化學工程學-水：第二章 微污染水物理化學處理技術及應用

1、微污染水物理化學處理技術及應用物理化學技術電磁活性炭吸附臭氧氧化電化學光催化氧化消毒臭氧凈水機理臭氧能夠滲入生物細胞壁，影響物質交換，使活性強的硫化物基因轉變?yōu)榛钚匀醯亩蚧锏钠胶獍l(fā)生移動，微生物有機體遭到破壞而致死。臭氧可以進行消毒、除臭、脫色，可降解和去除水中的毒害物質，如酚、砷、氰化物，硫化物、硝基化合物、有機磷等；臭氧凈水機理氧化無機物鐵、錳的氧化 6Fe2+O3+15H2O6Fe(OH)3+12H+ 3Mn2+O3+3H2O3MnO2+6H+ 6Mn2+5O3+9H2O3MnO4-+18H+ 氰化物的氧化 CN-+O3CNO-+O2 2CNO-+H2O+3032HCO3-+N2+3

2、O2氨的氧化 3NH3+4O3+3OH-3NO3-+6H2O 3NO2-+O33NO3-硫化物的氧化 3FeS+4O33FeSO4 H2S+O3H2O+S+O2臭氧能氧化許多有機物和官能團，如C=C、N=N、C=N、-OH、-SH、-NH2、-CHO等。臭氧能在酸性介質中分解產生原子氧和氧氣，直接與污染物發(fā)生反應，同時還可以產生一系列自由基 O3O+O2 O+O32O2 O+H2O2HO 2HO2H2O2 2H2O22H2O+O2 臭氧在堿性分解自由基的速度很快，其反應式如下 O3+OH-HO2+ O2 O3+O2 O3+O2 O3+ HO2HO+2O2 O2+HO O2+OH-氧化有機物給水

3、處理中顏色和嗅味來源？常用消毒劑的效果順序如下：O3ClO2HOClOCl-NHCl2NH2Cl在實際生產中，臭氧用于自來水消毒所需的投加量為1-3mg/L,臭氧作為消毒劑是有選擇性，綠霉菌、青霉菌之類對臭氧具有抗藥性，需要較長的接觸時間才能將其殺死。消毒色嗅味的去除水中致色有機物的特征結構是帶雙鍵和芳香環(huán)，代表是腐植酸和 富里酸，臭氧通過與不飽和官能團反應、破壞C=C而去除真 色（溶解性有機物、懸浮膠體、鐵錳和顆粒物引起）。臭氧的微絮凝效應還有助于有機膠體和顆粒物的混凝，沉淀物過濾去除顏色）水中嗅味？腐殖質等有機物；藻類；放線菌和真菌；過量投加氯引起；（土臭素、2甲基異冰片，2，4，6三氯回

4、香醚等；閾值;0.005-0.01g/L)臭氧的制備與投加紫外線法，只能產生少量的臭氧，主要用于空氣除臭。電解法可以生產高濃度臭氧，但能耗多，生產不常用。等離子射流法是氧氣分子激發(fā)為氧原子，然后用液氧收集而生產臭氧，其臭氧濃度不高，能耗較大。放射法是利用放射線輻射含氧氣流，激發(fā)氧氣生成臭氧，效率高，但設備復雜，投資大。臭氧的制備無聲放電法無聲放電法制備臭氧由高壓極、接地極和介電體組成。介電體與接地電極的間隙一般為1-3mm的臭氧發(fā)生區(qū)。當在兩極加入高電壓后，使通過兩電極間隙的氣體發(fā)生無聲放電，形成氧離子，氧離子濃度隨電流密度增大而增加，這些陽離子不僅同氧分子反應，而且相互之間也反應生成臭 氧。

