【正文】 。溶解度與分子結(jié)構(gòu)、大小有關(guān)。如苯甲醛在活性炭上的吸附量是丁醛的2倍。②溶質(zhì)分子大?。捍蟪叽缡杷肿拥某饬υ黾恿怂g的鍵合，隨吸附質(zhì)相對分子量增加，吸附量增加；但吸附速率受顆粒內(nèi)擴(kuò)散速率控制時，吸附速率隨相對分子量增加而降低，低分子量的有機(jī)物反而容易被除去。③電離和極性：簡單化合物，非解離的分子較離子化合物的吸附量大，但隨著化合物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，電離對吸附的影響減小。溶質(zhì)極性對吸附的影響服從相似相容原理，極性吸附劑能強(qiáng)烈地從非極性溶劑中將極性溶質(zhì)吸附。極性溶質(zhì)在水中的吸附量雖溶質(zhì)極性增強(qiáng)，吸附作用減小。羥基、羧基、硝基、氰基、磺基、氨基等能增加分子的極性，對吸附是不利的。(2)吸附劑的性質(zhì)①比表面積：吸附量歲吸附劑比表面積增大而增加；顆粒外部擴(kuò)散速度與溶液濃度成正比，也與吸附劑的比表面積的大小成正比。吸附劑顆粒直徑越小，外部擴(kuò)散速度越快。同時，增加溶液與顆粒間的相對運(yùn)動速度，也可以提高外部擴(kuò)散速度 ②孔結(jié)構(gòu)：孔隙擴(kuò)散速度與吸附劑孔隙的大小、結(jié)構(gòu)和吸附質(zhì)顆粒的大小和結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。一般，吸附劑顆粒越小，孔隙擴(kuò)散速度越快，吸附量越大。③吸附劑表面化學(xué)性質(zhì)：極性分子(或離子)型的吸附劑容易吸附極性分子(或離子)型的吸附質(zhì)；非極性分子型的吸附型容易吸附非極性的吸附質(zhì)。(3)溶液的性質(zhì)①pH值：pH對吸附質(zhì)在溶液的存在形態(tài)(電離、絡(luò)合)和溶解度均有影響，因而對吸附性能也有影響，水中的有機(jī)物一般在低pH時電離度較小，吸附去除率高?；钚蕴恳话阍谒嵝詶l件下比在堿性條件下有較高的吸附量。②溫度：吸附反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，低溫低對吸附反應(yīng)有利。但在水處理中溫度變化不大，溫度的影響很小，可以忽略不計。③共存物質(zhì)：影響較復(fù)雜，有的可以相互誘發(fā)吸附，有的能獨立地被吸附，有的相互起干擾作用。水溶液中有相當(dāng)于天然量的無機(jī)離子共存時，對有機(jī)物的吸附幾乎沒影響。當(dāng)有汞、鉻、鐵等金屬離子在活性炭表面氧化還原發(fā)生沉積時，會使活性炭孔徑標(biāo)校，妨礙有機(jī)物擴(kuò)散。懸浮物會堵塞吸附劑孔隙，油類物質(zhì)會在吸附劑表面形成油膜，對吸附有很多影響。吸附劑的性能(1)密度②表觀密度rP（又稱顆粒密度） 定義為單位體積吸附劑顆粒本身的質(zhì)量。③真實密度rt 是指扣除顆粒內(nèi)細(xì)孔體積后單位體積吸附劑的質(zhì)量。(2)吸附劑的比表面積吸附劑的比表面積是指單位質(zhì)量的吸附劑所具有的吸附表面積，㎡／g。吸附劑孔隙的孔徑大小直接影響吸附劑的比表面積，孔徑的大小可分三類：大孔、過渡孔、微孔。吸附劑的比表面積以微孔提供的表面積為主，常采用氣相吸附法測定。(3)吸附容量吸附容量是指吸附劑吸滿吸附質(zhì)時的吸附量（單位質(zhì)量的吸附劑所吸附吸附質(zhì)的質(zhì)量），它反映了吸附劑吸附能力的大小。