環(huán)境工程 課件

1、1陳英文陳英文 副教授副教授南京工業(yè)大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院南京工業(yè)大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院環(huán)境工程概論環(huán)境工程概論本科教學(xué)課程本科教學(xué)課程氣氣?。ǜ。‵loatationFloatation） 氣浮就是在水中通入空氣，產(chǎn)生氣浮就是在水中通入空氣，產(chǎn)生微細(xì)的氣泡（微細(xì)的氣泡（1530m1530m），有時還有時還需需同時同時加入混凝劑或浮選劑，使水中細(xì)小的加入混凝劑或浮選劑，使水中細(xì)小的懸浮物懸浮物粘附粘附在空氣泡上，隨在空氣泡上，隨氣氣泡泡一起上浮到水面，形成浮渣，從而一起上浮到水面，形成浮渣，從而回收了回收了水中的懸浮物質(zhì)，同時水中的懸浮物質(zhì)，同時改善改善了了水質(zhì)。水質(zhì)。沉淀沉淀氣浮氣浮第二章第

2、二章 水污染控制工程水污染控制工程2“輕者浮，重者沉輕者浮，重者沉”水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除接觸角接觸角90900 0者稱為疏水性物質(zhì)者稱為疏水性物質(zhì)90900 0者稱為親水性物質(zhì)。者稱為親水性物質(zhì)。不同懸浮顆粒與水的潤濕情況不同懸浮顆粒與水的潤濕情況第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程3水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除W = W1 W2 = L.G + L.S G.S 界面能的變化值界面能的變化值又，又， L.S = L.G cos (1800 - ) + G.S W = L.G (1 - cos )W 0當(dāng)當(dāng)趨于趨于0， （1 - co

3、s ）趨于）趨于0，這種物質(zhì)不能氣浮。，這種物質(zhì)不能氣浮。當(dāng)當(dāng)900，這種物質(zhì)附著不牢，易于分離。，這種物質(zhì)附著不牢，易于分離。當(dāng)當(dāng)趨于趨于1800， （1 - cos ）趨于）趨于2，這種物質(zhì)最易被氣浮，這種物質(zhì)最易被氣浮d = 1.5微米的油粒單獨上浮時，浮速微米的油粒單獨上浮時，浮速0.001mm/s，粘附，粘附到氣泡到氣泡上后，浮上后，浮速速可可達(dá)達(dá)0.9mm/s，增加了，增加了900倍。倍。第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程4水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程5水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除o全

4、流程溶氣氣浮法是將全部廢水用水泵加壓，在泵前或泵后注入空氣。在溶氣罐內(nèi)，空氣溶解于廢水中，然后通過減壓閥將廢水送人氣浮池。廢水中形成許多小氣泡粘附廢水中的乳化油或懸浮物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板將浮渣連排入浮渣槽,經(jīng)浮渣管排出池外,處理后的廢水通過溢流堰和出水管排出。 o部分溶氣氣浮法是取部分廢水加壓和溶氣，其余廢水直接進(jìn)入氣浮池并在氣浮池中與溶氣廢水混合。 o部分回流溶氣氣浮法是取一部分除油后出水回流進(jìn)行加壓和溶氣，減壓后直接進(jìn)入氣浮池，與來自絮凝池的含油廢水混合和氣浮?；亓髁恳话銥楹蛷U水的25100。 第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程6水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸

5、浮物與膠體物質(zhì)的脫除7第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程過濾（過濾（FiltrationFiltration）對象對象: :動態(tài)沉淀和氣浮過程中流失的懸浮物質(zhì)動態(tài)沉淀和氣浮過程中流失的懸浮物質(zhì)當(dāng)水通過粒狀濾料床層時，其中的懸浮物和膠體污染物被濾料截留在濾料表面和內(nèi)部空隙中，使得出水得以澄清。水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除SandAnthracite coalGarnet濾濾料料 第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程8水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除濾料的粒徑一般在0.52毫米范圍內(nèi)。濾料的比表面積就較大，有利于過濾過程中吸附礬花。濾料層的