5、無聲放電法制備臭氧原理空氣冷卻旋風分離硅膠干燥分子篩過濾臭氧發(fā)生器氣源預處理臭氧接觸設備利用文丘里管的真空度吸入臭氧化空氣，使氣、水彼此將對方分割成霧狀小球，從而提高臭氧的利用率。氣液混合器螺旋葉片管道混合器由靜態(tài)混合器演變而得，一般由三節(jié)混合器組成，根據需要可多于或小于三節(jié)，每節(jié)混合器有一組分別左右旋轉180度的固定葉片，相鄰兩葉片的旋轉方向相反并相錯90度。被混合的氣、液體通過混合器彼此分割，徑向和反向旋轉，達到相互擴散的效果。臭氧接觸氧化塔接觸氧化池篩板塔和泡罩塔臭氧凈水的工藝計算臭氧發(fā)生器QO3=1.06QC Q-處理水量，m3/h； C-臭氧投加量，mg/L由于使用空氣作為生產臭氧的

6、氣源，而生產臭氧的經濟濃度為10-14gO3/m3氣，相當標準狀態(tài)后的體積分數為0.47-0.65%，則 V干=QO3/O3 V干-臭氧化干空氣量，m3/h；O3 臭氧化空氣濃度，以空氣為氣源，一般取10-14g/m3.臭氧發(fā)生器的工作壓力可以根據接觸池的深度計算 H9.8h1+h2+h3H-臭氧發(fā)生器的工作壓力，kPa,一般在58.8-88.2kPa;h1-臭氧接觸器的水深，m; h2-臭氧接觸器布氣元件的壓降，kPa,一般在9.8-14.7kPa; h3-輸氣管道損失， kPa。臭氧接觸器處理對象投加量/（mg/L）接觸時間/min殺菌消毒1-35-15除臭脫色1-310-15除CN-、酚

7、5-1010-15處理對象不同時臭氧投加量和接觸時間接觸池容積應滿足V=QT/60V-臭氧接觸池容積，m3；Q-處理水量， m3/h；T-水的停留時間，min；通常接觸池的深度取4-4.5m臭氧化空氣在池中上升速度小于4-5mm/s臭氧化技術用于自來水深度處理流程臭氧去除有機膠體的M-D法M-D（Micellization-Demicellization)法的機理是利用臭氧對水中腐植酸等有機膠體粒子具有強烈的斷開化學鍵和氧化分解作用，使親水性的膠體有機物成為疏水物質。這些物質對凝聚劑敏感，在少量凝聚劑作用下即被吸附，成為微絮體，通過直接過濾即可除去。光催化氧化技術自然界有一部分近紫外光（190

8、-400nm）易被有機物吸收，在活性物質存在時會發(fā)生光化學反應使有機物降解。天然水體中存在大量活性物質，如氧氣、親核劑OH及有機還原物因此，河水、海水會發(fā)生復雜的光化學反應。光化學反應經常有催化劑的參加，這就是光催化氧化。1972年Fujishima首先發(fā)現(xiàn)光電池中受輻射的TiO2可以發(fā)生持續(xù)的氧化還原反應。光催化過程用半導體材料作為光催化劑，在常溫常壓下進行，如果利用太陽能作為光源，則可大大降低污水處理費用。光催化氧化機理光催化氧化可分為有氧化劑直接參與反應的均相催化氧化和有固體催化劑（n型半導體材料）存在的非均相（多相）催化氧化。均相光催化氧化主要指UV/Fenton試劑法。當Fenton

9、試劑輔助以紫外線或可見光的輻射，則極大提高其氧化還原的處理效率，并且減少Fenton試劑的用量，其機理如下H2O2+hv 2OHFe2+在UV光照下，部分轉化為Fe3+， Fe3+水解為Fe（OH)2+，且Fe（OH)2+hv Fe2+2OH 由于上述反應的存在，使得H2O2的分解速率遠遠大于Fe2+ 催化H2O2分解速率。非均相光催化氧化機理當光照在半導體光催化劑時，如果光子的能量高于半導體的禁帶寬度，則半導體介帶電子從介帶躍遷到倒帶，產生光致電子和空穴（TiO2的禁帶寬度是3.2eV).當光子波長小于385nm，就發(fā)生電子躍遷。光致空穴具有很強的氧化性，可奪取半導體表明附著的有機物或溶劑中