吸附量可以通過觀察吸附前后吸附質(zhì)體積或質(zhì)量的變化測得。也可用電子顯微鏡等觀察吸附劑固體表面的變化測得離子交換法：水處理中離子交換劑主要有：磺化煤和離子交換樹脂。離子交換樹脂是人工合成的高分子聚合物，由樹脂本體〔母體或骨架〕和活性基團(tuán)組成。離子交換樹脂的選用：交換容量是樹脂最重要的性能指標(biāo)。由于樹脂的交換容量與離子交換反應(yīng)條件有關(guān)，因此有不同的交換容量概念：（1）理論交換容量（總交換容量）理論交換容量是指單位（質(zhì)量或體積）離子交換樹脂中能進(jìn)行離子交換反應(yīng)的交換基團(tuán)的總數(shù)，它實際是樹脂交換容量的理論值或最大值。mol/kg(干樹脂)或mol/L(濕樹脂)。（2）工作交換容量指在一定工作條件下，離子交換樹脂對離子的交換吸附能力。分為穿透交換容量、飽和交換容量和再生交換容量。穿透交換容量：柱式操作中，被吸附離子在流出液總的濃度達(dá)到規(guī)定的穿透濃度時，樹脂所達(dá)到的交換容量。不僅與具體操作條件和離子交換反應(yīng)速度有關(guān)，而且與穿透濃度的規(guī)定值有關(guān)。飽和交換容量：柱式操作中，被吸附離子在流出液中的濃度與流入液中濃度相等時，樹脂達(dá)到的交換容量。與具體的操作條件和離子交換反應(yīng)速度有關(guān)。再生交換容量：在指定的再生劑用量相同條件下測定的樹脂交換容量。再生交換容量與再生劑用量有關(guān)，實際使用，從經(jīng)濟(jì)原因考慮一般不要求樹脂達(dá)到完全再生，所以樹脂的再生交換容量一般小于新樹脂的交換容量。2. 離子交換勢離子交換是可逆反應(yīng)，可利用質(zhì)量作用定律解釋離子交換平衡規(guī)律。對同一種交換樹脂RH，交換平衡常數(shù)K隨交換離子M而異；K值愈大，交換離子愈易取代樹脂上的可交換離子，也就表明交換離子與樹脂之間的親和力愈大，這種離子的交換勢大；反之，K愈小，交換勢小。含多種離子的廢水同離子交換樹脂接觸時，交換勢大的離子最先同樹脂上的離子進(jìn)行交換。亦即粒子樹脂對離子有選擇性，先交換交換勢大的離子，后交換交換勢小的離子 。離子交換樹脂的受離子交換樹脂的膠聯(lián)度、官能團(tuán)性質(zhì)、外部溶液的離子濃度和組成等因素的影響離子交換樹脂的選擇性與反離子的原子序數(shù)、電荷數(shù)、離子（或配合離子）的半徑有關(guān)，以下經(jīng)驗規(guī)則可供參考：（1）在室溫和低濃度水溶液中，陽離子氧化數(shù)越高，交換勢越大。Th4+﹥Al3+﹥Ca2+﹥K+ ﹥ NH4+ ﹥ Na+ ﹥H+ ﹥Li+。（2）.在水溶液中離子濃度相同條件下，樹脂對電荷數(shù)相同的選擇性隨原子序數(shù)的增加而增加，這是因為水合離子的半徑隨原子序數(shù)的增加而減小。Li+﹤Na+ ﹤K+ ﹤Rb+ ﹤ Cs+ Mg2+ ﹤ Ca2+ ﹤ Sr2+ ﹤ Ba2+ F ﹤Cl ﹤Br ﹤I（3）.如果反離子與樹脂官能團(tuán)之間有較強(qiáng)的相互作用，則該反離子將優(yōu)先被選擇，例如：羧酸官能團(tuán)的樹脂優(yōu)先選擇H+；（4）.增加樹脂的交聯(lián)度，或降低外部溶液的濃度，可以增加樹脂的選擇性（5）.