水质工程学(1)--吸附
水质工程学(上)答案
14章4．反应器原理用于水处理有何作用和特点？答：作用:推动了水处理工艺发展；特点：在化工生产中，反应器都只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛,许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究,包括化学反应、生物化学反应以至纯物理过程等。
例:沉淀池。
5.试举出3种质量传递机理的实例。
答：质量传递包括主流传递、分子扩散传递、紊流扩散传递。
1、主流传递：在平流池中，物质将随水流作水平迁移。
物质在水平方向的浓度变化，是由主流迁移和化学引起的.2、分子扩散传递:在静止或作层流运动的液体中，存在浓度梯度的话,高浓度区内的组分总是向低浓度区迁移,最终趋于平均分布状态，浓度梯度消失.如平流池等。
3、紊流扩散传递:在绝大多数情况下，水流往往处于紊流状态.水处理构筑物中绝大部分都是紊流扩散.6.(1）完全混合间歇式反应器（CMB）不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出，且假定是在恒温下操作（2）完全混合连续式反应器（CSTR）反应物投入反应器后，经搅拌立即与反应器内的料液达到完全均匀混合，输出的产物其浓度和成分与反应器内的物料相同(3)推流型反应器（PF)反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递答:在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。
在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究,但在水处理中，含义较广泛。
许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。
例如,氯化消毒池，除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。
介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。
7.为什么串联的CSTR型反应器比同容积的单个CSTR型反应器效果好？答:因为使用多个体积相等的CSTR型反应器串联,则第二只反应器的输入物料浓度即为第一只反应器的输出物料浓度，串联的反应器数愈多，所需反应时间愈短,理论上，当串联的反应器数N趋近无穷时，所需反应时间将趋近于CMB型和PF型的反应时间.8。
水污染控制工程课件——吸附
第二节 吸附法
掌握： 1.吸附去除的对象 2.吸附类型 3.吸附工艺流程 熟悉： 1.各工艺设备 2.吸附的应用情况
主要去除（传统活性污泥 法出流中的）难降解化合 物，溶解性无机化合物， 如氮、硫化物和重金属。
吸
2.吸附设备
（2）活性炭的再生
附
2）化学再生法
工
无机溶剂再生法 无机酸或碱脱附（反应转化为
艺
易溶于水的物质）例：吸附高
浓度酚的饱和炭，用NaOH再
和
生，脱附下来的为酚钠盐，可
设
回收利用 有机溶剂再生法 有机溶剂萃取有机物 例：含
备
二硝基氯苯的燃料废水的活性
炭，用有机溶剂氯苯脱附后，
再用热蒸汽吹扫炭上残留的氯
附
工
a——穿透点 当吸附带移到填
艺
充层下端时，出水中 便开始出现吸附质。
和
b——穿透终点
a至b期间，随着
设
继续通水，出水中吸
附质浓度增大，直到
备
为原水值C0.但当到
规定值Cb时实际上应
为吸附终点。
吸
2.吸附设备
（1）吸附装置——固定床
附
工
艺
和
设
备
吸
2.吸附设备
（1）吸附装置——移动床
附
工
艺
和
设
备
第二节 吸附法
一、吸附原理 二、吸附剂 三、吸附工艺和设备 四、应用
1.定义
吸
具有一定吸附能力的多孔物质都可以作吸附
附
剂。有活性炭、活化煤、焦炭、煤渣。
剂
水质工程学——第8章 吸附
外部扩 散速度
