第十一章 吸附、化沉等
第1节 吸 附
I型 |
II型 |
省部重点实验室
第1楼2012/01/06
大孔100-10000 nm,不足1%:主要起通道作用,影响吸附速度。
·比表面:活性炭比表面积:500-1700m2/g。比表面积越大,吸附量越大。但应注意对一些大分子,微孔所提供的比表面积基本上不起作用。所以有时也不能单纯用比表面积来评价。
·表面化学特性:活性炭本生是非极性的,但由于表面共价健不饱和易与其它元素如氧、氢结合,生成各种含氧官能团。目前已证实的含氧官能团有:-OH基、-COOH基。
2.吸附质的性质
·溶解度:对活性炭而言,溶解度越低,越易被吸附
·界面张力:越使溶液界面张力减小的物质越易被吸附。
·极性:活性炭易吸附非极性或极性很低的物质。
·分子量和不饱和度:与沸石相比,活性炭易吸附分子较大的饱和化合物,但分子量一般不超过1000。
·溶质浓度
3.操作条件:
pH值:对吸附剂及吸附质都有影响。活性炭一般在酸性溶液中有较高的吸附率。
温度:物理吸附是防热过程。
共存物质:竞争吸附
接触时间:取决于吸附速度
五、吸附操作方式与设计
1.吸附操作方式:
·静态
·动态:固定床
移动床
流化床
1.吸附容量和穿透曲线的利用
1) 静态试验:通过吸附等温线,得到静态吸附容量,选择碳型、粗略估计处理每吨废水所需的吸附剂量
出水溶质浓度 |
a |
b |
通水时间 t |
第2节 化学沉淀
省部重点实验室
第2楼2012/01/06
二、氢氧化物沉淀法
金属氢氧化物的溶解平衡
M(OH)n = Mn+ + n OH-
金属氢氧化物的溶度积
L=[Mn+] [OH-]n
金属氢氧化物的生成条件受pH影响。
水的离子积K水=[H+] [OH-] =10-14
lg[Mn+] = 14 n – n pH – p LM(OH)n
=x – n pH
价数越高,pH对金属浓度的影响越大。
一般投加石灰――对于不准备回收的低浓度废水。
注意:对于有些金属离子,如Zn, Pb, Cr, Al…
氢氧化物为两性物质,PH过高会产生羟基络合物,重新溶解。
如 Zn(OH)2 + 2OH- ――Zn(OH)42-
因此,控制适当的pH是非常重要的。
三、硫化物沉淀法
金属硫化物比氢氧化物更难溶解。
沉淀剂:H2S,Na2S,KS
MS ――M2+ + S2-
[M2+] = LMS/[S2-]
使用H2S时, H2S可以分级电离
H2S = H+ + HS- ………K1
HS- = H+ + S2- ……….K2
[M2+] = LMS [H+]2/1.1×10-23
pH↑, [H+]↓, [M2+]¯,促进沉淀。
虽然硫化物法比氢氧化物能更安全地去除金属离子,但费用大,硫化物沉淀困难,需投加混凝剂加强沉淀,一般作为氢氧化物的补充法使用。
四、钡盐沉淀法
主要用于处理六价铬。
沉淀剂:碳酸钡、氯化钡、硝酸钡
生成难溶盐铬酸钡盐:BaCO3 + CrO42- --- BaCrO4 ¯+ CO3-
第3节 其它