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1、第四章污水的物理化学处理 4.2 4.2 吸附吸附吸附：吸附：在相界面上在相界面上，一种物质，一种物质的的浓度在另一种浓度在另一种物质表面物质表面自动自动发生累积或浓集发生累积或浓集的现象。的现象。吸附法：吸附法：利用多孔性的固体物质，使水中的一利用多孔性的固体物质，使水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。法。吸附剂：吸附剂：具有吸附能力的多孔性固体物质，如具有吸附能力的多孔性固体物质，如活活性炭，磺化煤，沸石等。性炭，磺化煤，沸石等。吸附质：吸附质：水中被吸附的物质。水中被吸附的物质。吸附法在水处理中的应用吸附法在水处理中的应用在处理领域：主
2、要用于脱除水中的在处理领域：主要用于脱除水中的微量微量污染物，污染物，有效捕捉有效捕捉低浓度低浓度的物质，进行脱色、除臭、去的物质，进行脱色、除臭、去除重金属、各种溶解性有机物，放射性元素等，除重金属、各种溶解性有机物，放射性元素等，并可回收有用物质。并可回收有用物质。在处理流程方面：作为离子交换法、膜处理法在处理流程方面：作为离子交换法、膜处理法的的预处理预处理，以去除有机物、胶体及余氯；也可，以去除有机物、胶体及余氯；也可作为二级处理后的作为二级处理后的深度处理深度处理手段，保证回用水手段，保证回用水质量。质量。原理：原理：吸附质对水的疏水特性及对吸附剂的高度吸附质对水的疏水特性及对吸附剂
3、的高度亲和力。亲和力。影响因素：吸附质的影响因素：吸附质的溶解度越低，吸附效果越好；溶解度越低，吸附效果越好；吸附质与吸附剂之间的作用力。吸附质与吸附剂之间的作用力。吸附：吸附：被吸附的物质（吸附质）从水相转移到固被吸附的物质（吸附质）从水相转移到固体物质上的过程。体物质上的过程。解吸：解吸：被吸附的物质由于分子的热运动脱离吸附被吸附的物质由于分子的热运动脱离吸附剂表面而自由转移的现象。剂表面而自由转移的现象。1、吸附的基本原理及类型、吸附的基本原理及类型物理吸附：物理吸附：依靠吸附质与吸附剂之间的分子间引依靠吸附质与吸附剂之间的分子间引力产生的吸附过程。力产生的吸附过程。放热反应。放热反应。
4、没有特定的选择性。没有特定的选择性。不发生化学反应，低温不发生化学反应，低温下可以进行。下可以进行。较易解吸或脱附。较易解吸或脱附。影响因素：影响因素：吸附剂的比表面积。吸附剂的比表面积。1、吸附的基本原理及类型、吸附的基本原理及类型化学吸附：化学吸附：吸附剂与吸附质之间发生化学反应吸附剂与吸附质之间发生化学反应, ,形成牢固的吸附化学键和表面配合物的过程。形成牢固的吸附化学键和表面配合物的过程。需在较高的温度下进行需在较高的温度下进行, ,吸附时放热较大。吸附时放热较大。有选择性。有选择性。不可逆反应。不可逆反应。再生较困难，需高温脱附。再生较困难，需高温脱附。处理毒性强的物质更安全。处理毒
5、性强的物质更安全。1、吸附的基本原理及类型、吸附的基本原理及类型离子交换吸附离子交换吸附 吸附质的离子由于静电引力聚集到吸附吸附质的离子由于静电引力聚集到吸附剂表面的带电点上，同时吸附剂表面原剂表面的带电点上，同时吸附剂表面原先固定在这些带电点上的其他离子被置先固定在这些带电点上的其他离子被置换出来，等于吸附剂表面上放出一个等换出来，等于吸附剂表面上放出一个等当量离子。离子所带电荷越多，吸附越当量离子。离子所带电荷越多，吸附越强，电荷相同的离子强，电荷相同的离子 ，其水化半径越小，其水化半径越小，越易被吸附。越易被吸附。1、吸附的基本原理及类型、吸附的基本原理及类型一、吸附平衡与吸附速率一、吸