6、厚度可以理解為礬花穿透的深度和一個保護(hù)厚度的和。穿透深度與濾料的粒徑、濾速及水的混凝效果有關(guān)。粒徑大、濾速高、混凝效果差的其穿透深度都較大。一般情況下穿透深度約為40厘米，相應(yīng)的保護(hù)厚度約2030厘米，濾料層總厚度應(yīng)為6070厘米。 9濾料層濾料層第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除d d1010：有效粒徑，指小于它的粒徑是產(chǎn)生水頭損失的主要部分：有效粒徑，指小于它的粒徑是產(chǎn)生水頭損失的主要部分. .K K8080=d=d8080/d/d1010：不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)d d1010 = 0.53mm, = 0.53mm, d d8080

7、=1.05mm, =1.05mm, K K8080=2=2不均勻系數(shù)越大，則大小顆粒間的差別越大。不均勻系數(shù)越大，則大小顆粒間的差別越大。濾料級配濾料級配：濾料中各種粒徑顆粒所占的重量比例：濾料中各種粒徑顆粒所占的重量比例第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程10水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除濾料篩分級配曲線濾料篩分級配曲線11第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除Dual-mediaSingle-mediasandsandanthracite gravel 0.51.2mm 0.81.8mmsandanthra

8、citegarnetThree-media 0.250.5mm12濾床濾床比重大置下，尺寸大置上比重大置下，尺寸大置上第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除雙層濾料會產(chǎn)生混層問題，即在反沖洗時引起煤粒與砂粒之間的混雜現(xiàn)象，小顆粒砂摻雜到大顆粒煤?？紫堕g，完全達(dá)不到雙層濾料所應(yīng)起的作用。如果混層在10厘米之內(nèi)，也就認(rèn)為可以了.13第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除粒徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，被截留顆粒隨著過濾時間的延長逐漸形成表層濾膜，該層濾膜起著重要的過濾作用

9、。過濾機(jī)理過濾機(jī)理: :n阻力截留阻力截留n重力沉降重力沉降與濾料直徑及過濾速度有關(guān)，濾料顆粒越小，則沉降面積越大，濾速越小，則水流越平穩(wěn)。14帶有表面負(fù)電荷的砂粒能吸附帶電膠體，在濾料表面形成帶正電荷的薄膜，進(jìn)而吸附帶負(fù)電荷的黏土和多種有機(jī)物膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。n接觸絮凝接觸絮凝第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除d1:d2 = 6.5, d1 = 0.3mm, d2 = 45m混凝顆粒大小混凝顆粒大小210m, 但通過濾池可以大部分去除，說明不是篩除但通過濾池可以大部分去除，說明不是篩除起主要作用起主要作用.層流第二章第二章

10、 水污染控制工程水污染控制工程水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除15FilterSlow sand filterRapid sand filter1.21.5m0.81.0m0.5m 0.31mm 132mm 配水孔配水孔 出水出水 濾膜濾膜Slow sand filter Sand GravelSchmutzdecke原水未經(jīng)混凝處理原水未經(jīng)混凝處理重力式重力式壓力式壓力式D型濾池型濾池V型濾池型濾池第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除166 The first slow sand filter was instal

11、led in London, in 1829.6 Only use sand, with a gravel support layer.6 Schmutzdecke layer.6 Slow loading rate of 2.97.6m3.day-1.m-2.6 Cleaning cycles may be from one to several months.6 Well-suited for small communities.6 Good microorganism removal.第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除17慢慢濾

12、池生產(chǎn)率太低，不能滿足生廣發(fā)展的需要，快濾池的濾濾池生產(chǎn)率太低，不能滿足生廣發(fā)展的需要，快濾池的濾速達(dá)到速達(dá)到10mh以上?？鞛V池工作的先決條件是必須先投加以上?？鞛V池工作的先決條件是必須先投加混凝劑混凝劑。當(dāng)投加混凝劑后，水中膠體的雙電層得到壓縮，就容易被吸附當(dāng)投加混凝劑后，水中膠體的雙電層得到壓縮，就容易被吸附在砂粒在砂粒表面表面，或已被吸附的顆粒上，這就是，或已被吸附的顆粒上，這就是接觸凝聚接觸凝聚的作用。的作用。Rapid sand filter反沖洗反沖洗約占濾池產(chǎn)水量約占濾池產(chǎn)水量1313第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程沙土沙土, ,快快粘土粘土, ,慢慢水中懸浮物與膠體

