水處理工程吸附ppt課件(已修改)
2024-09-28 18:56 本頁面
【正文】 第七章 吸附 ?吸附的基本理論 ?吸附劑及其再生 ?吸附工藝與設計 ?吸附法的應用 水 處 理 工 程 水 處 理 工 程 ? 固體表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能，當某些物質(zhì)碰撞固體表面時，受到這些不平衡力的吸引而停留在固體表面上，這就是吸附。這里的固體稱吸附劑。被固體吸附的物質(zhì)稱吸附質(zhì)。吸附的結(jié)果是吸附質(zhì)在吸附劑上濃集，吸附劑的表面能降低。 ? 在水處理領域，吸附法主要用以脫除水中的微量污染物，應用范圍包括脫色，除臭味，脫除重金屬、各種溶解性有機物、放射性元素等。在處理流程中，吸附法可作為離子交換、膜分離等方法的預處理，以去除有機物、膠體物及余氯等，也可以作為二級處理后的深度處理手段，以保證回用水的質(zhì)量。 水 處 理 工 程 第一節(jié)吸附的基本理論 一、吸附的機理和分類 ： ? 一種物質(zhì)自動地向另外一種物質(zhì)表面轉(zhuǎn)移，最后吸附在另一種物質(zhì)表面的過程，叫吸附；涉及到相界面的一種反應過程； ? 吸附發(fā)生在：氣液界面、氣固界面、液固界面（主要針對這一方面，將固體物質(zhì)叫吸附劑，液體叫吸附質(zhì)） ? 吸附發(fā)生的原因：表面分子受到凈的向內(nèi)的拉力而具有較高的能量，它力圖吸引其它物質(zhì)分子使之富集于表面上以降低物系的能量； ? 溶質(zhì)的疏水特性和溶質(zhì)對固體顆粒的高度親和力 ? 靜電吸引力，范德華力或化學鍵力 水 處 理 工 程 ? 按作用力分三類 – 物理吸附 ：基于分子引力，分子間作用力，吸附熱小 187。 特征：吸附時表面能降低，所以是放熱反應；吸附比較沒有選擇性；不發(fā)生化學反應，不需要活化能，低溫就能進行；吸附質(zhì)在吸附劑表面自由轉(zhuǎn)移，易解吸。 – 化學吸附： 化學鍵力作用，產(chǎn)生化學反應，如石灰吸附 CO2，產(chǎn)生單分子層吸附，吸附一般不可逆 – 離子交換吸附 ：溶質(zhì)的離子由于靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶 電點上，并置換出原先固定在這些帶電點上的其他離子。 – 實際水處理中，上述三種可能并存，但可能一種占主導 二、吸附平衡及吸附等溫式 ? 吸附速度＝解析速度 → 動態(tài)平衡 ? 吸附能力 qe— 單位吸附劑所吸附的物質(zhì)的數(shù)量為平衡吸附量。 ? 計算 WccVq ee)( 0 ??水 處 理 工 程 ? 常用吸附等溫線有三種類型： ? 在溫度一定的條件下，如 V、 C0一定，改變投炭量，則發(fā)現(xiàn)水中剩余的溶質(zhì)濃度 C及 q也隨之改變 說明 吸附量與剩余濃度不是線性關系 – — 計算及應用 ? ① Langmuir等溫式 ? 假設條件： – 吸附劑表面均一，各處的吸附能相同； – 吸附是單分子層，吸附劑表面飽和時，吸附量最大； – 表面上沒有吸附質(zhì)轉(zhuǎn)移運動； – 平衡時吸附速度＝脫附速度 ? 平衡吸附量 qe與液相平衡濃度 ce的關系為： ? 計算過程： 水 處 理 工 程 Ⅰ 型 Ce沒有極限值，但 qe卻有一個極限值 ,Langmuir型； Ⅱ 型 Ce有一個極限值 Cs， 稱為飽和濃度，但 qe卻沒有極限值， BET型； Ⅲ 型 Ce與對等的 qe都沒有極限值， Freundlich型； Ⅰ qe ce Ⅲ qe ce Ⅱ qe ce cs 水 處 理 工 程 ??????aba 11eq1???????? eeqc? ?eecc1(a)Langmuir模型 acabq ee1111 ??abcaqceee 11 ??變換式： 據(jù)吸附實驗數(shù)據(jù)，按式作圖可求出 a、 b值。 當吸附量很小時，即當 bce1時， qe=abce,即 qe與ce成正比，等溫線是一條直線； 當吸附量很大時，即當 bce1時， qe≈a,即平衡吸附量接近于定值，等溫線趨于水平。 水 處 理 工 程 ? ② BET等溫式 – 多分子吸附 – CS— 吸附質(zhì)的飽和濃度； B常數(shù)，與吸附劑和吸附質(zhì)之間的相互作用能有關。 – 線性形式 – 實驗數(shù)據(jù)作圖，求常數(shù) a和 B。 ? ③ Freundlich等溫式 – 經(jīng)驗公式： qe=Kce1/n – 取對數(shù)： – 實驗數(shù)據(jù)作圖，出斜率 1/n， 截距等于 lgK； – 1/n介于 ～ ,易于吸附； 1/n2難以吸附。 ? 實際應用時用哪一個等溫式？ ]/)1(1)[(( seesee ccBccB acq????ee Kq lg1lglg ??水 處 理 工 程 )( ese e ccqc?se cc /aB
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