10、的電子，使原本不吸收光而無法直接被光子氧化的物質，通過光催化劑被氧化。光致電子具有很強的還原性，使得半導體表明的電子受體被還原，但光致電子和空穴又存在復合的可能，降低光催化氧化的效率。為了提高光催化效率，需要適當地俘獲劑，降低光致電子和空穴復合的可能，這是近年來光催化氧化研究的重點。TiO2+hv TiO2(hvb+)+e-TiO2(hvb+)+H2O TiO2+OH+H+TiO2(hvb+)+OH- TiO2+OHTiO2(hvb+)+RH+OH- TiO2+R+H2O 以TiO2為例這一過程可分為5個階段光催化劑在光照下形成電子空穴對表面羥基或水吸附后形成表面活性中心表面活性中心吸附水中有

11、機物羥基自由基形成，有機物被氧化氧化產物分離光催化氧化的催化劑粒徑 粒徑減小，分立能級增大，其吸收光的波長變短，光生電子比宏觀晶體具有更負的電位，相應地表現(xiàn)出更強的還原性，而光生空穴具有更正的電位，表現(xiàn)出更強的氧化性。此外，粒徑小，比表面積大，有助于氧氣及被降解的有機物在TiO2表面預先吸附，則反應速率快，效率增大。但粒徑減小也有負面作用，隨著粒徑減小，其吸收帶邊將會藍移，對所用光源的光響應范圍將會變窄，從而使單位時間 內吸收的光子數量減少，降低催化效率。TiO2催化性能的決定因素光催化劑表面應有一定的羥基集團，借助羥基基團實現(xiàn)光生空穴的捕獲，抑制空穴-電子對的復合； TiO2表面的適光強度和

12、一定數量的酸堿中心匹配也會促進光催化過程；表面缺陷（尤其是氧空穴位形成的缺陷）的存在對TiO2光催化活性起著重要的作用，但有時缺陷也會成為空血與電子的復合中心；才外，在晶格缺陷等其他因素相同時，催化劑表面積越大，吸附量越大，活性越高，但實際上，由于催化劑的熱處理不充分，具有大表面積的TiO2往往也存在更多復合中心，當復合過程起主要作用時，就會出現(xiàn)活性降低的情況。表面形態(tài)TiO2主要有三種晶型：銳鈦礦型、金紅石型和板鈦礦型。用作光催化劑的主要是銳鈦礦型和金紅石型，其中銳鈦礦型的催化活性最高。 晶型 氧氣它通過光生電子反應生成超氧離子O2-，一方面抑制了光生電子與光生空穴的復合，另一方面O2-在溶

13、液中生成H2O2，H2O2再生成OH。此外，pH對非極性污染物的光催化氧化影響不大，對于極性污染物，則在有利于吸附在TiO2表面的pH值下，效率高。溫度對催化效果影響不大，強氧化劑的加入有利提高效率。貴金屬在TiO2表面的沉積有利于提高光氧化還原反應速率；摻雜特定的金屬離子有可能使催化劑的吸收波長延至可見光范圍；把光活性物質通過化學吸附或物理吸附附著TiO2表面能擴大激發(fā)波長范圍，增加反應效率這一過程就是催化劑的光敏化；此外，把TiO2與其它物質做成復合半導體，復合半導體的光降解效率明顯高于單一的半導體。TiO2的改性研究光催化氧化的反應器光催化反應器分為懸浮型和固定型。早期光催化反應器以懸浮

14、型為主，它的結構簡單，與污染物接觸面積大，能保持催化劑固有的活性，反應效率高。但催化劑回收困難，此外，由于懸浮粒子對光線的吸收阻擋了光輻射的深度，使其很難用于實際水處理中。固定型光催化反應器把TiO2等半導體材料涂在載體上，使水 流經過固定化的催化劑。催化劑不易流失而且減少回收 步驟，但催化劑的接觸面積相對較小，致使效率不高。TiO2的改性研究透光性好機械強度好易于固液分離比表面積大載體的選擇與TiO2較強作用力化學惰性載體的選擇物理法就是把制備好的TiO2納米粉體通過黏結劑加載在載體上?；瘜W法是在納米TiO2粒子生成過程中在載體上直接成膜。目前最常用的方法是溶膠-凝膠法。催化劑的固定化制備溶

