第16章污水的化學與物理化學處理

六章污水的化學與物理化學處理

2021/6/2711.概念利用化學反應作用來去除水中雜質。

利用物理化學原理和化工單元操作去除水中雜質。針對無機物或者難以生物降解的有機物、高濃度雜質的回收利用、污水的深度處理2.化學處理方法混凝法、中和法、化學沉淀法、氧化還原法3.物理化學處理方法吸附法、離子交換法、萃取法、膜析法蒸發(fā)、蒸餾、結晶2021/6/272混凝沉淀池2021/6/273一.概述

1.混凝

向污水中預先投加化學藥劑來破壞膠體的穩(wěn)定性，使污水中的膠體和細小的懸浮物聚集成具有可分離性的絮凝體，再加以分離除去的過程。

2.處理對象

粒度在1nm~100μm部分懸浮液和膠體溶液

第一節(jié)化學混凝法2021/6/274圖3.1膠體結構及電位示意圖3.膠體穩(wěn)定性的原因

（1）膠體顆粒間的靜電斥力；（2）微顆粒的布朗運動（不足以將兩個膠粒推近到使范德華引力發(fā)生作用）；（3）顆粒表面的水化作用（帶電的膠粒將極性水分子吸引到周圍形成水化膜，阻止膠粒之間的接觸）。

2021/6/275Al(OH)3溶膠2021/6/2764．混凝原理

1)壓縮雙電層作用（降低或消除ζ電位，膠粒布朗運動的動能足以克服斥力）

2)吸附架橋作用（高分子物質吸附多個膠粒，并相互粘結）

3)網捕作用（沉淀物自身沉淀過程中，卷集、網捕水中的膠粒等并使之粘結）

不同情況下高聚物對膠體的吸附架橋作用

2021/6/2775.凝聚和絮凝

1)凝聚向水中加入混凝劑攪拌混合，使膠體顆粒的脫穩(wěn)，通過互相接觸、吸附、卷帶和橋連等機理凝聚在一起，形成小凝粒的過程。

2)絮凝小凝粒互相接觸，聚合形成大的凝絮體的過程。2021/6/278混凝過程2021/6/2791.混凝劑概念

混凝過程中，為使懸浮粒子或膠體變成易于去除的大絮凝體而投加的主要化學藥劑。種類

1）無機鹽類混凝劑及混凝特性

2）有機合成高分子混凝劑

二.混凝劑、助凝劑2021/6/2710

常用無機鹽混凝劑及其主要性能2021/6/2711混凝劑分類聚合硫酸鐵（PFS）[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m天然高分子物質：淀粉、樹膠、動物膠等鋁鹽鐵鹽無機類有機類硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O明礬Al2(SO4)3K2SO4·24H2O聚合氯化鋁（PAC）[Al2(OH)nCl6-n]m硫酸亞鐵FeSO4·7H2O三氯化鐵FeCl3·6H2O陰離子型聚丙烯酸鈉陽離子型乙烯吡啶共聚物非離子型聚丙烯酰胺（PAM）人工合成polyacrylamidePolymericferricsulfatePolyaluminiumChloride2021/6/2712明礬聚合硫酸鐵聚丙烯酰胺淀粉2021/6/27132.助凝劑

常用的助凝劑作用：投加酸或堿類以調整pH值；投加活化硅酸、骨膠、海藻酸鈉、PAM等，以增強絮凝體的密實性和沉降性能；投加氯、臭氧等氧化劑，以提高混凝效果。海藻酸鈉骨膠2021/6/2714三、影響混凝效果的主要因素

水溫

無機鹽混凝劑的水解是吸熱反應

溫度低，粘度大，不利于膠粒的絮凝長大

水的pH值（堿度）不同混凝劑適合的pH范圍不同水中雜質的成分、性質和濃度

需通過試驗來確定合適的混凝劑和投加量水力條件（混合和反應）混合要求快速和劇烈攪拌反應階段的攪拌強度和水流速度要隨絮凝體的結大而降低

P295-2962021/6/2715四．水與混凝劑的混合與絮凝反應（一）混凝劑溶液的配制（濕投法）

1.溶液池容積W12.溶解池容積W2（二）混凝劑溶液的投加

1．計量設備（流量計）2．投加方式及設備

1)泵前投加2)高位溶液池重力投加

3)水射器投加4)采用計量泵投加P2972021/6/27162021/6/2717高位溶液池重力投加2021/6/2718圖3－11水射器壓力投加2021/6/2719計量泵壓力投加2021/6/2720

