3)机械混合优点:
搅拌强度可调节,混合效果好,不受水量变化影响。
缺点:
使用了机械设备,增加了维修保养工作和动力消耗。
浆板式:
体积小于2m3的混合反应池。
螺旋式:
体积较大的池子4)管式混合优点:
混合效果好,费用低,设备简单缺点:
流量变化,效果不稳定,流速低时,混合不充分
反应设备:
1)隔板反应池(水力搅拌)优点:
反应池构造简单,管理方便,效果好
缺点:
反应时间长,容积大,适用处理水量较大的处理厂,水量较小时,隔板间距过窄,难施工和维修。
2)折板反应池(水力搅拌)优点:
水流在折波间形成众多旋涡,提高颗粒絮凝效果。
缺点:
水量变化较小的水厂,板距小,安装维修困难,折板费用高。
3)机械反应池(机械搅拌)优点:
可随水质、水量变化而随时改变,以保证絮凝效果,可用于任何规模水厂。
缺点:
需机械设备而增加机械维修和运行费用运行参数。
应用:
工业废水,饮用水预处理,城市生活污水。
生物絮凝剂:
利用生物技术,通过生物发酵、抽提、精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,即天然高分子絮凝剂。
特点
①无毒无害,安全性高。
②易被微生物降解,无二次污染。
③絮凝性好、效果稳定适用范围广,脱色效果强。
④来源广泛,生产周期短
分类
按照絮凝剂的存在形式划分,可以分为:
(1)天然有机生物大分子或通过改性获得的生物絮凝剂
(2)直接利用生物细胞作为絮凝剂
(3)利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂
(4)利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂
影响生物絮凝剂絮凝能力的因素:
1、温度:
高温可使生物高分子变性,空间结构改
变,某些活性基团不再与悬浮颗粒结合,因而表现出活性基团的活性下降。
2、金属离子
有些生物絮凝剂中含有的金属离子可以加强生物絮凝剂的架桥作用和中和作用。
3、pH 絮凝剂的絮凝能力受pH影响的原因是酸碱度的变化会改变生物聚合物的带电状态和中和电荷的能力以及被絮凝物质的颗粒表面性质(带电情况)。
4、絮凝剂的浓度 同其他絮凝剂一样生物絮凝剂的絮凝效率受其浓度的影响,在低浓度范围内,随絮凝剂浓度的提高絮凝效率提高,但达到一定浓度后,再增加絮凝剂的浓度,絮凝效率反而下降。
5、絮凝剂的分子质量、分子结构与形状分子量越大,絮凝活性越高;线性分子絮凝活性高,分子带支链或交联越多,絮凝性越差;絮凝剂产生菌处于培养后期,细胞表面疏水性增强,产生的絮凝剂活性也越高。
甲壳素:
缺点
(1)研究水平低。
现在大多还处在实验室阶段。
(2)制备成本高。
绝大多数研究按照食品发酵和生物制药的思路制备生物絮凝剂,即采用单一菌种和价格昂贵培养基,制备偏高。
(3)絮凝剂产量低,絮凝活性弱。
(4)絮凝机理尚无明确解释。
微生物絮凝剂絮凝机理的研究目前仍没有重大突破,仍只是用经典的胶体体系絮凝机理进行解释,这必然会制约处理能力的提高。
(5)针对性不强。
在研究微生物絮凝剂处理废水时,尚没有关于絮凝剂种类、成分与处理废水类型对应关系的研究,这将造成微生物絮凝剂在使用过程中的盲目性和缺乏针对性,从而难以提高微生物絮凝剂处理废水的效率
复合絮凝剂:
1、无机复合絮凝剂:
铝铁复合絮凝剂,含金属的聚合硅酸盐。
2、无机、有机复合絮凝剂:
铁盐-合成有机复合絮凝剂,铝铁复合盐-合成有机复合絮凝剂,无机-天然有机复合絮凝剂。
无机复合高分子絮凝剂:
是在聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚硅酸等非复合型无机高分子絮凝剂制作过程中引入Fe3+、Al3+、Ca2+等阳离子或Cl-、SO42-、SiO32-等阴离子的一种或几种,使它们发生水解聚合等反应形成多种复合高分子絮凝剂
聚合氯化铝铁(PAFC)优点
(1)具有对原水质适应性强、絮凝沉淀速度快、对色度去除率高等优点;
(2)与有机高分子絮凝剂相比,则价格便宜,原料易得,处理后对水质无害,絮体体积较紧密,沉淀速度快,脱水效率高;(3)这类絮凝剂把聚硅酸、聚合铝和聚合铁的优点结合起来,同时具有电中和作用和吸附架桥作用,其絮凝性能优于单独絮凝剂。
(4)平均分子量高达二十万。
无机一有机高分子絮凝剂:
主要是铝系、铁系、铁铝系、聚硅酸盐等无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂,如甲壳素、聚丙烯酰胺(PAM)、二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)等之间组合使用。
优缺点:
无机高分子絮凝剂在絮凝效果方面优于传统的絮凝剂,但与有机高分子絮凝剂相比,在聚合度及絮凝效果方面较差。
有机高分子絮凝剂具有用量少,絮凝速度快,受pH值及温度影响小等优点,但是价格昂贵。
吸附法
吸附:
利用一种多孔性物质(吸附剂)与另一种液相或气相中的物质(吸附质)接触时,
吸附质被吸附剂表面所固着,使两相中浓度发生变化的过程。
这是一种从液相或气相到固体表面的传质现象,也是一种传统化工分离技术。
吸附剂分类:
1、天然吸附剂,天然吸附剂有粘土、硅藻土、蒙脱土、褐煤、无烟煤、烟煤、蛭石、天然沸石等。
2、人工合(或经加工)的吸附剂,活性炭、人工沸石(分子筛)、活性氧化铝、活性氧化镁、吸附树脂等。
活性白土:
活性白土的化学组成随所用原料粘土和活化条件不同而有很大差别,但一般认为吸附能力和化学组成关系不大。
虽然吸附容量不大,选择吸附分离能力低,但来源广泛.
沸石分子筛:
有许多孔穴,具有很大的内表面积,吸附容量大.由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部,而把比孔径大的分子排斥在其空穴外,起到筛分分子的作用,故得名分子筛。
人工合成沸石是极性吸附剂,对极性分子具有很大的吸附力。
其稳定性较差(耐酸、碱、温度、机械等),天然沸石交换容量和选择性低,常用改性沸石。
吸附的类型:
1、物理吸附:
吸附剂和吸附质(溶质)通过分子力(范德华力)产生的吸附;因此吸附热较小、可逆,一种吸附剂可吸附多种物质,被吸附物的分子稍能在界面上自由移动。
易再生,吸附、解吸速率都很快.2、化学吸附:
吸附剂与吸附质(溶质)之间靠化学键的作用,发生化学反应,使吸附剂与吸附质(溶质)牢固地联系在一起。
需大量活化能、高温。
吸附热量较大,是一种选择性吸附,难再生,吸附、解吸速率都慢.3、交换吸附:
一种物质的离子由于静电引力集聚在吸附剂表面的带电点上,在吸附过程中,伴随着等量的离子交换。
比表面积:
单位质量的吸附剂所具有的表面积称其为比表面积(cm2/g)。
随吸附剂的孔隙多少而变化。
比表面积越大,吸附能力越强,一般比表面积随着吸附剂的孔隙率的增大而增大。
比表面积的大小只提供了被吸附物与吸附剂之间的接触机会。
引起吸附的主要原因
(1)溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒(吸附剂)的高度亲合力;
(2)溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或化学键力。