13、物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除18p它具有出水水質(zhì)好、濾速高、運行周期長、反沖洗效果好、節(jié)能和便于自動化管理等特點。 V型濾池：法國德利滿公司在70年代發(fā)展起來的。pV型濾池采用了較粗、較厚的均勻顆粒的石英砂濾層；p采用了不使濾層膨脹的氣、水同時反沖洗兼有待濾水的表面掃洗；p采用了氣墊分布空氣和專用的長柄濾頭進(jìn)行氣、水分配等工藝。p因此70年代已在歐洲大陸廣泛使用。我國新建的大、中型凈水廠差不多都采用了V型濾池這種濾水工藝。第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除19長柄濾頭長柄濾頭濾板安裝濾板安裝濾板濾板第二章第二章 水污染控制工程

14、水污染控制工程水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除20p濾速可達(dá)720m/h，一般為12.515.0m/h。p采用單層加厚均粒濾料，粒徑一般為0.951.35mm，允許擴(kuò)大到0.72.0mm，不均勻系數(shù)1.21.6或1.8之間。V型濾池設(shè)計參數(shù)：型濾池設(shè)計參數(shù)：第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程正常運行正常運行水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除21第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程反沖洗反沖洗反沖洗結(jié)束反沖洗結(jié)束3-MVI_03513-MVI_0352水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除水中懸浮物與膠體物質(zhì)的脫除222.3 2.3 水中溶解物質(zhì)的脫除水中

15、溶解物質(zhì)的脫除 化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法 吸附法吸附法 離子交換法離子交換法 膜分離膜分離 氧化還原法氧化還原法 其他其他第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除23化學(xué)化學(xué)沉淀法沉淀法硬度硬度Hardness is defined as the sum of all polyvalent cations. The common units of expression are milligrams per liter as CaCO3 or milliequivalents per liter.Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 CaSO4 MgSO4第二

16、章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除24A common water treatment goal is to provide water with a hardness inthe range of 60 to 120 mg.L-1 as CaCO3. TH = Ca2+ + Mg2+or TH = CH + NCH Precipitation Topsoil SubsoilCO2+H2O H2CO3LimestoneCaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2MgCO3 + H2CO3 Mg(HCO3)2第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中

17、溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除25l Carbonate hardness can be removed by heating the water. As such, carbonate hardness is often called temporary hardness because heating the water removes it. Ca(HCO3)2 , Mg(HCO3)2 ,CaCO3 MgCO3l Noncarbonate hardness is defined as the total hardness in excess of the alkalinity. Non

18、carbonate hardness is called permanent hardness because it is not removed when water is heated. CaSO4 MgSO4 Ca(NO3)2 Mg(NO3)2 CaCl2 MgCl2第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除26Ca2+Mg2+2002500HCO3-Cl-THCHNCHCa2+Mg2+2500HCO3-THCHNa+275Relationships between total hardness, carbonate hardness,and nonc

19、arbonate hardness第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除27pLime-soda softeningpIon-Exchange SofteningSoftening reactionsThe methods for softening:1)Neutralization of carbonic acid. H2CO3 +Ca(OH)2 CaCO3 (s) +2H2O2)Precipitation of carbonate hardness due to calcium. Ca2+2HCO3-+Ca(OH)2 2CaCO3(s) +2H2O3

20、)Precipitation of carbonate hardness due to magnesium. Mg2+ +2HCO3-+Ca(OH)2 MgCO3 +CaCO3(s) +2H2O Mg2+ +CO32- +Ca(OH)2 Mg(OH)2(s) +CaCO3(s)第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除285)Removal of noncarbonated hardness due to nagnesium. Mg2+Ca(OH)2 Mg(OH)2(s) +Ca2+ Ca2+ +Na2CO3 CaCO3(s) +2Na+4)Removal