(三)混合設備

1.混合設備的作用混合設備應滿足下列要求：①保證藥劑迅速均勻擴散到整個水中；②混合時間不宜過長；③能使水體產生強烈紊動。

2.混合設備

1）水泵混合（快速劇烈，不需另建設備，但要注意腐蝕和管線長度）

2）隔板混合3）機械混合P2992021/6/2721（四）反應設備(1)隔板反應池(2)機械攪拌反應池(3)折板絮凝池(4)柵條(網格)絮凝池(5)穿孔旋流絮凝池(6)其他形式的絮凝池

P3002021/6/2722

主要設計參數

(1)廊道中的流速起端取0.5-0.6m/s,末端取0.15-0.2m/s。隔板間距從進口到出口逐漸放寬；

(2)池數不少于2個，反應時間為20-30min；

(3)隔板間距應大于0.5m，池底坡度為0.02-0.03;(4)轉彎處過水斷面面積為廊道過水斷面面積的1.2-1.3倍;(5)水頭損失計算可分成數段進行計算?？偹^損失為各段損失（包括沿程和局部損失）之和。隔板反應池2021/6/2723

主要設計參數：①每臺攪拌設備上的漿板總面積為水流截面積的10%-20%，不超過25%.漿板長度不大于葉輪直徑的75%，寬度為19-30cm；②葉輪半徑中心點的旋轉線速度，第一格用0.5-0.6m/s，以后逐漸減少，最后一格采用0.1-0.2m/s，不得大于0.3m/s；③反應時間為15-20min。

機械攪拌反應池2021/6/2724折板絮凝池網格絮凝池2021/6/2725第二節(jié)中和法一.概念

1.中和法利用堿性藥劑或酸性藥劑將廢水從酸性或堿性調整到中性附近的一類處理方法。

2.處理對象：廢酸液和廢堿液廢酸液：酸含量大于5-10%的高濃度含酸廢水；廢堿液:堿含量大于3-5%的高濃度含堿廢水。

2021/6/2726

1.投藥中和法（濕投加）

2.過濾中和法

（采用中和劑為濾料）

1）普通中和濾池2）升流式膨脹床濾池（圖16-3）3）噴淋塔（圖16-4）

3.以廢治廢

酸性廢水與堿性廢水相互中和

，節(jié)約中和劑中和法分類P2882021/6/2727第三節(jié)化學沉淀處理一.概念

1.化學沉淀法

向水中投加某種化學藥劑，使其與水中的溶解物質反應生成難溶物沉淀下來的方法。

2.分級沉淀

當溶液中有數種離子都能與同一種離子生成沉淀時，它們生成沉淀的順序。2021/6/2728二、處理對象廢水中的重金屬離子、貴金屬和放射性元素等，如：Hg、Cr、Cd、Pb、Cu、Ag、Zn、Ni、Fe。。。給水處理中去除Ca、Mg硬度大量陰離子的去除，如S2-、SO42-、PO43-、F-。。。2021/6/2729

1.氫氧化物沉淀法

2.硫化物沉淀法

3.碳酸鹽沉淀法4.鐵氧體法

P302

表16-1三、沉淀類型2021/6/2730

鐵氧體法

2021/6/2731四、沉淀原理和影響因素2021/6/27322021/6/2733五、操作注意事項2021/6/2734六、化學沉淀法的優(yōu)缺點技術方法成熟、操作簡單可選擇性回收金屬，產生一定收益處理后可能存在大量二次污染。2021/6/2735沉淀劑用量的計算P3032021/6/2736

第四節(jié)氧化和還原法目錄1直接氧化法2高級氧化技術3還原法2021/6/2737概述利用氧化劑或還原劑，改變水中某些有毒有害化合物中的元素的化合價以及改變化合物的分子結構，使得毒性高的化合物轉變?yōu)闊o毒或微毒的化合物，使得難于生物降解的有機物轉化為可以生物降解的有機物。類型氧化法：向污水中投加氧化劑的方法。還原法：向污水中投加氧化劑的方法。引言2021/6/27381直接氧化法氧化劑空氣、氯、臭氧等處理對象工業(yè)廢水，地下水，深度處理2021/6/2739（1）空氣氧化把空氣鼓入污(廢)水中，利用空氣中氧氣氧化廢水中的污染物特點：電對O2/O2-的半反應式中有H+或OH-離子參加，因而氧化還原電位與pH有關，低pH時，氧化還原電位更高。在常溫常壓下和中性pH條件，分子氧為弱氧化劑，用來處理易氧化物質。提高溫度和氧分壓，可以增大電極電位；添加催化劑，可以降低反應活化能2021/6/2740例1：地下水除鐵、錳