吸附平衡:
在等温吸附过程中,当两相在一定温度下充分接触,最后达到吸附质分子到达吸附剂表面的数量和吸附表面释放吸附质的数量相等,即达到吸附平衡。
遵循朗格谬尔吸附等温式
吸附三步骤:
1、颗粒外扩散:
吸附剂与溶液接触时,在固体吸附剂颗粒表面总存在着一层流体薄层,即液相界膜,吸附剂对吸附质的吸附过程可理解为吸附质首先要通过液相界膜扩散到吸附剂表面。
2、孔隙扩散:
吸附质通过细孔向吸附剂内部扩散3、吸附反应:
吸附质在吸附剂内表面上的吸附。
吸附速率决定于上面三个过程,但吸附反应非常快,所以吸附速率决定于颗粒外扩散和孔隙
扩散。
外扩散可通过提高溶液的流速使界膜厚度降低,传质系数增大来提高吸附速率。
外扩散还可通过吸附剂颗粒变小,界膜面积增大,溶液浓度提高来提高吸附速率
孔隙扩散可通过降低颗粒的大小来提高,颗粒越小,内扩散阻力越小,速率越快。
影响吸附的因素:
(1)溶质和溶剂之间的作用力:
溶质在水中的溶解度越大,溶质对水的亲和力就越强,就不易转向吸附剂界面而被吸附。
(2)溶质分子的大小:
大尺寸疏水分子的斥力增加了水-水间的键合,因此随着吸附质相对分子量的增加,吸附量增加。
但吸附速率受颗粒内扩散速率控制时,吸附速率随着相对分子质量的增加而降低,低相对分子质量的有机物反而容易去除。
(3)电离和极性,简单化合物,非解离的分子较离子化合物的吸附量大,但随着化合物结构的复杂化,电离对吸附的影响减小。
吸附剂的性质:
如吸附剂的种类、比表面积、孔隙大小及分布、表面性质(表面氧化物的种类)等。
吸附量的多少随着吸附剂表面积的增大而增大,吸附剂的孔径、颗粒度等都影响比表面积的大小,从而影响吸附性能
吸附系统的环境条件:
1、pH值:
对吸附质在溶液中的状态和溶解度均有影响,因而吸附性能也产生影响。
水中有机物在低pH值电离度小,吸附去除率高。
2、温度:
因吸附反应通常是放热反应,因此温度越低对吸附越有利。
3、共存物质:
有的可以诱发吸附,有的独立被吸附,有的干扰吸附。
工业吸附剂必须满足下列要求①吸附能力强;②吸附选择性好;③吸附平衡浓度低;④容易再生和再利用;⑤机械强度好;⑥化学性质稳定;⑧价廉。
吸附工艺:
1、流体与固体吸附剂进行充分接触,使流体中的吸附质被吸附在吸附剂上;2、将已吸附吸附质的吸附剂与流体分离;3、进行吸附剂的再生或更换新的吸附剂。
吸附设备:
(1)混合接触式吸附装置:
搅拌吸附,充分接触,静止沉淀,固液分离器间歇把吸附剂从液相分离出来,两个以上吸附池交替工作,吸附剂量0.1~0.2%。
(2)并流多级吸附
(3)逆流多级吸附(4)固定床吸附装置(5)移动床吸附装置(6)流化床吸附装置
活性炭
性质:
它是一种非极性吸附剂,对水中非极性、弱极性有机物质有很好的吸附能力,其吸附作用主要来源于物理表面吸附作用,如范德华力等。
对于物理吸附,它的选择性低,可以多层吸附,脱附相对容易,这有利于活性炭吸附饱和后的再生。
活性炭在高温制备过程中,炭的表面形成了多种官能团,这些官能团对水中离子有化学吸附作用,因此活性炭也可以去除多种重金属离子。
其作用机理是通过络合鳌合作用,它的选择性较高,属单层吸附,并且脱附较为困难。
活性炭在给水处理中的应用
1、预处理除臭、除味、除色度。
2、饮用水深度处理3、去除有机氯4、活性炭在城市污水三级处理中的应用两种方式:
①用于城市污水的物理化学处理,即化学
混凝沉淀处理后,再用活性炭吸附。
②活性炭生物滤池5、工业废水
(1)含铬废水处理
(2)含汞废水(低浓度汞)(3)有机废水
再生方法:
1、加热再生法,在高温条件下,提高了吸附质分子的能量,使其易于从活性炭的活性点脱离;而吸附的有机物则在高温下氧化和分解,成为气态逸出或断裂成低分子。
2、化学再生法,通过化学反应,使吸附质转化为易溶于水的物质而解吸下来。
离子交换
概念:
离子交换法是借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而除去水中有害离子的方法。
是一种特殊的吸附过程,是一种可逆的化学吸附。
基本性能
(1)外观呈不透明或半透明球形颗粒,颜色为乳白、淡黄或棕褐色,粒径0.02mm~1.2mm
(2)交联度,指二乙烯苯质量占二乙烯苯和苯乙烯总量的百分率。
一般为7~10%(过大,空隙率低,离子难扩散;过小,网状结构少,吸附活性基团少)。
(3)溶胀性,干树脂浸泡水中时,体积胀大,成为湿树脂(4)含水率,每克湿树脂所含水分的百分比(50%左右)。
(5)密度,湿真密度:
树脂溶胀后的质量与其本身所占体积(不含空隙)比(1.1`1.3mg/L)
湿视密度:
树脂溶胀后的质量与其堆积体积比(0.6~0.85mg/L)(6)交换容量(表示树脂交换能力的大小)全交换容量:
定量的树脂具有的活性基团或可交换离子的总数量。
工作交换容量:
给定工作条件下的实际交换能力。
(7)pH值,强酸、强碱树脂电离能力强,交换能力与pH基本无关,弱酸性在酸性难电离,弱碱性在碱性难电离。
8)交换势(交换树脂的选择性)可逆反应的平衡常数
工艺和设备
(1)分类
固定床:
吸附剂固定填放在吸附柱(或塔)中
单层床、双层床、混合床
连续床:
移动床——在操作过程中定期地将接近
饱和的一部分吸附剂从吸附
柱中排出,并同时将等量的
新鲜吸附剂加入柱中
流化床——吸附剂在吸附柱内处于膨胀
状态,悬浮于由下而上的水
流中
(2)操作步骤
①交换柱的制备及除杂
买来树脂无活动离子,要用强酸或强碱浸泡成氢型或氢氧型树脂,再用水清洗至中性。
一般废水用砂滤器过滤取出悬浮物,防止离子交换树脂受污染和堵塞。
②交换③反洗④再生⑤清洗
吸附树脂(聚合物吸附剂)
1、概述
吸附树脂是在离子交换基础上发展起来的,是一种具有多孔海绵状结构人工合成的聚合物,吸附树脂通常属大孔树脂,也称大孔吸附树脂,它是一种不溶于水的直径1mm左右球状大孔聚合物,孔隙半径为5nm以上,比表面积5m2/g以上,乳白色。
性质:
吸附树脂因表面积大既有类似活性炭的吸附能力(有一定选择性,活性炭很弱),依靠它和被吸附的分子(吸附质)之间的范德华力或氢键,通过巨大的比表面积进行物理吸附而工作的。
又因其多孔性还对分子量大小不同的化合物具有筛选性,同时又由于极性、非极性有一定选择性。
影响吸附、解吸的因素
(1)树脂结构的影响
主要取决于吸附剂的表面性质,即树脂的极性(功能基)和空间结构(孔径、比表面积、孔容),一般非极性化合物在水中可以为非极性树脂吸附,极性树脂则易在水中吸附极性物质。
(2)被吸附的化合物结构的影响
被吸附化合物的分子量大小和极性的强弱直接影响到吸附效果。
大孔树脂本身就是一种分子筛,可按分子量的大小将物质分离。
(3)洗脱剂的影响
吸附质与洗脱剂的亲合力大于吸附树脂的亲合力,多为有机溶剂。
对于由水里吸附有机物质,最好是使用水溶性、低沸点极性有机溶剂做洗脱剂,使洗脱剂易于蒸馏浓缩回收,洗脱后残留在树脂内部的洗脱剂容易被水带出,防影响下一轮吸附。
一般先用蒸馏水洗脱,再用浓度逐渐增高的
乙醇、甲醇洗脱。
(4)pH值的影响
许多物质有一定的酸碱性,在pH值不同的溶液中溶解性不同,对于碱性物质一般在碱液中吸附酸液中解吸,酸性物质一般在酸液中吸附碱液中解吸。
(5)温度的影响