6、附平衡与吸附速率平衡浓度：平衡浓度：指吸附质在溶液中的浓度和在吸指吸附质在溶液中的浓度和在吸附剂表面上的浓度都不再发生改变而达到附剂表面上的浓度都不再发生改变而达到动态平衡时，吸附质在溶液中的浓度即被动态平衡时，吸附质在溶液中的浓度即被称为平衡浓度。亦就是吸附速度和解吸速称为平衡浓度。亦就是吸附速度和解吸速度相等时，吸附质在溶液中的浓度。度相等时，吸附质在溶液中的浓度。吸附容量吸附容量q q：在一定的温度和压力下达到吸附：在一定的温度和压力下达到吸附平衡时，单位质量的吸附剂所吸附的吸附平衡时，单位质量的吸附剂所吸附的吸附质的质量，以质的质量，以g/gg/g表示。表示。2.2.吸附平衡与吸附等温
7、线吸附平衡与吸附等温线吸附速率：单位质量的吸附剂在单位时间内所吸附的吸附速率：单位质量的吸附剂在单位时间内所吸附的物质的量，是衡量吸附剂对吸附质的吸附效果，决物质的量，是衡量吸附剂对吸附质的吸附效果，决定废水与吸附剂接触时间的重要参数。定废水与吸附剂接触时间的重要参数。吸附过程分三个阶段吸附过程分三个阶段颗粒外部扩散阶段颗粒外部扩散阶段: :吸附质通过吸附剂颗粒周围存在的吸附质通过吸附剂颗粒周围存在的液膜到达吸附剂的外表面。与溶液浓度、吸附剂的液膜到达吸附剂的外表面。与溶液浓度、吸附剂的外表面积及溶液搅动速度成正比，与吸附质的颗粒外表面积及溶液搅动速度成正比，与吸附质的颗粒直径成反比。直径成反
8、比。颗粒内部扩散阶段颗粒内部扩散阶段：吸附质由吸附剂外表面向孔内深：吸附质由吸附剂外表面向孔内深处扩散。与吸附剂细孔的大小、构造、吸附质颗粒处扩散。与吸附剂细孔的大小、构造、吸附质颗粒大小、构造等因素有关。大小、构造等因素有关。吸附反应阶段吸附反应阶段：吸附质被吸在细孔的内表面上：吸附质被吸在细孔的内表面上, ,瞬间完瞬间完成。成。吸附速率吸附速率吸吸附附剂剂必必须须是是具具有有高高度度疏疏松松结结构构和和巨巨大大暴暴露露表表面面的的多多孔孔物物质质。只只有有这这样样，才才能能给给吸吸附附提提供供很很大大的的表表面面。吸吸附附剂剂的的有有效效表表面面包包括括颗颗粒粒的的外外表表面面和和内内表表
9、面面，而而内内表表面面总总是是比比外外表表面面大大得得多多，例例如如硅硅胶胶的的内内表表面面高高达达600m600m2 2g g，活活性性炭炭的的内内表表面面可可高高达达1000m1000m2 2g g。这这些些内内部部孔孔道道通通常常都都很很小小，有有的的宽宽度度只只有有几几个个分分子子的的直直径径，但但数数量量极极大大，这这是是由由吸吸附附剂剂的的孔孔隙隙率率决决定定的的。因因此此，要要求求吸吸附附剂剂要要有有很很大大的的孔孔隙隙率率。除除此此之之外外，还还要要求求吸吸附附剂剂具具有有合合适适的的孔孔隙隙和和分分布布合合理理的的孔孔径径，以以便便吸吸附附质质分分子子能能到到达所有的内表面而
10、被吸附。达所有的内表面而被吸附。 温度一定时，吸附容量随吸附质平衡浓度的提温度一定时，吸附容量随吸附质平衡浓度的提高而增加，高而增加，把吸附容量随平衡浓度而变化的把吸附容量随平衡浓度而变化的曲线称为吸附等温线曲线称为吸附等温线。吸附等温式：描述吸附等温线的数学表达式吸附等温式：描述吸附等温线的数学表达式弗兰德利希等温式（适用于单组分吸附体系）弗兰德利希等温式（适用于单组分吸附体系）式中：式中：K-K-吸附系数；吸附系数；n-n-常数，通常大于常数，通常大于1 1。若若1/n=0.1-0.51/n=0.1-0.5之间，易于吸附；之间，易于吸附；若若1/n21/n2，则难于吸附。，则难于吸附。 吸