在缺氧的地下水中常出現二價鐵和錳。通過曝氣，可以將它們分別氧化為Fe(OH)3和MnO2沉淀物。除鐵氧化速度與氫氧根濃度平方成正比。在pH≤6.5條件下，氧化速度相當緩慢。反應動力學方程：考慮堿度影響2021/6/2741除錳比除鐵難，相似條件下，反應時間漫長，需要尋找更強的催化劑或更強的氧化劑。MnO2對Mn2+的氧化具有催化作用。曝氣過濾除錳需要強烈曝氣，盡量散去CO2，提高pH，再流入天然錳砂或石英砂過濾器。MnO2對Fe2＋也具有催化作用，使其氧化速度加快鐵細菌以水中CO2為碳源，無機氮為氮源，氧化Fe2＋為Fe3＋獲得能量；對錳的氧化起生物催化作用。氧化吸附氧化2021/6/2742除鐵、除錳工藝流程圖2021/6/2743例2：工業(yè)廢水脫硫存在形式：Na2S,NaHS,(NH4)2S,NH4HS在堿性溶液中，各電對具有較強的還原能力，可以利用分子氧氧化硫化物方法：向廢水中注入空氣和蒸汽，硫化物發(fā)生如下反應：裝置：空氣氧化脫硫塔試驗表明：操作溫度90℃，廢水含硫2900mg/L，脫硫效率達到98.3%,費用0.9元/m3；操作溫度64℃，其它條件同，脫硫效率達到94.3%,費用0.6元/m3；酸性溶液堿性溶液2021/6/2744含硫廢水123456出水壓縮空氣蒸汽廢氣1-隔油池，2-泵，3-換熱器，4-射流器，5-空氣氧化塔，6-分離器空氣氧化法處理含硫廢水流程2021/6/2745（2）氯氧化氯的存在形式液氯、氯胺、漂白粉、次氯酸鈉、二氧化氯有效氯（表征各藥劑的氧化能力）化合價大于-1的那部分氯具有氧化能力，稱為有效氯。例3：氯消毒2021/6/2746456789101110090807060504030201000102030405060708090100pHNHCl2,HOCl(%)NH2Cl,OCl-(%)HOCl0℃HOCl20℃氯胺25℃HOCl、OCl-所占的百分數與pH值和水溫的關系氯氣與水發(fā)生歧化反應，次氯酸在水中離解：電離常數K=[H+][OCl-]/[HOCl]HOCl與OCl-在溶液中的比例隨pH值變化，關系如右圖在酸性溶液中：HOCl＋H++2eCl-+H2OE0=1.49v在堿性溶液中：OCl-