15、膠液溶膠附著于基材上形成TiO2膜浸漬涂層、旋轉 涂層或噴涂法熱處理溶膠-凝膠法固定納米TiO2基本步驟人造光源 常用100-300nm波段自然光源 應用較少反應器光源光催化氧化反應器效率的影響因素粒徑、類型用量催化劑性質反應動力學廢水抑制物氧化劑還原劑影響因素pH值光照Cl-、NO2-SO42-、PO43-等光催化氧化工藝的應用與混凝沉降法聯(lián)用與超聲法聯(lián)用與生物法聯(lián)用光催化氧化技術存在的問題光的利用率低催化劑回收困難光催化氧化技術展望光催化氧化技術可將有機物徹底無機化、副產物少（前途好）；提高催化劑的催化活性；提高太陽能的利用效率提高光催化劑的光譜響應范圍；抑制光子和空穴的復合。思考題：光催

16、化氧化技術在水處理領域應用進展及存在問題？（查閱資料）高級氧化技術(Advanced oxidation processes，AOPs)特點能產生大量非?；顫姷牧u基自由基OH，其氧化能力(2.80 V)僅次于氟(2.87 V)，OH作為反應的中間產物，可誘發(fā)后面的鏈反應OH能無選擇地直接與廢水中的污染物反應，將其降解為二氧化碳、水和無害鹽，不會產生二次污染是一種物理一化學處理過程，很容易加以控制既可作為單獨處理，又可與其他處理過程相匹配，如可作為生化處理的頇處理或深度處理，降低處理成本高級氧化技術AOPs分類Fenton及類Fenton氧化法光化學和光催化氧化法臭氧類氧化法超聲氧化法電化學法過

17、硫酸鹽活化法Fenton氧化法反應機理22+Fe2+ Fe3+ +OH- + Fe2+ Fe3+ +OH- Fe3+ +22 Fe2+ +2+H+2+22 2 +2+RH+ 2+RR+ Fe3+ Fe2+ +R+R+2 ROO+ C2 +2Fenton氧化法優(yōu)點反應條件溫和，設備簡單，適用范圍廣既可作為單獨處理技術應用，也可與其它處理過程相結合將其作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法，與其他處理方法(如生物法、混凝法等)聯(lián)用，可以更好地降低廢水處理成本，提高處理效率，拓寬該技術的應用范圍。Fenton氧化法處理對象酚類化合物多氯聯(lián)苯硝基苯二硝基氯化苯印染及垃圾滲濾液Fenton氧化法缺點使

18、用的試劑量多，過量的Fe2+增大處理后廢水中的COD并產生二次污染有機物礦化不充分，形成的中間產物往往毒性更大研究方向鐵離子的固定化，制備含鐵的固體氧化劑，進行異相Fenton反應類Fenton氧化法光/Fenton22+hv 2優(yōu)點降低了Fe2+用量，減少了Fe2+的二次污染，同時也保持了22較高的利用率在pH=3左右，三價鐵主要以Fe(0H)2+粒子形式存在，三價鐵的羥基絡離子可以與紫外光反應生成經基自由基和亞鐵離子，前者可直接氧化有機物，后者又可作為催化劑重新參與反應 Fe(0H)2+ Fe2+ +類Fenton氧化法光/Fenton法優(yōu)點Fe3+可以與羧酸根離子形成絡合物，并在光照下產

