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1、第十章 吸 附 10.1 吸附的类型 10.1.1 吸附在相界面上，物质的浓度自动发生累积 或浓集的现象。 固液界面上的吸附：吸附剂：具有吸附能力的多孔性固体物质。吸附质：废水中被吸附的物质。 10.1.2吸附的分类 1. 物理吸附：靠分子间力产生的吸附，可 吸附多种吸附质，可形成多分子吸附层。 吸附解吸是可逆过程，在低温下就能吸 附。2. 化学吸附：由化学键力引起的吸附，吸 能形成单分子吸附层，并具有选择性，同 时是不可逆的，在高温下才能吸附。上面二种吸附往往是相伴发生，而不能 严格分开，是几种吸附综合作用的结果， 可能存在以某种吸附为主。 10.1.3吸附剂主要有活性炭、磺化煤、沸石、硅藻
2、土、焦炭、 木炭等。 1、活性炭的制造高温炭化 活化,800900 木材、煤、果壳 炭渣 活性炭 隔绝空气，600 活化剂：ZnCl2蒸汽高温活化粉末状活性炭粒状活性炭（园柱状、球状），粒径24mm棒状活性炭：50mm，L=255mm 2.活性炭的细孔构造和分布 1.比表面积每g活性炭所具有的表面积。活性炭的比表面积为：5001700m2/g，99.9%的表面 积，在多孔结构颗粒的内部。2.细孔构造 小孔：2，则难吸附。1/n较大则采用连续吸附，反之采用间歇吸附。 3.BET公式（多层吸附） （10-6）式中:qo单分子吸附层的饱和吸附量,g/gCs吸附质的饱和浓度,g/LB常数；C平衡浓度，
3、g/L 取倒数： (107)BET公式包括了朗谬尔公式： 设 ， 且C1，上式等号右边括号内的1可忽 略不计，则工作时间t： （10-9）临界高度ho：当t=0时，保证出水吸附质浓度C 不超过Ca（穿透浓度）时的吸附剂层的理论高度（10-10）ho即吸附带高度，ho吸附反应越快。2.模型试验求临界高度ho截距：； ； ；线速度（m/h）；以不同的V进行上述试验，将 不同V时的No、K、ho作图，可分别得出KV、 NoV、hoV三条曲线。3.吸附塔设计已知废水设计流量Q（m3/h），原水吸附质浓 度Co，出水吸附质允许浓度Ce。 （1）吸附工作时间t吸附柱出水达到穿透点 的时间，线速度（m/h）
4、查图得出K、No、ho （小时）（10-11） （2）活性炭每年更换次数n（吸附剂再生次数）（次/a）（10-12）（3）活性炭年消耗量W（m3/a） （10-13）（4）吸附质年去除量G（kg/a）：，Co、Ce均以mg/L为单位(kg/a) （10-14） (5)吸附效率E（10-15） 式中： No达到饱和时吸附剂的吸附量，（kg/m3） h炭层高度； ho临界高度 则 ： （10-16） 10.4.2 通水倍数法按穿透时每kg吸附剂所通过的废水的体 积（m3）计算。10.4.3 吸附法在废水处理中的应用1.活性炭对有机物的吸附特别适合于难降解的有机物和用一般方 法难以去除的溶解性有机物
5、用吸附实验确定去除率。活性炭吸附的优点： （1）处理程度高，用于城市污水的深度处 理，BOD5=99%；出水TOC=13mg/L。 （2）应用范围广，对绝大多数有机物都有 效 （3）适应性强，对水量和有机物负荷的变 动具有较强的适应性。 （4）粒状炭可再生重复使用。 （5）可回收有用物质。 （6）设备紧凑、管理方便。 （7）不仅具有吸附作用，而且还有生物降 解作用。2. 对无机物的吸附活性炭对金属具有很强的吸附能力。3. 废水吸附法处理实例。（1）染料化工废水处理。（2）铁路货车洗刷废水处理。（3）火药（TNT）化工废水处理。思考题1、活性炭等温吸附试验的结果可以说明哪 些问题？ 2、活性炭柱
6、的接触时间和泄漏时间指什么 ，两者有什么关系？ 3、吸附区高度对活性炭柱有何影响？如何 从泄漏曲线估计该区的高度？ 4、什么叫生物活性炭法，有什么特点？ 5、什么物质易为活性炭吸附？什么物质难 于被吸附？习 题1、在做静态吸附实验时，当吸附剂与吸附质达 到吸附平衡时（此时吸附剂未饱和），再往废水 中投加吸附质，请问吸附平衡是否被打破？吸附 剂吸附是否有变化？ 2、何谓吸附等温线？常见的吸附等温线有哪几 种类型？吸附等温式有哪几种形式及应用场合如 何？ 3、何谓吸附带与穿透曲线？吸附带的吸附容量 如何利用？ 4、如何绘制动态吸附的穿透曲线？它能为设计 提供什么资料？5、活性炭吸附试验结果如下：（1）试求浓度为3mg/L时的值 （2）求弗罗德利希（Freundlich）吸附公式的K 和n值。烧杯编号 活性炭量m （mg）平衡浓度（ mg/L）（mg/mg） 1075.0 25044.0 0.124 310030.0 0.089 420017.5 0.0575 55006.7 0.0272 68003.9 0.0177 710003.0 0.0144