＋H2O+2eCl-+2OH-E0=0.9v在中性溶液中：E0=1.2vHOCl比OCl-的氧化能力強得多，OCl-帶電，影響接觸，氯氧化法在酸性溶液中較為有利氯氧化（消毒）原理2021/6/2747NH2Cl與NHCl2的分布由如下平衡決定：NHCl2的殺菌能力比NH2Cl強，氯胺消毒還是依靠HOCl，當水中HOCl消耗后，上式反應向左進行，釋放出HOCl，因而氯胺消毒比HOCl慢氯胺也是常用的消毒劑，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺（NH2Cl，NHCl2和NCl3）2021/6/2748加氯量mg/L余氯量mg/L游離性余氯化合性余氯BA0Ha1a2a3a4b1b2b3b41區(qū)2區(qū)3區(qū)4區(qū)需氯量試驗結果圖中虛線（該線，與坐標軸成45°角）表示水中無雜質時加氯量與余氯量的關系。實線表示氯與雜質化合后的情況，b值即需氯量—被氯氧化的雜質，a代表余氯量，a加b即加氯量。1區(qū)：氧化還原性物質，余氯為零；2區(qū)：氯與氨化合，產生氯胺，有余氯，是化合氯；3區(qū)：加氯量增加，氯胺被氧化成不起消毒作用的氯，余氯減少，到折點B；4區(qū)：完全是游離性余氯?！埸c加氯2021/6/2749加氯設備采用加氯機：注意安全，防止腐蝕氯氧化系統(tǒng)2021/6/2750例4：電鍍廢水脫CN-第一階段：要求pH值10～11，需要5分鐘，控制10-15分鐘第二階段：要求pH值8～8.5，需要1小時理論值：CN-:Cl2:NaOH=1:6.8:6.2實際控制投加CN-:Cl2=1:8P3042021/6/2751（3）臭氧氧化臭氧是氧的同素異構體，常溫常壓下是一種具有魚腥味的淡藍色氣體。性質不穩(wěn)定性—在常溫下自行分解為氧氣放熱溫度越高，分解越快；濃度越高，分解越快；在水溶液中分解比氣相中快；pH高分解快。溶解性在水中溶解度比純氧高10倍，比空氣高25倍毒性衛(wèi)生部規(guī)定其最高濃度為0.3mg/m3氧化性強氧化劑：E0=2.07V,氧化能力僅次于氟在水處理中的應用消毒；污染水源水的凈化；工業(yè)廢水的臭氧凈化降低COD、殺菌、增加溶解氧、脫色除臭、降低濁度2021/6/2752臭氧與有機物反應：1.直接反應（1）偶極加成（2）親電取代2.間接反應·OH臭氧氧化有機物原理2021/6/2753例5：無機物的去除將鐵錳氧化為高價化合物：氧化硫化物、氰化物：氰化物在酸性條件下水中的實際反應過程可用下列反應式表示：總反應式為：2021/6/2754烯烴類雙鍵化合物芳香族化合物有機胺臭氧可氧化硫氰化物離子和復雜的氰化物：例6：有機物的去除2021/6/2755P304例7：工業(yè)廢水的深度處理例8：臭氧消毒2021/6/2756臭氧處理閉路系統(tǒng)臭氧發(fā)生系統(tǒng)及接觸反應器臭氧不穩(wěn)定，現場隨制隨用；發(fā)生器：板式和管式兩種接觸反應器：鼓泡塔、螺旋混合器、渦輪注入器、射流器2021/6/27572021/6/2758COD去除率：85.6%;丙烯腈：99.9%;SCN-100%2021/6/2759（4）其他氧化劑氧化高錳酸鹽氧化能與水中Fe2+、Mn2+、S2-、CN-、酚及其它至臭味有機物很好地反應，能殺死很多藻類和微生物，與臭氧處理一樣，出水無異味。過氧化氫氧化2021/6/27602高級氧化技術定義（1987年Glaze提出）任何以產生羥基自由基（

OH）

為目的的過程均是高級氧化工藝特點反應速率快：由于羥基自由基具有極強的氧化性，這使得它可以與絕大多數有機物和無機物在水中迅速反應。

氧化效率高：絕大多數有機物可以被徹底氧化。2021/6/2761常見的高級氧化過程：Fenton反應H2O2/UV過程濕式氧化（WO）和催化濕式氧化（CWO）UV/TiO2催化氧化臭氧高級氧化過程超聲波高級氧化電化學氧化高能電子輻射過硫酸鹽氧化WetOxidationCatalyticWetOxidation2021/6/2762Fenton試劑氧化有機物反應歷程Fenton試劑亞鐵鹽（Fe2+）和過氧化氫（H2O2）一般控制pH為3例1：處理垃圾滲濾液P3062021/6/2763H2O2/UV過程比單獨H2O2效果好不會造成二次污染例2：去除氯代酚類化合物P3062021/6/2764濕式氧化（WO）和催化濕式氧化（CWO）在較高的溫度和壓力下，用空氣中的氧來氧化廢水中溶解和懸浮的有機物和還原性無機物的方法—在液相中進行發(fā)展方向開發(fā)高效催化劑，使反應能在較溫和的條件下，在更短的時間內完成；進行超臨界濕式氧化；回收系統(tǒng)的能量和物料。影響處理效果的因素：廢水性質操作條件（溫度、氧分壓、時間、催化劑等）溫度越高，時間越長，去除率越高，不低于180℃達到相同的去除率，溫度越高，時間越短，對應反應器容積越小用作高濃度、難生降工業(yè)廢水和污泥處理兩個速度段，前段快，考慮作為生物氧化預處理手段2021/6/2765濕式氧化法基本流程2021/6/2766濕式氧化處理濃廢液流程2021/6/2767臭氧與有機物反應：1.直接反應（1）偶極加成（2）親電取代2.間接反應·OH臭氧（催化）高級氧化2021/6/2768O3與