21、of noncarbonated hardness due to calcium. Ca2+ + Na2CO3 CaCO3(s) +2Na+第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除2930有色金屬廢水有色金屬廢水汞、鉻、鎘、鉛和類金屬砷汞、鉻、鎘、鉛和類金屬砷20092009年，陜西鳳翔縣爆出近千名兒童血鉛超標(biāo)事件；湖南武岡年，陜西鳳翔縣爆出近千名兒童血鉛超標(biāo)事件；湖南武岡 1300 1300余名兒童血鉛意思超標(biāo)；廣東清遠(yuǎn)隨后也查出多名余名兒童血鉛意思超標(biāo)；廣東清遠(yuǎn)隨后也查出多名 兒童中毒鉛中毒，兒童中毒鉛中毒，20102010年，福建紫金礦業(yè)銅酸水滲漏，

22、汀江部分水域受到嚴(yán)重污染。年，福建紫金礦業(yè)銅酸水滲漏，汀江部分水域受到嚴(yán)重污染。20112011年，浙江德清再爆血鉛事件。年，浙江德清再爆血鉛事件。20122012年，廣西龍江河鎘污染，濃度超標(biāo)最高達(dá)年，廣西龍江河鎘污染，濃度超標(biāo)最高達(dá)8 8倍；倍；20132013年，麗江電解鋁項目引爭議年，麗江電解鋁項目引爭議?！爸虚g大、兩頭小中間大、兩頭小”，冶煉產(chǎn)能過剩，資源保障能力不足，高附，冶煉產(chǎn)能過剩，資源保障能力不足，高附加值的加工產(chǎn)品短缺加值的加工產(chǎn)品短缺第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除31中國稀土儲量僅占世界總儲量中國稀土儲量僅占世界總儲量1/3

23、1/3，卻供應(yīng)著全球稀土使用量的，卻供應(yīng)著全球稀土使用量的97%97%；“開采開采1 1噸的稀土氧化物需要注入噸的稀土氧化物需要注入7878噸的硫酸銨。硫酸銨長期留在噸的硫酸銨。硫酸銨長期留在地下，這不是定時炸彈嗎？如果流地下，這不是定時炸彈嗎？如果流入地下水怎么辦？入地下水怎么辦？”有色金屬有色金屬稀土稀土目前國營稀土開采回收率為目前國營稀土開采回收率為60%60%，一些民營企業(yè)回收率僅一些民營企業(yè)回收率僅40%40%，濫，濫采濫挖的更是低至采濫挖的更是低至5%5%。第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除32有色金屬有色金屬錳錳20102010年，我國

24、電解錳產(chǎn)量年，我國電解錳產(chǎn)量132132萬噸，產(chǎn)能萬噸，產(chǎn)能210210萬噸，占世界的比例萬噸，占世界的比例達(dá)到達(dá)到98%98%以上，但是我國錳礦石基礎(chǔ)儲量（金屬量）僅占世界的以上，但是我國錳礦石基礎(chǔ)儲量（金屬量）僅占世界的8%8%，有色金屬有色金屬鋅鋅我國是一個鋅的凈進(jìn)口國家，出口很少。我國是一個鋅的凈進(jìn)口國家，出口很少。20112011年，我國鋅的消費年，我國鋅的消費量為量為547547萬噸，并長期大量進(jìn)口鋅和鋅精礦。萬噸，并長期大量進(jìn)口鋅和鋅精礦。有色金屬有色金屬鐵鐵我國鐵礦石進(jìn)口依存度近年來一直處于超過我國鐵礦石進(jìn)口依存度近年來一直處于超過50%50%的狀態(tài)的狀態(tài)“一斤鋼材不敵一棵白菜