樹脂的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對離子在樹脂內(nèi)部的擴(kuò)散有一定程度的影響，大孔樹脂的選擇性一般比凝膠態(tài)樹脂低在有機(jī)溶劑或水有機(jī)溶劑混合體系中，樹脂的選擇性與單純水溶劑體系相比有很大的提高，這不僅是因為溶劑極性減小，造成樹脂溶脹程度減少，更重要的是因為能與被吸附離子形成配合物的有機(jī)溶劑，使被吸附離子的電荷符號和離子半徑都發(fā)生了變化的緣故，因此，用有機(jī)配位劑與被吸附離子形成配合物的方法，是提高樹脂選擇性的有效方法 。、交聯(lián)度和交聯(lián)劑交聯(lián)是指線型結(jié)構(gòu)分子因本身含有多功能團(tuán)，與具有多功能團(tuán)的物質(zhì)作用或受高能輻射等作用而形成具有橋鍵的體型結(jié)構(gòu)分子的過程。表示交聯(lián)程度（膠聯(lián)劑的百分?jǐn)?shù)）的物理量稱為交聯(lián)度。交聯(lián)劑是指能在線型結(jié)構(gòu)分子縮聚時起架橋作用而使其分子中的基團(tuán)互相鍵合成為不溶網(wǎng)狀體的物質(zhì)。交聯(lián)度對樹脂的許多性能具有決定性的影響。交聯(lián)度較高的樹脂，孔隙度較低，密度較大，離子擴(kuò)散速度較低，對半徑較大的離子和水合離子的交換量較小，浸泡在水中時，水化度較低，形變較小，也就比較穩(wěn)定，不易碎裂。水處理中使用的離子交換樹脂，交聯(lián)度為7％10％ 。離子交換過程：（1）外部溶液中的可交換離子穿過樹脂顆粒表面的液膜，到達(dá)樹脂表面。（2）可交換離子在樹脂顆粒內(nèi)部擴(kuò)散，到達(dá)樹脂交換基團(tuán)附近的交換位置內(nèi)擴(kuò)散。（3）可交換離子與樹脂交換基團(tuán)的反離子發(fā)生離子交換反應(yīng)。（4）反離子在樹脂顆粒內(nèi)部擴(kuò)散，到達(dá)樹脂表面。（5)反離子穿過樹脂顆粒表面的液膜，進(jìn)入外部溶液。離子交換反應(yīng)（步驟3）速度很快的，離子的擴(kuò)散速度比較慢，尤其是離子在樹脂顆粒縫隙的擴(kuò)散速度比在水溶液中慢1～2個數(shù)量級，這是離子交換反應(yīng)比水溶液中的離子互換反應(yīng)速度慢的主要原因。 ：(1)樹脂內(nèi)部溶液的存在是進(jìn)行離子交換的必要條件，也就是說沒有樹脂內(nèi)部溶液就不能進(jìn)行離子交換反應(yīng)。樹脂具備離子交換性能的前提是：（a）樹脂內(nèi)部有足夠大的孔道，使外部溶液的離子能進(jìn)入樹脂內(nèi)部（b）樹脂的交換基團(tuán)能發(fā)生電離，形成可以自由移動的反離子。要滿足這兩個條件，樹脂必須溶脹，同時形成樹脂的內(nèi)部溶液。當(dāng)外部溶液是水溶液時，干燥的樹脂一旦接觸水，立即被水溶脹，樹脂的交換基團(tuán)能在水中發(fā)生電離，自然形成樹脂內(nèi)部溶液。但是，當(dāng)外部溶液是非極性的有機(jī)溶劑時，干燥的樹脂不能溶脹，也就不可能形成樹脂內(nèi)部溶液，離子交換反應(yīng)就不能進(jìn)行。2）樹脂內(nèi)部溶液的組成和PH值對離子交換反應(yīng)有一定的影響，通過改變樹脂內(nèi)部溶液的組成和PH值可以改善樹脂的性能，使一些難以進(jìn)行的反應(yīng)可以進(jìn)行。例如：對于吸附在陰離子交換樹脂上的硫酸鈾酰，用TBP的煤油溶液是不能解吸的，但是如果用硝酸處理含鉑樹脂，使樹脂內(nèi)部溶液中有一定量的NO3存在，就可以用TBP的煤油溶液把鉑從樹脂上解吸下來。 