11、附等温线吸附等温线1.1.吸附剂的种类及性质吸附剂的种类及性质a.a.吸附剂种类：极性吸附剂吸附极性物质，非吸附剂种类：极性吸附剂吸附极性物质，非极性吸附剂吸附非极性物质。极性吸附剂吸附非极性物质。b.b.比表面积越大、颗粒越小，吸附容量越大；比表面积越大、颗粒越小，吸附容量越大；c.c.孔结构：孔径大，比表面小，吸附能力差；孔结构：孔径大，比表面小，吸附能力差；孔径太小，不利于吸附质扩散。孔径太小，不利于吸附质扩散。微孔：孔半径微孔：孔半径2nm2nm；过渡孔：孔半径介于过渡孔：孔半径介于2-100nm2-100nm之间之间; ;大孔：孔半径大孔：孔半径100nm.100nm.提供扩散通道。
12、提供扩散通道。3 3、吸附过程的影响因素、吸附过程的影响因素2.2.吸附质的性质吸附质的性质a.a.溶解度溶解度溶解度越小，越易被吸附。同系有机物在水溶解度越小，越易被吸附。同系有机物在水中的溶解度随着其链长的增长而减小，则吸中的溶解度随着其链长的增长而减小，则吸附剂对其的吸附能力随链长的增长而增长。附剂对其的吸附能力随链长的增长而增长。b.b.吸附质的结构吸附质的结构活性炭对芳香族化合物吸附效果好于脂肪族；活性炭对芳香族化合物吸附效果好于脂肪族；对不饱和链有机物吸附效果好于饱和有机物；对不饱和链有机物吸附效果好于饱和有机物；对非极性或极性小的物质吸附效果好于极性物对非极性或极性小的物质吸附效
13、果好于极性物质的效果。质的效果。c.c.吸附质分子的大小和不饱和程度吸附质分子的大小和不饱和程度吸附质分子体积越大，其扩散系数越大，吸附效率吸附质分子体积越大，其扩散系数越大，吸附效率就越大。活性炭易吸附分子直径较大的非极性化就越大。活性炭易吸附分子直径较大的非极性化合物；沸石易吸附分子直径小的极性化合物。合物；沸石易吸附分子直径小的极性化合物。注：分子量过大，影响扩散速度。注：分子量过大，影响扩散速度。d.d.吸附质的浓度吸附质的浓度吸附质的浓度比较低时，由于吸附剂的表面大部分吸附质的浓度比较低时，由于吸附剂的表面大部分是空闲的，此时提高吸附质浓度会增加吸附量；是空闲的，此时提高吸附质浓度会
14、增加吸附量；当浓度提高到一定程度后，再行提高浓度，吸附当浓度提高到一定程度后，再行提高浓度，吸附量虽增加但速度减慢；当全部吸附表面被吸附质量虽增加但速度减慢；当全部吸附表面被吸附质占据时，吸附量达到极限状态，以后吸附量不随占据时，吸附量达到极限状态，以后吸附量不随吸附质的浓度的提高而增加。吸附质的浓度的提高而增加。3.3.操作条件操作条件温度：低温有利吸附，高温解吸。温度：低温有利吸附，高温解吸。pHpH值：影响吸附质的溶解度和离解度，。值：影响吸附质的溶解度和离解度，。接触时间：充足；吸附速度快，所需时间短。接触时间：充足；吸附速度快，所需时间短。共存物质：多种物质共存时，影响吸附量，每种溶
15、质都共存物质：多种物质共存时，影响吸附量，每种溶质都会以某种方式与其他溶质竞争吸附活性中心点，油类和会以某种方式与其他溶质竞争吸附活性中心点，油类和其它悬浮物质也会影响吸附。其它悬浮物质也会影响吸附。4.4.生物协同作用生物协同作用利用微生物降解有机物，延长活性炭再生周期。利用微生物降解有机物，延长活性炭再生周期。水头损失增加，需经常反冲洗，易造成厌氧状态，产生水头损失增加，需经常反冲洗，易造成厌氧状态，产生硫化氢气体。硫化氢气体。措施：向炭层曝气，增加反冲洗强度。措施：向炭层曝气，增加反冲洗强度。吸附剂选择要求及种类吸附剂选择要求及种类要求要求: :吸附选择性好；吸附选择性好；吸附容量大；吸