大孔树脂的吸附作用主要是由于它具有巨大的表面积,是一种物理吸附,低温不利于吸附,但在吸附过程中又会放出一定的热量,所以操作温度对其吸附也有一定的影响
(6)原液浓度的影响
原液浓度过低提纯时间增加,效率降低;原液浓度过高则泄漏早,处理量小,树脂的再生周期短。
6、优、缺点
优点
(1)有一定的选择性,物理、化学稳定性高,不受无机盐及强离子低分子化合物存在的影响,机械强度好,经久耐用。
(2)再生容易,一般用水、稀酸、碱或有机溶剂,如低碳醇,丙酮即可。
(3)品种多,可根据不同要求,改变树脂孔结构、极性等表面性能适用于吸附多种有机化合物。
(4)树脂一般为小球状,直径为0.2-0.8毫米之间,因此流体阻力不像粉状活性使用时不便。
(5)使用寿命长,可反复再生使用。
缺点:
致孔剂和降解物的毒性问题,因为树脂是网状结构,孔隙较大,制备时需要加入一些有机溶剂俗称致孔剂,这些有机溶剂多半是有毒的液体,滞留在树脂的空隙中。
应用
1、含酚废水的处理2、含有机酸废水的处理
萃取法
定义:
萃取是将一种选定的溶剂加入到待分离的液体混合物中,由于混合物中各组分在该溶剂中溶解度的不同,可以将原料中所需分离的一种或数种成分分离出来。
萃取工艺分类:
1、错流萃取,原料液经连续多级错流萃取,每级都用新鲜萃取剂萃取。
2、逆流萃取,原料液和萃取剂分别由第一级和最后一级加入,萃取相和萃余相逆流接触。
参与溶质分配的两相不同进行分类:
液液萃取,液固萃取。
萃取原理分类:
物流,化学,双水相,超临界。
萃取设备:
罐式萃取器,塔式萃取塔,萃取离心机。
液-液萃取:
向废水中投加不溶于水或难溶于水的溶剂(萃取剂),使溶解于废水中的某些污染物(被萃取物)经过萃取剂和废水两液相间界面转入萃取剂中去,以净化废水的方法。
原理 :
一种溶剂对不同的物质,具有不同的溶解度,应用溶剂的这种性质,把溶于废水中的某些污染物完全或部分分离出来。
以处理含酚废水为例,将溶剂(如醋酸丁酯)投入含酚废水中,通过混合传质过程,水中溶质(酚)即转溶于溶剂中,直到溶质在两液相中达到平衡为止(即溶质在两液相中按一定比例分配,其浓度之比在一定范围内和一定条件下保持不变)。
然后借助于比重差(离心机)等将溶剂与废水分离。
萃取剂的要求
①与水不互溶,易溶于有机溶剂,且密度小于水,因此萃取剂必须有长的碳链或芳环;
②要求有较高的化学与热稳定性,不易水解,无毒或低毒;
③萃合物易被反萃取,能长期重复使用。
应用:
染料工业废水,
萃取工艺影响因素分析:
萃取剂的酸化率,萃取剂与稀释剂的配比(稀释比),萃取相比,反应温度,两相接触反应时间与分离时间,反萃取剂NaOH溶液的浓度与反萃取相比(O/B)
有机废水的危害:
一是需氧性危害:
由于生物降解作用,高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧,多数水生物将死亡,从而产生恶臭,恶化水质和环境。
二是感观性污染:
高浓度有机废水不但使水体失去使用价值,更严重影响水体附近人民的正常生活。
三是致毒性危害:
超高浓度有机废水中含有大量有毒有机物,会在水体、土壤等自然环境中不断累积、储存,最后进入人体,危害人体健康。
高级氧化技术:
指在水处理过程中可产生羟基自由基(·OH?
),使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质,甚至直接降解成为CO2和H2O,接近完全矿化。
高级氧化工艺(AdvancedOxidationProcess,简称AOPs)
特点:
1、氧化能力强
2、选择性小、反应速度快
3、处理效率高
4、有效减少