離子交換的運(yùn)行操作步驟：交換、反洗、再生、清洗。1．交換 操作時，開啟進(jìn)水閥①和出水閥②，其余閥門關(guān)閉(見圖)，交換過程主要與樹脂層高度、水流速度、原水濃度，樹脂性能以及再生程度等因素有關(guān)。出水中的離子濃度達(dá)到限值時，應(yīng)進(jìn)行再生。2．反洗 反洗的目的在于松動樹脂層，以便下一步再生時注入的再生液分布均勻，也及時地清除積存在樹脂層內(nèi)的雜質(zhì)、碎粒和氣泡。反洗前先關(guān)閉閥門①和②，打開反洗閥③，然后再逐漸開大排水閥④進(jìn)行反洗。反洗用原水。反洗使樹脂層膨脹40％一60％。反沖流速約15m/h，歷時約15min。3．再生 再生前先關(guān)閉閥門③和④，打開排氣閥⑦及排水閥⑤，將水放到離樹脂層表面10cm左右，再關(guān)閉閥門⑤，開啟進(jìn)再生液閥門⑧，排出交換器內(nèi)空氣后，即關(guān)閉閥門⑦，再適當(dāng)開啟閥門⑤，進(jìn)行再生。再生過程也就是交換反應(yīng)的逆過程。借助具有較高濃度的再生液流過樹脂層，將先前吸附的離子置換出來，使其交換能力得到恢復(fù)，再生是固定床運(yùn)行操作中很重要的一環(huán)。再生液的濃度對樹脂再生程度有較大影響。當(dāng)再生劑用量一定時，在一定范圍內(nèi)，濃度越大再生程度超高；但超過一定范圍，再生程度反而下降。對于陽離子交換樹脂，食鹽再生液濃度一般采用5％～10％；鹽酸再生液濃度一般用4％ ～ 6％；硫酸再生液濃度則不應(yīng)大于2％，以免再生時生成CaSO4粘著在樹脂顆粒上。4清洗 清洗時，先關(guān)閉閥門⑧，然后開啟閥門①及⑤。清洗水最好用交換處理后的凈水。清洗是將樹脂層內(nèi)殘留的再生廢液清洗掉，直到出水水質(zhì)符合要求為止。清洗用水量一般為樹脂體積的4～13倍。第七節(jié)萃取法萃取：將一種選定的溶劑(與原溶劑不相溶)加入到待分離的液體混合物中，利用混合物中各組分在該溶劑中溶解度的不同，可將原料中所需分離的一種或數(shù)種成分分離開來的方法。萃取劑：所用的溶劑稱為萃取劑；萃取相：通過溶劑和原料液的一次或多次接觸，被萃取組分通過兩相的界面溶解入溶劑形成萃取相。萃余相：部分溶劑溶解入原料液形成萃余相。萃取液：萃取相借蒸餾、洗滌等方法把其中的溶劑除去進(jìn)行回收，得到產(chǎn)品，稱萃取液。萃余液：將萃余相重的溶劑除去則得殘液稱萃余液。①原料液和溶劑進(jìn)行接觸②使萃取相和萃余相進(jìn)行分層；③進(jìn)行溶劑回收等。對溶質(zhì)濃度較低、濃度變化范圍不大的溶液，在一定溫度下萃取，溶質(zhì)在兩相中存在形式相同，萃取過程達(dá)到平衡時，污染物在萃取相中的濃度與在萃余相(廢水)中的濃度之比為一常數(shù)，這種關(guān)系稱為分配定律。K=萃取物（溶質(zhì)）在萃取相中的平衡濃度/萃取物（溶質(zhì)）在萃余相中的平衡濃度分配系數(shù)K越大，被萃取組分在萃取相中的濃度越大，分離效果越好，越容易被萃取。實際工作中，由于締合、解離、絡(luò)合存在，兩相中存在形式不一定相同，分配系數(shù)往往不是常數(shù)，受溫度和濃度影響，通常溫度上升，分配系數(shù)變小。二、萃取工藝按操作狀態(tài)分為：連續(xù)萃取和間歇萃取；根據(jù)萃取次數(shù)分為：單級萃取和多級萃取；根據(jù)萃取劑使用次數(shù)分為：多級錯流(多級單效)和多級逆流(多級多效)萃取。