16、附容量大；吸附平衡浓度低；吸附平衡浓度低；机械强度高；机械强度高；化学性质稳定；化学性质稳定；容易再生和再利用；容易再生和再利用；原料广泛，价格低廉。原料广泛，价格低廉。4 4、吸附剂及其再生、吸附剂及其再生活性炭活性炭用含炭为主的物质，如煤、果皮、木屑以及用含炭为主的物质，如煤、果皮、木屑以及含炭有机废渣为原料，经高温炭化和活化含炭有机废渣为原料，经高温炭化和活化制得的制得的吸附剂吸附剂。特点：具有特点：具有疏水性和亲有机物质疏水性和亲有机物质的性质，它的性质，它能吸附绝大部分有机气体，如苯类，醛酮能吸附绝大部分有机气体，如苯类，醛酮类、醇类、烃类等以及恶臭物质，因此，类、醇类、烃类等以及恶
17、臭物质，因此，活性炭常被用来活性炭常被用来吸附和回收有机溶剂和处吸附和回收有机溶剂和处理恶臭物质理恶臭物质。对。对SO2SO2、NOxNOx、Cl2Cl2、H2SH2S、CO2CO2等有害气体也有优良的吸附能力，因此，等有害气体也有优良的吸附能力，因此，在吸附操作中，活性炭是一种首选的优良在吸附操作中，活性炭是一种首选的优良吸附剂。吸附剂。优点：性能稳定、抗腐蚀。优点：性能稳定、抗腐蚀。炭化：把原料热解成炭渣，生成类似石墨的炭化：把原料热解成炭渣，生成类似石墨的多环芳香系物质。多环芳香系物质。活化：把热解的炭渣制成多孔性结构。活化：把热解的炭渣制成多孔性结构。1.1.分类分类粉末活性炭粉末活性
18、炭: :不易回收，一般为一次性使用，不易回收，一般为一次性使用，用于间歇的污染较严重的水处理工艺用于间歇的污染较严重的水处理工艺 粒状活性炭粒状活性炭: :不易流失，可再生重复使用，用不易流失，可再生重复使用，用于污染较轻，需连续运行的水处理工艺于污染较轻，需连续运行的水处理工艺 。2.2.性质：性质：黑色；良好的吸附性能，化学稳定性好；比重轻黑色；良好的吸附性能，化学稳定性好；比重轻于水；多孔性的疏水性吸附剂。于水；多孔性的疏水性吸附剂。3.3.细孔构造和细孔分布细孔构造和细孔分布小微孔：半径小微孔：半径2nm2nm；容积；容积0.15-0.9ml/g 0.15-0.9ml/g ，占比，占比
19、表面积的表面积的95%95%以上，决定其吸附容量。以上，决定其吸附容量。过渡孔：半径过渡孔：半径2-100nm2-100nm；容积；容积0.02-0.1ml/g0.02-0.1ml/g。用。用来吸附大尺寸的吸附质，当采用特别的活化方来吸附大尺寸的吸附质，当采用特别的活化方法，如延长活化时间、减慢加温速度或药剂活法，如延长活化时间、减慢加温速度或药剂活化时，可得到过渡特别发达的活性炭。化时，可得到过渡特别发达的活性炭。大微孔：半径大微孔：半径100-10000nm100-10000nm；容积为；容积为0.2-0.5ml/g0.2-0.5ml/g，表面积，表面积0.5-5m0.5-5m2 2/g/
20、g给水处理的颗粒活性炭微孔和中孔发达给水处理的颗粒活性炭微孔和中孔发达1 1）应用范围广，对水中绝大多数有机物都有效，包括）应用范围广，对水中绝大多数有机物都有效，包括微生物难降解的有机物，对某些重金属化合物有较微生物难降解的有机物，对某些重金属化合物有较强的吸附能力；强的吸附能力；2 2）处理程度高，城市污水用活性炭处理后，）处理程度高，城市污水用活性炭处理后，BODBOD可降可降低低99%99%，TOCTOC可降到可降到1-3mg/L1-3mg/L；3 3）对水质、水温及水量的变化有较强的适应能力；）对水质、水温及水量的变化有较强的适应能力；4 4）可回收有用物质；）可回收有用物质；5 5