25、一斤鋼材不敵一棵白菜” “” “噸鋼利潤不夠買噸鋼利潤不夠買半個冰棍半個冰棍”。我國粗鋼產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的比例達(dá)到我國粗鋼產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的比例達(dá)到46.6%46.6%第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除原理：吸附劑表面吸附那些能降低其表面張力的物質(zhì)。吸附吸附法法吸附形式：物理吸附，化學(xué)吸附和交換吸附作用。吸附作用：分子力、化學(xué)鍵力，靜電引力。第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程應(yīng)急處理深度處理水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除33吸附吸附工藝及設(shè)備：間歇處理、連續(xù)處理工藝及設(shè)備：間歇處理、連續(xù)處理填充填充方式：固定床，移動床，流化床。方式：固定床

26、，移動床，流化床。常見常見吸附劑：吸附劑：活性炭活性炭、硅膠、白土、硅藻土、硅膠、白土、硅藻土、活化、活化氧化鋁、炭氧化鋁、炭、 爐渣爐渣、木屑、煤灰等。、木屑、煤灰等。再生再生方法：加熱再生、藥劑再生、化學(xué)氧化再生、生物再生等。方法：加熱再生、藥劑再生、化學(xué)氧化再生、生物再生等。第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除34Activated carbon is most commonly used for the removal of taste- and odor-causing compounds, as well some synthetic or

27、ganic compounds. The major disadvantage of activated carbon is that the problematic Compounds are not destroyed but simply transferred from one matrix, water, to another, carbon surfaces.竹炭竹炭汽車、家庭裝修、冰箱、鞋子汽車、家庭裝修、冰箱、鞋子普通炭普通炭供水微量有機(jī)物供水微量有機(jī)物廢水處理中廢水處理中吸附劑吸附劑Carbon adsorption松花江松花江雙苯污染雙苯污染第二章第二章 水污染控制工程水污

28、染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除35活性炭是一種非常優(yōu)良的吸附劑，它是利用木炭、竹炭、各種果殼和優(yōu)質(zhì)煤等作為原料，通過物理和化學(xué)方法對原料進(jìn)行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成。它具有物理吸附和化學(xué)吸附的雙重特性，可以有選擇的吸附氣相、液它具有物理吸附和化學(xué)吸附的雙重特性，可以有選擇的吸附氣相、液相中的各種物質(zhì)，以達(dá)到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的。相中的各種物質(zhì)，以達(dá)到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的。 第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除36活性炭微孔的孔隙容積一般只有0.25-0.9mL/g，孔隙

29、數(shù)量約為1020個/g,全部微孔表面積約為500-1500m2/g。第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除37利用離子交換劑上的離子與水中其他同性離子進(jìn)行交換反應(yīng)而除去水中有害離子的方法。離子交換樹脂是人工合成高分子聚合物，由樹脂母體和活性基團(tuán)兩部分組成。固定離子和交換離子，0.31.2mm。離子交換離子交換第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除38Where R represents the solid ion-exchange material. nRX+Yn+RnYn+nX+Ca2+2NaRR2Ca+2Na+

30、Example:第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除39吸附穿透曲線吸附穿透曲線第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除40Zeolite 沸石沸石Ion-exchange material regenerated:R2Ca+2Na+ +2Cl-1 2NaR + Ca2+ + 2Cl-1synthetically made resins第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除41氨氮氨氮直流電場作用下，利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性，而使溶液中溶質(zhì)與水分離的

31、物理化學(xué)過程。膜膜分離分離電滲析法電滲析法第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除42三個步驟：三個步驟：（1 1）離解）離解（2 2）離子遷移）離子遷移（3 3）電極反應(yīng)）電極反應(yīng)第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除43反滲透法反滲透法反滲透反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的的膜膜分離操作。分離操作。 淡水的化學(xué)位高于鹽水化學(xué)位淡水的化學(xué)位高于鹽水化學(xué)位海水淡化海水淡化軟水制備軟水制備第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物

32、質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除44超濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動力的膜分離過程，過濾精度在0.005-0.01m范圍內(nèi)， 可有效去除水中的微粒、膠體、細(xì)菌、熱源及高分子有機(jī)物質(zhì)。超濾法超濾法“UF/RO“UF/RO組合凈水技術(shù)組合凈水技術(shù)”第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除45濕式氧化去除有機(jī)物所發(fā)生的氧化反應(yīng)主要屬于自由基反應(yīng)，共經(jīng)歷誘導(dǎo)期、增殖期、退化期以及結(jié)束期四個階段。在誘導(dǎo)期和增殖期，分子態(tài)氧參與了各種自由基的形成。 氧化還原氧化還原法法高濃度難降解有機(jī)廢水生化處理的預(yù)處理高濃度難降解有機(jī)廢水生化處理的預(yù)處理 空氣氧化空氣氧化法法:

33、:濕式氧化法（濕式氧化法（wet air oxidation wet air oxidation 簡稱簡稱WAOWAO）l高溫下（臨界溫度為高溫下（臨界溫度為150150370370）) ) l高壓高壓(0.5(0.520MPa20MPa第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除46水溶液中能釋放出HClO、ClO-、Cl2的藥劑均屬于氯系氧化劑。其中HClO、ClO-、Cl2稱為有效氯，也稱活性氯。氯系氧化劑的純度均以含有的有效氯。氯化氧氯化氧化法化法常見常見的氯系氧化劑有液氯、漂白粉、漂粉精、次氯酸鈉的氯系氧化劑有液氯、漂白粉、漂粉精、次氯酸鈉溶液溶液和

34、二氧化和二氧化氯。氯。 第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除47l折點氯化法去除氨氮折點氯化法去除氨氮l消毒消毒l脫色脫色第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除48臭氧臭氧氧化法氧化法臭氧是一種強(qiáng)氧化劑（氧化電位2.07V），其氧化能力僅次于氟，比氧、氯及高錳酸鹽等常用的氧化劑都高。 氧化多種有機(jī)物，如酚、氰化物氰化物、有機(jī)硫化物，不飽和脂肪族及芳香族化合物等。第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除49a奪取氫原子，并使鏈烴羰基化，生成醛、酮、醇或酸； 芳香化合物先被氧化為

35、酚，再氧化為酸。b打開雙鍵，發(fā)生加成反應(yīng)：c氧原子進(jìn)入芳香環(huán)發(fā)生取代反應(yīng)。臭氧氧化有機(jī)物的機(jī)理：關(guān)鍵pH控制pH6，直接氧化pH8，間接氧化第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除50過氧化氫與二價鐵離子作用，能產(chǎn)生羥基自由基，其氧化能力僅次于氟，能使許多難于生物降解及一般化學(xué)氧化法難于氧化的有機(jī)物氧化分解。過氧化氫過氧化氫法法“Fenton“Fenton試劑試劑”第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除51過氧化氫價格較高，單獨使用時氧化反應(yīng)過程過于緩慢過氧化氫價格較高，單獨使用時氧化反應(yīng)過程過于緩慢。運輸、儲存安全

36、問題運輸、儲存安全問題過氧化氫在線制備過氧化氫在線制備燃料電池產(chǎn)過氧化氫燃料電池產(chǎn)過氧化氫第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除52O2+H2O+2e HO2- + OH-H2+ O2 + OH- H2O+ HO2-在陰極上，氧分子得到在陰極上，氧分子得到2個電子被還原成過氧化氫個電子被還原成過氧化氫總反應(yīng)方程式為：總反應(yīng)方程式為：H2+2OH- 2H2O +2e在陽極上氫分子失去在陽極上氫分子失去2個電子被氧化成水，個電子被氧化成水，第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除53產(chǎn)過氧化氫的燃料電池產(chǎn)電的燃料電池l陰極發(fā)生兩電子還原反應(yīng)l最大的電流密度l有用化學(xué)品l陰極發(fā)生四電子還原反應(yīng)國內(nèi)外燃料電池產(chǎn)過氧化氫研究現(xiàn)狀的比較最大電流密度 (mA/cm2)電流效率 (%)過氧化氫產(chǎn)率mmol/(cm2h)李俊5300.02Yamanaka et al 1001002.0Alcaide et al1301002.5本課題組50990.6第二章第二章 水污染控制工程水污染控制工程水中溶解物質(zhì)的脫除水中溶解物質(zhì)的脫除54零價鐵法還原去除Cr()。 常用的還原劑是金屬（如鐵屑