19、生Fe2+ ，其反應方程式如下: Fe(ROO)2+ Fe2+ +R +C2 自由 基 R與2進一步反應降解， Fe2+則參加 新一輪的Fenton反應，羧酸根離子是有機物降解過程中主要中間產物，可以認為光羧酸作用在有機物降解過程中起主要作用類Fenton氧化法光/Fenton法缺點hV/Fenton法可提高有機物的礦化程度，但能耗大、成本高有機物濃度高時，三價鐵絡合物和22吸收光量子數降低，需要加入22的量增加，而易被高濃度的22所清除 +22 2+2 紫外光-可見光/22 /草酸鐵Fe3+和C242-可形成三種草酸鐵絡合物，以Fe(C24)33-的光化學活性最強，具有特殊的光譜特性，對高于

20、200nm波長的光具有較高摩爾吸收系數，甚至可以吸收500nm的可見光而產生OHFe(C24)33- Fe2+ + 2C242-+ C24-C24-+ Fe(C24)33- Fe2+ + 3C242-+ 2C2 C24- C2 +C2 C24- / C2- +2 2- + 2C2 /C2 22- +2+ 22 +2 類Fenton氧化法紫外光-可見光/22 /草酸鐵優(yōu)點具有較強的利用紫外光和可見光的能力 OH的產率高，草酸鐵絡合物可在一定程度上循環(huán)利用進一步提高有機物礦化程度，又使廢水處理成本降低類Fenton氧化法微波Fenton法微 波波長在1mm1m之間。微波輻射液體能使其中的極性分子產

21、生高速旋轉而產生熱量，同時改變體系熱力學函數，降低活化能和分子的化學鍵強度改善反應條件，加快反應速度，提高反應產率，促進一些難以進行反應的發(fā)生。對物體內外同時加熱，具有加熱速度快、無溫度梯度、無滯后效應等特點顯著縮短反應時間，提高降解產率，具有較大的工業(yè)應用潛力類Fenton氧化法超聲/Fenton超聲 波 對 有機物的降解源于超聲空化作用即存在于液體中的微小氣泡在超聲場的作用下振蕩、生長、崩潰和閉合的過程。當對液體施加一定頻率和強度的超聲波時，就會產生大量的微小氣泡。空化崩潰時，在極短的時間和空化泡周圍的極小空間內，產生高溫和高壓，對水中污染物直接產生熱解作用，同時產生氧化電位很高的羥基自由

22、基2 + 22 +2將Fe2+引入反應溶液，就會和超聲波產生的22產生OH類Fenton氧化法超聲/Fenton超聲過程中22的生成速度較慢，將超聲波與Fenton試劑氧化法相結合顯著地縮短反應時間，提高了降解率。并且隨著Fe2+和22濃度的增加，降解速率加快活性炭 由煤或木質原料加工得到的產品，通常一切含碳的物料，都可以加工成黑炭，經活化后制成活性炭。 炭化：把原料熱解成碳渣，溫度：200600度 活化：形成發(fā)達的細孔。兩種辦法:氣體法：通入水蒸汽，溫度在8001000度；藥劑法：加入氯化鋅、硫酸、磷酸等比表面積：5001700 m2/g 活性炭吸附技術活性炭細孔分布情況： 微孔：2 nm，

23、占總比表面95：主要支配吸附量 過渡孔：2-100nm，5：起通道和吸附作用 大孔：100-10000 nm，不足1：主要起通道作用活性炭的性質及其吸附作用活性炭中的氫、氧和炭以化學鍵結合，使活性炭表面上有各種有機官能團形式的氧化物和炭氫化物，它們使活性炭與吸附質分子發(fā)生化學作用，顯示出選擇性吸附?；钚蕴康奈叫问椒譃槲锢砦胶突瘜W吸附?；钚蕴康奈竭^程分為三個階段。首先是被吸附物質在活性炭表面形成水膜，稱為膜擴散，然后擴散到炭的內部孔隙，稱為孔擴散，最后吸附在炭的孔隙表面上。活性炭的吸附過程分為三個階段。首先是被吸附物質在活性炭表面形成水膜，稱為膜擴散，然后擴散到炭的內部孔隙，稱為孔擴散，最