21、）饱和炭可再生后重复利用，不产生二次污染；）饱和炭可再生后重复利用，不产生二次污染；6 6）水处理装置占地面积小，易于自动控制，运转管理）水处理装置占地面积小，易于自动控制，运转管理简单简单。活性炭水处理的特点活性炭水处理的特点活性氧化铝：活性氧化铝：活活性性氧氧化化铝铝是是一一种种极极性性吸吸附附剂剂，无无毒毒，对对水水的的吸吸附附容容量量很很大大，常常用用于于高高湿湿度度气气体体的的吸吸湿湿和和干干燥燥。它它还还用用于于多多种种气气态态污污染染物物，如如SOSO2 2、H H2 2S S、含含氟氟废废气气、NOxNOx以以及及气气态态碳碳氢氢化合物等废气的净化。化合物等废气的净化。活活性性
22、氧氧化化铝铝机机械械强强度度好好，可可在在移移动动床床中中使使用用，并并可可作作催催化化剂剂的的载载体体。而而且且它它对对多多数数气气体体和和蒸蒸气气是是稳稳定定的的，浸浸入入水水或或液液体体中中不不会会溶溶胀胀或或破破碎碎。循循环环使使用用后后其其性性能能变变化化很很小，因此使用寿命长。小，因此使用寿命长。硅胶：硅胶： 硅硅胶胶是是一一种种极极性性吸吸附附剂剂，可可以以用用来来吸吸附附SOSO2 2、NOxNOx等等气气体体，但但难难于于吸吸附附非非极极性性的的有机物。有机物。 同同时时亲亲水水性性好好，从从水水中中吸吸附附水水份份量量可可达达硅硅胶胶自自身身质质量量的的50%50%。常常用
23、用于于处处理理含含湿湿量量较高的气体干燥，烃类物质回收等。较高的气体干燥，烃类物质回收等。 硅胶还可用作催化剂的载体。硅胶还可用作催化剂的载体。 沸石分子筛：沸石分子筛：是是一一种种人人工工合合成成沸沸石石，为为微微孔孔型型、具具有有立立方方晶晶体体的硅酸盐。的硅酸盐。通式为：通式为：Mex/n(AlMex/n(Al2 2O O3 3)x(SiO)x(SiO2 2)y)ymHmH2 2O O特特点点：孔孔径径整整齐齐均均一一，因因而而具具有有筛筛分分性性能能，一一种种离离子子型型吸吸附附剂剂，对对极极性性分分子子，不不饱饱和和有有机机物物具具有选择吸附能力。有选择吸附能力。吸附树脂：吸附树脂：
24、最最初初为为酚酚、醛醛类类缩缩合合高高聚聚物物，以以后后出出现现一一系系列列的的交联共聚物，如聚苯乙烯等。交联共聚物，如聚苯乙烯等。大大孔孔吸吸附附树树脂脂除除了了价价格格较较贵贵外外，比比起起活活性性炭炭，物物理理化化学学性性能能稳稳定定，品品种种较较多多，能能用用于于废废水水处处理理，维生素的分离及维生素的分离及H H2 2O O2 2的精制等。的精制等。 在吸附剂本身结构不发生或极少发生变化的情况在吸附剂本身结构不发生或极少发生变化的情况下，用某些方法将被吸附的物质，从吸附剂的下，用某些方法将被吸附的物质，从吸附剂的细孔中除去，以达到重复使用的目的。细孔中除去，以达到重复使用的目的。一、
25、加热再生法一、加热再生法低温法：低温法：浓度高的简单低分子量的再生，浓度高的简单低分子量的再生，200200高温法：粒状炭的再生。高温法：粒状炭的再生。脱水，固液分离脱水，固液分离干燥，加温至干燥，加温至100-150100-150炭化，加温至炭化，加温至300-700300-700活化，通入水蒸气、活化，通入水蒸气、COCO2 2或或O O2 2，700-1000 700-1000 冷却，水冷却，防止氧化冷却，水冷却，防止氧化吸附剂的再生吸附剂的再生优点：优点：1.1.几乎所有的有机物都可采用此法；几乎所有的有机物都可采用此法；2.2.再生炭质量均匀，再生性能恢复率高；再生炭质量均匀，再生性