多級萃取又有錯流和逆流兩種形式。料液被萃取的次數(shù)叫級數(shù)，萃取劑使用的次數(shù)叫效數(shù)。2. 單級萃取物料衡算單級萃取中萃取劑用量的計算可根據(jù)物料衡算原理(即流入萃取系統(tǒng)的萃取物量等于流出萃取系統(tǒng)的萃取物量)，參照下圖得：Vs—廢水量；Vc—萃取劑量；cs—廢水種萃取物濃度；cc—萃取劑中萃取物濃度 廢水的量和濃度以及萃取劑的濃度都是已知的，可計算萃取劑用量。三影響萃取效果因素（自己總結(jié)）：A萃取劑的選擇：，B萃取溫度C萃取時間D萃取劑與被萃取物的溶解度差值E萃取設(shè)備168 膜析法滲析：溶質(zhì)在自身濃度梯度作用下從膜的上游傳向下游的過程。滲透壓：pv=nrt膜只讓水分子通過，而不讓溶質(zhì)通過。由于淡水中水分子的化學(xué)位比鹽水中水分于的化學(xué)位高，所以淡水中的水分子自發(fā)地通過膜而滲流入鹽水中，一直到鹽水側(cè)的水位上升到一定高度為止，此高度稱為鹽水的滲透壓π。滲透壓是區(qū)別溶液與純水性質(zhì)之間差別的一種標(biāo)志，它以壓力來表明。任何溶液都具有相應(yīng)的滲透壓，其數(shù)值決定于溶液中溶質(zhì)的分子數(shù)，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。膜析法：利用天然或人工合成膜以外界能量或化學(xué)位差作推動力對水溶液中某種物質(zhì)進(jìn)行分離、分級、提純和富集的方法。膜析法推動力：①分子擴(kuò)散作用；②電力；③壓力。膜分離法優(yōu)點：可在一般溫度下操作；不消耗熱能；沒有相的變化；容易操作等。缺點是處理能力小；需要消耗相當(dāng)?shù)哪芰?擴(kuò)散滲析除外)。滲析作用的類型①依靠薄膜中“孔道”尺寸大小分離大小不同的分子或離子。②依靠薄膜離子結(jié)構(gòu)分離性質(zhì)不同的離子。陽離子交換膜可透過陽離子。陰離子交換膜可透過陰離子。推動力仍是濃度差引起的分子擴(kuò)散作用。③依靠薄膜有選擇性的溶解性分離某些物質(zhì)。電滲析是在直流電場作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質(zhì)從容液中分離出來，從而實現(xiàn)溶液的濃縮、淡化、精制和提純 。十八章 污泥的處理與處置污泥的分類 按污水處理工藝，分為1初沉污泥：來自污水處理的初沉池 2剩余污泥：來自污水處理的二沉池或生物反應(yīng)池3 消化污泥：厭氧或好氧消化處理后的污泥 4化學(xué)污泥：化學(xué)處理污水產(chǎn)生的污泥污泥的特性 1 污泥中的固體 總固體包括溶解固體，懸浮固體。又可根據(jù)有機(jī)物含量，分為揮發(fā)性固體（600度氧化時以氣體產(chǎn)物逸出），穩(wěn)定型固體（揮發(fā)后的殘余物）。 2 污泥固體的組分 城鎮(zhèn)污水廠：蛋白質(zhì)、纖維素、油脂、氮、磷。金屬表面處理廠污水處理廠：各種金屬氫氧化物或氧化物。 石油化工廠污水處理廠：油3含水率 污泥中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)叫含水率。固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)叫含固率。含水率+含固率=100％