24、后吸附在炭的孔隙表面上。吸附等溫線當吸附速度和解吸速度相等時，即單位時間內吸附的數量等于解吸的數量時，則吸附質在溶液中的濃度和吸附劑表面上的濃度都不再改變而達到平衡，此時吸附質在溶液中的濃度稱為平衡濃度。吸附平衡吸附量q-吸附量，（g/g)； C0-吸附物質起始濃度，（g/L)；C-吸附物質反應后濃度，（g/L)； V-溶液體積，L；W-活性炭的用量，g；吸附等溫式表示型吸附等溫式有朗繆爾（Langmuir)公式和費蘭德里希（Freundlich)公式表示型吸附等溫式BET公式方程推導的基本假定：吸附劑表面能均勻分布。吸附劑表面被吸附溶質分子只有一層，單層吸附飽和時，吸附容量最大。被吸附在吸附

25、劑表面上的溶質分子不再遷移。吸附能為常數 。朗繆爾公式q0-吸附飽和時，單分子層飽和吸附容量，g/g或mol/g；b-吸附系數，與1mol溶質的吸附能或凈焓H有關，L/g或L/mol，b與e-H/(RT)成正比；C-吸附平衡時水中溶質的濃度，g/L或mol/L；當吸附量很小時，吸附平衡濃度C很小時，bC1,則q=q0,此時吸附量與b無關。朗繆爾公式1/q01/(q0b)1/C1/q朗繆爾公式可以用倒數方式表示費蘭德里希公式K-與溫度、吸附劑比表面積有關的常數，與RTnbe H/(RT)成正比；n-與溫度有關的常數，n1。費蘭德里希公式可改寫成倒數形式一般認為1/n=0.1-0.5時，容易吸附；

26、1/n2時，則難于吸附。1/n較大時，即吸附平衡濃度越高，則吸附量越大，吸附能力發(fā)揮越充分，這種情況最好采用連續(xù)式吸附操作，當1/n較小時，多采用間歇式吸附操作。lgK 1/nlgClgq方程推導的基本假定：吸附劑表面吸附多層溶質分子層，每一單層吸附規(guī)律符合朗繆爾公式；并不需要里層吸附層完全生成后，再開始形成外層吸附層；吸附平衡條件還涉及表面位置上吸附著不同形式的分子層。BET公式倒數式線性關系活性炭的性質（比表面積、微孔分布、表面化學性質、極性、所帶電荷）吸附質(污染物）的性質（溶解度、分子構造、極性、吸附質的濃度）水的性質（pH、溫度、多組分的吸附質的共存在）活性炭吸附的主要影響因素 固定

27、床吸附塔 吸附劑的操作時固定，稱為固定床。吸附和再生可在同一設備進行?？筛鶕鞣譃樯舷蛄骱拖孪蛄鳌Ｏ孪蛄鞴潭ù驳某鏊|較好，但水流損失較大，而且容易造成堵塞。上流式固定床的運行時間較長，但容易造成吸附劑流失。活性炭的吸附方式下向流固定床吸附塔 移動床吸附塔原水從吸附塔底部流入和吸附劑進行逆流接觸，處理后的水從塔頂流出，再生后的吸附劑從塔頂加入，接近吸附飽和的吸附劑從塔底間歇地排出。移動床一次卸出的活性炭一般為總填充量5%-20%。移動床占地面積小，設備簡單，操作方便，出水水質好。移動床吸附塔以下向流固定床為例，隨著水的不斷流入，當到達時間ta時，出水中吸附的濃度將迅速增加，直到等于原水的濃