26、能恢复率高；3.3.再生时间短；再生时间短；4.4.不产生有机废液。不产生有机废液。缺点：缺点：1.1.再生损失率高，达再生损失率高，达3-10%3-10%；2.2.高温下，再生炉内内衬料的耗量大；高温下，再生炉内内衬料的耗量大；3.3.需严格控制温度和气体条件；需严格控制温度和气体条件；4.4.再生设备造价高。再生设备造价高。二、药剂再生法二、药剂再生法无机药剂再生法：加入碱或酸等无机药剂；无机药剂再生法：加入碱或酸等无机药剂；有机药剂再生法：苯、丙醇及甲醇等药剂；有机药剂再生法：苯、丙醇及甲醇等药剂；再生设备和操作简单，可在吸附塔内进行，但再生设备和操作简单，可在吸附塔内进行，但再生性能随
27、再生次数的增加而降低。再生性能随再生次数的增加而降低。三、氧化再生法三、氧化再生法湿式氧化法：湿式氧化法：电解氧化法：电解氧化法：臭氧氧化法：臭氧氧化法：生物氧化法：生物氧化法：一、吸附操作方式一、吸附操作方式1.1.静态吸附，在水不流动的条件下进行的吸附。静态吸附，在水不流动的条件下进行的吸附。2.2.动态吸附：在水流动条件下进行的吸附操作。动态吸附：在水流动条件下进行的吸附操作。二、吸附设备二、吸附设备1.1.固定床：固定床：吸附剂固定填放在吸附设备中。吸附剂固定填放在吸附设备中。降流式：处理水质好，水头损失大，处理悬浮物降流式：处理水质好，水头损失大，处理悬浮物较高的废水时易堵塞，需定期
28、反冲洗。较高的废水时易堵塞，需定期反冲洗。升流式：可提高水流流速，使填充层适当膨胀，升流式：可提高水流流速，使填充层适当膨胀，达到自清的目的，运行时间长，操作严格。达到自清的目的，运行时间长，操作严格。根据处理水量、水质及处理要求不同分为：单床根据处理水量、水质及处理要求不同分为：单床式、多床串联式和多床并联式。式、多床串联式和多床并联式。吸附操作方式及设计吸附操作方式及设计2.2.移动床：移动床：操作过程中定期将接近饱和的吸操作过程中定期将接近饱和的吸附剂从吸附设备中排出，并同时加入等量附剂从吸附设备中排出，并同时加入等量的吸附剂，炭层高可达的吸附剂，炭层高可达5-10m5-10m。特点：较
29、固定床能更充分利用吸附剂的吸附特点：较固定床能更充分利用吸附剂的吸附容量，水头损失小；污水为升流式，吸附容量，水头损失小；污水为升流式，吸附剂为降流式，再生的吸附剂从塔顶加入，剂为降流式，再生的吸附剂从塔顶加入，被截留的悬浮物随饱和的吸附剂从塔底排被截留的悬浮物随饱和的吸附剂从塔底排出，不需反冲洗设备，操作管理要求高。出，不需反冲洗设备，操作管理要求高。优点：设备简单，出水水质好，占地面积小，优点：设备简单，出水水质好，占地面积小，操作管理方便，适于大型水厂。操作管理方便，适于大型水厂。3.3.流化床：流化床：操作过程中吸附剂悬浮于在水中，处操作过程中吸附剂悬浮于在水中，处于膨胀状态或流化状态
30、。于膨胀状态或流化状态。特点：特点：待处理水与活性炭逆流接触；待处理水与活性炭逆流接触；活性炭处于流化状态，与水的接触面积大，因此活性炭处于流化状态，与水的接触面积大，因此用少量炭，可以处理大量的水，基建费用低；用少量炭，可以处理大量的水，基建费用低；适于处理悬浮物较多的污水，无需进行反冲洗；适于处理悬浮物较多的污水，无需进行反冲洗；连续进出吸附剂，运行操作要求严格；连续进出吸附剂，运行操作要求严格；炭层不能混层，成层向下移动；炭层不能混层，成层向下移动；缺点：缺点：操作管理麻烦操作管理麻烦接触时间：接触时间：活性炭床容积除以流量，或炭床活性炭床容积除以流量，或炭床厚度除以流速所得的时间。厚度
31、除以流速所得的时间。泄漏时间：泄漏时间：从活性炭床进水开始到出水不符从活性炭床进水开始到出水不符合水质要求所经历的时间。合水质要求所经历的时间。穿透曲线：穿透曲线：在降流式固定床连续地通入待处在降流式固定床连续地通入待处理的废水，以通水时间为横坐标，以出水理的废水，以通水时间为横坐标，以出水中吸附质的浓度为纵坐标绘制的曲线，所中吸附质的浓度为纵坐标绘制的曲线，所得的从泄漏到耗竭时的一段得的从泄漏到耗竭时的一段S S形曲线称为穿形曲线称为穿透曲线或泄漏曲线透曲线或泄漏曲线泄漏（穿透）：泄漏（穿透）：出水浓度达到最大允许出水值出水浓度达到最大允许出水值时，或出水浓度为进水浓度的时，或出水浓度为进水