OH氧化難降解有機污染物的對比2021/6/2769其他高級氧化技術電化學氧化超聲波高級氧化高能電子輻射過硫酸鹽氧化高級氧化技術對污水中難生降物質及不能生降的有毒有害物質具有顯著的功效，成為近年來的研究熱點，由于成本的限制，目前只能用于特種廢水的處理或作為生物處理的預處理2021/6/27703還原法常用的還原劑①某些電極電位較低的金屬，鐵屑、鋅粉②帶負電的離子，例如：SO32-→SO42-③帶正電的離子，例如：Fe2+→Fe3+2021/6/2771例1：還原除鉻——把Cr6+還原成毒性較低的Cr3+亞硫酸—石灰法除鉻二步：廢水中的Cr2O72-在酸性條件下（pH<4）與還原劑反應生成Cr2(SO4)3，再加石灰生成Cr(OH)3沉淀。在pH=3-4時，反應進行完全，藥劑用量省，Cr6+:S=1:1.3-1.5;在pH=6時，反應進行不完全，藥劑較貴，Cr6+:S=1:2-3;當pH>7時，反應不能進行。2021/6/2772例1：還原除鉻——把Cr6+還原成毒性較低的Cr3+鐵屑過濾除鉻酸性條件下Fe→Fe2+，Cr6+→Cr3+，反應進行中消耗氫離子使得pH升高，Cr(OH)3，Fe(OH)3同時去除犧牲陽極（鐵）除鉻亞硫酸鐵—石灰法除鉻P3072021/6/2773例2：還原法除汞氯堿、炸藥、制藥、儀表工業(yè)廢水中含有劇毒的Hg+，處理方法是將其還原為Hg，加以回收。采用比汞活潑的金屬（鐵屑、鋅粉、鋁粉、鋼屑等），獲得金屬汞回收利用采用鐵屑過濾時：pH值＝6～9較好，耗鐵量最??；采用鋅粉時：pH值＝9～11較好；采用銅屑時：pH值＝1～10均可，一般用于廢水含酸濃度較大的場合。2021/6/2774例3：金屬鐵還原處理硝基苯類廢水例4：Cu/Fe催化還原處理難生降工業(yè)廢水P307-3082021/6/2775

第五節(jié)吸附法目錄1基本概念2吸附劑3吸附工藝與設備4吸附法在水處理中的應用2021/6/2776硅膠2021/6/2777一.概念

1.吸附法

利用多孔性固體物質具有選擇性吸附廢水（廢氣）中的一種或多種有害組分的特點，把廢水（廢氣）中某一組分或某些組分吸留在固體表面上，實現凈化廢水（廢氣）的一種方法。

2.吸附類型物理吸附：吸附劑與吸附質間由范德華力引起的；化學吸附：吸附劑與吸附質間由化學鍵力導致的。

2021/6/2778①吸附質與吸附劑間不發(fā)生化學反應；②吸附過程極快，參與吸附的各相間常常瞬間即達平衡；③放出的“吸附熱”少；④吸附劑與吸附質間的吸附力不強。

a.物理吸附的特征：①吸附有很強的選擇性； ②吸附速率較漫，達到吸附平衡需要的時間長；③升高溫度可以提高吸附速率； ④放出的“吸附熱”多。b.化學吸附的特征：吸附過程2021/6/27793.吸附等溫線吸附等溫線有多種類型，

常見的兩種類型如下圖所示。Ⅰ型的吸附等溫線可用Langmuir公式處理;Ⅱ型等溫線可用Branauer、

Emmett及Teller（簡稱BET）公式處理。單位吸附劑的吸附量吸附質在液體中的濃度2021/6/2780

最常用的吸附等溫式是Freundlich經驗公式，該表達式為：

式中Kf和n為常數。求吸附公式中的常數時，可將上式變?yōu)椋?/p>

在雙對數坐標紙上根據試驗數據繪圖，見下圖，在圖中就可求出常數Kf和n。求Freundlich公式的常數

2021/6/27814.吸附速率

吸附速率決定與吸附劑對吸附質的吸附過程，即外擴散（膜擴散）、孔隙擴散和吸附反應；通常吸附反應速率非?？?，因而吸附速率主要由外擴散和孔隙擴散速率控制。

①與界膜厚度成反比；②與單位體積床層中吸附劑顆粒的外表面積a成正比；③與流體主體中吸附質的濃度c成正比；④與吸附劑顆粒外表面上流體中吸附質濃度ci成正比。a.界膜內吸附質擴散速率N：即：b.孔隙擴散速率N：