28、度C0時為止。以通水時間t（或出水量Q）為橫坐標，以出水中吸附質濃度C為縱坐標所做曲線為穿透曲線。a為穿透點，b為吸附終點，t為穿透飽和的延續(xù)時間，稱為吸附帶的延續(xù)時間。H為吸附帶長度。穿透曲線與吸附容量的利用三柱串聯(lián)操作按柱柱柱的順序通水，當柱出水水質達到穿透濃度時，柱中的填充層已經接近飽和，再生柱，把備用的柱串聯(lián)在柱后面。以后按柱柱 柱的順序通水，這樣的運行方式既能保證出水水質，又能充分利用活性炭的吸附容量?；钚蕴康脑偕椒ɑ钚蕴康脑偕饕屑訜嵩偕?、藥劑再生法、化學氧化法，常用的為加熱再生法，它可分為低溫和高溫2種方法，高溫再生適合水處理粒狀活性炭的再生。優(yōu)點：幾乎所有有機物都可采用；

29、再生炭質量均勻，性能恢復率高；再生時間短，不產生有機再生廢液。缺點：再生損失率高；再生爐內內襯材料耗量大；需要嚴格控制溫度和氣體條件；再生設備造價高。脫水300-700碳化冷卻100-150干燥700-1000活化活性炭再生爐的形式有立式多段爐、轉爐、盤式爐、移動床爐、流化床爐及電加熱爐等。活性炭再生爐的形式立式多段再生爐吸附塔的設計波哈特-亞當斯計算法C0-進水吸附質濃度，kg/m3；Ce-出水吸附質允許濃度，kg/m3；K-速率系數，m3/(kgh)；t-工作時間，h；N0-飽和吸附容量，kg/m3；v-線速度，即空塔速度，m/h；h-炭層高度，m。由于則t=0時，保證出水吸附質濃度不超過

30、允許濃度Ce-的炭層理論高度稱為臨界高度h0.改變v可以求不同的N0、K和h0。運行周期t由線速度查得N0、K和h0,求t活性炭更換次數n（次/年）n=36524/t活性炭年耗量W（m3/年）吸附質年去除量G（kg/年）G=nQt(C0-Ce)/1000根據設計參數，選定空塔線速v，接觸時間t，通水倍數W，并聯(lián)塔數n等參數，則吸附塔的總面積F=Q/v,單塔面積f=F/n,吸附塔直徑 吸附層高度H=vT,每日所需吸附劑量G=24Q/W等。通水倍數法塔徑（D）1-3.5m容積速度(Nv)2m3(m3h)以下（固定床）吸附塔高度（H）3-10m5m3(m3h)以下（移動床）填充層與塔徑比（H/D)1

31、:1-4:1線速度2-10m/h（固定床）吸附劑粒徑（ ）0.5-2mm(活性炭）10-30m/h（移動床）接觸時間（t）10-50min吸附法在水處理中的應用吸附法用于水處理的優(yōu)點優(yōu)點應用范圍廣可重復使用處理程度高回收有用物質活性炭吸附在水處理的應用活性炭吸附在水處理中的應用處理含汞廢水微污染水源凈化城市污水和有機工業(yè)廢水的深度處理吸附法除汞流程電化學處理技術電絮凝原理是：把金屬電極（鋁或鐵）置于被處理水中，然后通以直流電，此時金屬陽極發(fā)生電化學反應，溶出Al3+或Fe3+等離子在水中水解而發(fā)生混凝或絮凝作用。鋁為陽極時，其電絮凝的主要反應如下： Al-3e-Al3+在堿性條件下：Al3+3

32、OH-Al(OH)3在酸性條件下：Al3+H2O（AlOH)2+H+ （AlOH)2+H2OAl(OH)2+H+ 鐵為陽極時，陽極發(fā)生與鋁相試的金屬溶解的電化學反應。電絮凝的原理與方法電絮凝過程的溶液物理化學要素pH的影響，pH9時，鋁鹽的絮凝效果急劇下降。溶液電導率的影響，碳酸根和硫酸根導致鈣鎂離子在陰極表面沉積，形成一層不導電的化合物，使得電流效率下降。水中離子對電絮凝過程的影響水溫的影響水的流動狀態(tài)的影響電絮凝工藝設計常用電極為鐵和鋁對于飲用水處理，通常采用鋁作為陽極對于廢水處理，通常采用鐵電極當水中鈣鎂離子含量較高時，宜采用不銹鋼作為陰極電極材料按反應器內電極連接方式，電絮凝反應器可分