32、浓度的5%-10%5%-10%时，称时，称为泄漏。为泄漏。耗竭（吸附终点）：耗竭（吸附终点）：出水浓度达到出水浓度达到95%95%的进水浓的进水浓度时的点称耗竭。度时的点称耗竭。吸附区：吸附区：原水溶质浓度降低到出水允许浓度时原水溶质浓度降低到出水允许浓度时所需的活性炭层高度，也指正在发生吸附作所需的活性炭层高度，也指正在发生吸附作用的那段填充层。从穿透到耗竭这段时间内，用的那段填充层。从穿透到耗竭这段时间内，吸附带所移动的距离为吸附带的长度。吸附带所移动的距离为吸附带的长度。 吸附容量的利用：吸附容量的利用： 当吸附柱出水浓度达到穿透时，但此时当吸附柱出水浓度达到穿透时，但此时吸附柱内的吸附
33、剂并未完全饱和，仍能吸附柱内的吸附剂并未完全饱和，仍能吸附相当数量的吸附质，直至出水浓度吸附相当数量的吸附质，直至出水浓度等于等于Cb（吸附终点）为止。这部分吸附（吸附终点）为止。这部分吸附容量应该充分利用。也即是充分利用吸容量应该充分利用。也即是充分利用吸附带的吸附容量。附带的吸附容量。 （1）采用多床串联操作）采用多床串联操作 IIIIII串联运行；串联运行； IIIII串联串联运行运行 IIII串联运行。串联运行。 （2）采用升流式移动床操作）采用升流式移动床操作 从底部排出的吸附剂都是接近饱和的，从底部排出的吸附剂都是接近饱和的，从而充分利用了吸附剂的吸附容量。从而充分利用了吸附剂的吸
34、附容量。思考题思考题1、活性炭等温吸附试验的结果可以说明哪、活性炭等温吸附试验的结果可以说明哪些问题？些问题？2、活性炭柱的接触时间和泄漏时间指什么，、活性炭柱的接触时间和泄漏时间指什么，两者有什么关系？两者有什么关系？3、吸附区高度对活性炭柱有何影响？如何、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？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？、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、什么物质易为活性炭吸附？什么物质难于被吸附？于被吸附？习习 题题1、在做静态吸附实验时，当吸附剂与吸附、在做静态吸附实验时，当吸附剂与吸附质达到
35、吸附平衡时（此时吸附剂未饱和）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，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衡是否被打破？吸附剂吸附是否有变化？2、何谓吸附等温线？写出弗罗德利希吸附、何谓吸附等温线？写出弗罗德利希吸附等温式并说明该吸附等温式应用何种场等温式并说明该吸附等温式应用何种场合？合？3、何谓吸附带与穿透曲线？吸附带的吸附、何谓吸附带与穿透曲线？吸附带的吸附容量如何利用？容量如何利用？ 5、活性炭吸附试验结果如下、活性炭吸附试验结果如下：（1）试求平衡浓度为）试求平衡浓度为3mg/L时的吸附容量值时的吸附容量值（2）求弗罗德利希（）求弗罗德利希（Freundlich）吸附公式的）吸附公式的K和和n值。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