與吸附劑外表面的吸附量qi和顆粒的平均吸附量q的差成正比，即：式中：Ks——吸附劑外表面至內表面的傳質系數。2021/6/27825.影響吸附的因素

1．溶質（吸附質）的性質

(1)溶質與溶劑之間的作用力；

(2)溶質分子的大?。?/p>

(3)電離和極性；

2．吸附劑的性質

表面積、種類，制造方法等；

3．溶液的性質

(1)pH；

(2)溫度；

(3)共存物質；P313~3142021/6/2783二.吸附劑

1．吸附劑的選擇

①具有大的比表面積；②具有良好的選擇性吸附作用；③吸附容量大；④具有良好的機械強度和均勻的顆粒尺寸⑤有足夠的熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性⑥有良好的再生性能

⑦吸附劑的來源廣泛、價格低廉

2021/6/27842．常用的工業(yè)吸附劑：

①活性白土、漂白土、硅藻土等天然礦物質； ②活性炭； ③硅膠； ④活性氧化鋁； ⑤沸石分子篩； ⑥吸附樹脂； ⑦腐殖酸類吸附劑。

P3142021/6/2785活性炭塊狀球狀柱狀2021/6/2786活性炭的微晶片結構示意

2021/6/2787硅藻土沸石分子篩腐殖酸類吸附劑吸附樹脂2021/6/2788三.吸附工藝與設備1.吸附操作的三個步驟：（1）流體與固體吸附劑進行充分接觸，使流體中的吸附質被吸附在吸附劑上；（2）將已吸附吸附質的吸附劑與流體分離；（3）進行吸附劑的再生或更換新的吸附劑。2021/6/2789

2.吸附裝置的主要結構形式：（1）混合接觸式吸附裝置

a.并流多級吸附；

b.逆流多級吸附；（2）固定床吸附裝置

（固定吸附劑）

a.立式；

b.環(huán)式；

c.臥式。

P316P316固定床吸附操作示意圖a.單床式；b.多床串聯式；c.多床并聯式2021/6/2790降流式固定床型吸附塔2021/6/2791（3）移動床吸附裝置（移動吸附劑）在移動床內被處理流體由塔下部進入，和吸附劑呈逆流接觸，再從塔的上部排出。飽和的吸附劑從塔的下部取出進行再生，新鮮的吸附劑從塔上部放入。（4）流化床吸附裝置流化床是吸附劑處于流化狀態(tài)操作的吸附裝置。移動床吸附操作裝置圖再生劑2021/6/2792四.吸附法在水處理中的應用圖16-8吸附法除汞流程示意圖Ca(OH)2.Na2S.FeSO4壓縮空氣含汞廢水反應池沉淀池吸附池1吸附池2排放HgSHgO壓縮空氣1.含汞廢水的處理

2.煉油廠、印染廠廢水的深度處理3.芳香磺酸類有機廢水的治理和資源回收

4.芳香胺類有機廢水的治理和資源回收

P3182021/6/2793

第六節(jié)離子交換法目錄1離子交換劑2離子交換樹脂的選用3離子交換的工藝和設備4離子交換法在水處理中的應用2021/6/2794

廢水與離子交換劑接觸時，離子態(tài)污染物與交換劑上同號離子相互交換，使廢水中有害離子被分離的方法。一．離子交換劑：水處理中用的離子交換劑主要有磺化煤和離子交換樹脂。

1.磺化煤磺化煤利用天然煤經濃硫酸磺化處理后制成，但交換容量低，機械強度差，化學穩(wěn)定性較差，已逐漸為離子交換樹脂所取代。

2.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（骨架）和活性基團（包括固定離子和活動離子）兩部分組成。2021/6/2795離子交換樹脂2021/6/2796離子交換樹脂a.按樹脂的類型和孔結構的不同可分為：b.按樹脂活性基團的不同可分為：