33、為單極式和復極式.電極連接方式特點單極式復極式電極兩面的極性相同不同槽內電極并聯(lián)串聯(lián)電流大小槽壓低高對直流電源的要求低壓，大電流，費用高高壓，小電流，較經濟單元反應器電壓降較大極小占地大小，設備緊湊電流分布不均勻較均勻構造簡單較復雜根據原水通過電絮凝反應器的方式，可分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種液路連接方式。液路連接方式國內大部分電絮凝采用并聯(lián)液路方式外加電壓盡量降低電壓降，降低傳質阻力。電絮凝與化學絮凝的比較電絮凝化學絮凝電絮凝對水的pH起中和作用不出現(xiàn)再穩(wěn)定現(xiàn)象，金屬離子用量為化學絮凝的1/3出水陰離子不會增加金屬離子水解導致溶液pH降低存在再穩(wěn)定現(xiàn)象藥劑用量大（低溫、低濁度）出水陰離子增加電絮凝在水

34、處理中的應用飲用水處理中的應用水的澄清和脫色除去水中的藻和細菌除氟除砷除鐵除硝酸鹽廢水處理中的應用處理染料廢水處理重金屬廢水除磷餐飲廢水及除油電磁處理技術電磁變頻反應器原理的基本原理是制造一個脈沖變頻電磁場，脈沖電流在高電平轉入低電平的瞬間，積聚在感應線圈的能量，由于電路的突然啟閉，在線圈兩端產生反沖電壓，使管道中感應的電壓瞬間猛增猛降，產生一個很大的瞬間電流，加速了電磁場能量的傳遞，進行物理化學和生物反應，提高水處理效果。在電磁變頻水處理器內，金屬管接陰極，管內水為陽極。水中的各個質點與管壁形成一個脈沖電場，在其作用下，各離子組成正負離子基團，形成易排除的松散水垢；此外，陽極區(qū)產生的氧化性物

35、質與細菌和藻類作用，使細胞過氧化而死亡。電磁變頻反應器原理Ca2+、Mg2+總濃度的影響Ca2+、Mg2+濃度比值的影響堿度和pH對抑垢除垢效果的影響管材對抑垢效果的影響電磁變頻除垢的影響因素變頻方式對殺菌除藻效果的影響管材對殺菌除藻效果的影響繞線圈數、粗細、組數對殺菌除藻效果的影響作用時間對殺菌除藻效果的影響pH值及水溫對殺菌除藻效果的影響電磁變頻殺菌除藻的影響因素高梯度磁分離技術含有鐵磁性微粒的工業(yè)廢水通過高梯度磁分離器，磁性顆粒便截留下來，從而被凈化。工業(yè)上常采用不銹鋼導磁鋼毛生產高梯度磁場。鋼毛填充率采用5%為宜，填充厚度15-25cm.由于多數污染物沒有磁性，必須用磁種吸附它們，常用

36、磁種有鐵粉、磁鐵礦、磁-赤鐵礦、赤鐵礦微粒等。高梯度磁分離技術的原理磁場梯度圖示高梯度磁分離處理設備自動化、處理水量大、不受溫度影響、工作可靠、維修簡單、占地少?？扇コ退幮院投拘院軓姷牟≡⑸铩⒓毦约耙恍╇y降解的有機物實現(xiàn)多種污染的一次凈化、具有多功能性和通用性能處理礦化度較高的水源，不需要加入化學藥劑來阻垢、防垢聚磁介質的選擇具有技術困難。高梯度磁分離技術的特點磁過濾法磁氧體法磁種混凝法污水磁化處理 對于沒有磁性微粒的城市污水，不投加磁種，僅進行磁化處理，BOD、COD有所降低。磁分離處理方法用于鋼鐵工業(yè)廢水處理用于含油廢水處理用于城市污水和飲用水處理高梯度磁分離技術在水處理中的主要應用光電組合處理技術外加電場在光電極內部產生一個電位梯度