凝膠型樹脂、大孔型樹脂、多孔凝膠型樹脂、巨孔型（MR型）樹脂和高巨孔型（超MR型）樹脂。

含有酸性基團的陽離子交換樹脂、含有堿性基團的陰離子交換樹脂、含有胺羧基團等的螯合樹脂、含有氧化還原基團的氧化還原樹脂及兩性樹脂等。其中，陰、陽離子交換樹脂按活性基團電離的強弱程度，又分為強酸性、弱酸性、強堿性和弱堿性。陽離子交換樹脂：強酸性和弱酸性；

陰離子交換樹脂：強堿性和弱堿性；

2021/6/27972021/6/2798二．離子交換樹脂的選用：

1.離子交換樹脂的有效pH值范圍表16-4各類型交換樹脂的有效pH范圍樹脂類型有效pH值范圍強酸性離子交換樹脂1~145~141~121~7弱酸性離子交換樹脂強堿性離子交換樹脂弱堿性離子交換樹脂2021/6/2799

2.交換容量指樹脂交換能力的大小，即可交換的離子數量。干樹脂的交換容量的單位為mol/g，濕樹脂的交換容量的單位為mol/mL。Eop＝（60～80）％Et。全交換容量Et：

指單位質量樹脂所具有可交換離子的總數量。工作交換容量Eop：

指在給定條件下，單位質量樹脂實際可利用的可交換離子的數量。2021/6/271003.交聯度工業(yè)上常用的凝膠型樹脂含有2％～12％的二乙烯苯作為苯乙烯的交聯劑。

交聯度越大，樹脂的孔隙率越小，密度越大，交換能力越小。水處理中用的離子交換樹脂的交聯度一般為7％～10％。2021/6/271014.交換勢

對同一種交換樹脂RH講，平衡選擇系數K愈大，通常說這種離子的交換勢很大；反之亦然。

1）強酸性陽樹脂的選擇性順序：

2）弱酸性陽樹脂的選擇性順序：

3）強堿性陰樹指的選擇性順序：

2021/6/271024）弱堿性陰樹脂的選擇性順序：

5）螯合樹脂的選擇性順序與樹脂種類有關亞氨基醋酸型螯合樹脂的選擇性順序：

2021/6/27103三．離子交換的工藝和設備：

離子交換裝置按照進行方式的不同，可分為固定床和連續(xù)床兩大類：離子交換裝置連續(xù)床固定床混合床雙層床單層床移動床流動床

離子交換的運行操作包括四個步驟：交換、反洗、再生、清洗。P323-325P3242021/6/27104四．離子交換法在水處理中的應用：

1.電鍍含鉻廢水的處理

a.一般流程(圖)b.樹脂的選擇

c.原水的預處理與設備材料

2.離子交換法處理含汞廢水圖16-9含鉻廢水離子交換處理流程P326-3272021/6/271053.水的軟化、DI水的制備2021/6/27106

第七節(jié)萃取法目錄1萃取劑的選擇2萃取工藝過程3萃取設備4萃取法在水處理中的應用2021/6/27107

用一種與水不互溶，而對廢水中某種污染物溶解度大的有機溶劑，從廢水中分離去除該污染物的方法。

萃取過程是一個傳質過程，包括：

1）原料液和溶劑進行接觸；

2）使萃取相和萃余相分層；

3）進行溶劑回收等步驟。原理：分配定律P3272021/6/27108

a.萃取劑應有良好的選擇性

b.萃取劑與原料液有大的密度差

c.萃取劑要有較大的表面張力，減少乳化現象

d.萃取過程的能耗低

e.無毒、不易燃易爆、穩(wěn)定性要好f.價格低廉、來源要廣、一.苯取劑的選擇2021/6/27109二.萃取工藝過程萃取工序：混合—分離—回收

萃取流程：單級萃取多級萃取

P3312021/6/27110三.萃取設備圖轉盤塔圖脈沖篩板塔P334填料萃取塔2021/6/27111四.萃取法在廢水處理中的應用1.萃取法處理含酚廢水

2.萃取法處理含重金屬廢水圖萃取塔脫酚工藝流程P3352021/6/27112

第八節(jié)膜析法目錄1類型及特征2（擴散）滲析法3電滲析法4反滲透法5超濾法2021/6/27113一.類型及特征

(擴散)滲析、電滲析、超濾、反滲透是通過一種特殊的半透膜分離水中離子和分子的技術2021/6/27114二．擴散滲析法

1.基本原理：

選擇性地使高濃度溶液中的溶質透過薄膜向低濃度溶液中遷移的過程