与吸附剂的比表面积的大小成正比 吸附剂颗粒直径越小，速度越快 增加溶液与颗粒间的相对运动速度， 加强搅动
孔隙扩 散速度
吸附剂颗粒越小，速度越快
四、 吸附的影响因素
1.吸附剂
吸附剂的种类
颗粒大小 比表面积
颗粒的细孔构造与分布
吸附剂是否是极性分子
2.吸附质的性质
溶解度：越低越容易吸附，具有较大的影响 表面自由能：使液体表面自由能W降低得越多的吸附质 则越容易被吸附 极性 极性吸附剂易吸附极性的吸附质。 非极性吸附剂易吸附非极性的吸附质（物以类聚） 吸附质分子的大小和不饱和度 活性炭：易吸附分子直径较大的饱和化合物 合成沸石：易吸附分子直径小的不饱和化合物 吸附质的浓度较低时，提高C可增加吸附量 以后C↑，q增加很小，直至为一定值。
第八章 吸 附
吸附性能与吸附过程 吸附等温线 吸附速度 吸附的影响因素 吸附操作方式
一、吸附性能与吸附过程
吸附
固 液 界 面 上 的 吸 附 — 在相界面上，物质的浓度自动发生累积或浓 集的现象。
具有吸附能力的多孔性固体物质。 吸附剂 主要有活性炭、磺化煤、沸石、硅 藻土、焦炭、木炭等。
吸附质
水中被吸附的物质。
可以根据吸附容量的计算公式来求吸附质由浓度C0降到Ce
所需要投加吸附剂的量。
静态吸附试验只能提供初步的可行性数据，不能模拟动态
吸附柱系统，也不能反映竞争吸附。
三、吸附速度
1.概念
v q/t
单位：g /( g min)
吸附速度v决定了水和吸附剂的接触时间，v越大， 则接触时间越短，所需设备容积就越小，反之亦然。
V (C0 Ce ) q W
式中：V—水样容积，(L) W—吸附剂（活性炭）投量，g C0—水中吸附质浓度(g/L) Ce—吸附平衡时水中剩余的吸附质浓度 (g/L) —平衡浓度
水质工程学 第六章 吸附与吸收
1．Langmuir等温式
Langmuir假设吸附剂表面均一，各处的吸附能相同：吸 附是单分子层的，当吸附剂表面为吸附质饱和时，其吸附 量达到最大值；在吸附剂表面上的各个吸附点间没有吸附 质转移运动；达动态平衡状态时，吸附和脱附速度相等。
式中
qe
abce 1 bce
qe-平衡吸附量
ce-液相平衡浓度
3．表面化学性质
吸附剂在制造过程中会形成一定量的不均匀表面氧化物， 其成分和数量随原料和活化工艺不同而异。一般把表面氧化 物分成酸性的和碱性的两大类.经常指的酸性氧化物基因有： 羧基、酚羟基、醌型羰基、正内酯基、萤光型内酯基、羧酸 酐基及环式过氧基等。酸性氧化物在低温（＜500℃）活化 时形成。对于碱性氧化物的说法尚有分歧．碱性氧化物在高 温（800～1000℃）活化时形成，在溶液中吸附酸性物。
也不同。总吸附量等于各层吸附量之和。由此导出的二常数
B.E.T.等温式为：
qe
cs
ce
Bac e
1 B
1ce
/
cs
式中 cs—吸附质的饱和浓度； B—常数，与吸附剂和吸附质的相互作用能有关。
3．Freundlich等温式
此为指数函数型式的经验公式：
qe
Kc
1 e
/
n
式中，K称为Freundlich吸附系数，n为常数，通常大于1。
2．孔结构 吸附剂的孔结构如图7-6所示。
吸附剂内孔的大小和分布对吸附 性能影响很大。孔径太大，比表 面积小，吸附能力差；孔径太小， 则不利于吸附质扩散，并对直径 较大的分子起屏蔽作用，
通常将孔半径大于0.1μm的称为大孔，2×10-3～0.1μm 的称为过渡孔，而小于2×10-3的称为微孔。大部分吸附表 面积由微孔提供。采用不同的原料和活化工艺制备的吸附 剂其孔径分布是不同的。再生情况也影响孔的结构。分子 筛因其孔径分布十分均匀，而对某些特定大小的分子具有 很高的选择吸附性。
水质工程学1知识点总结
水质工程学1知识点总结水质工程学是研究水质污染、水处理和水资源综合利用的一门交叉学科，涉及化学、生物、环境和工程等多个领域的知识。
在现代社会，水质工程学已经成为保障水资源安全和人类健康的重要学科，对于水污染防治、水资源开发和利用有着重要的意义。
本文将对水质工程学的相关知识点进行总结，包括水质污染、水处理技术、水资源管理等内容。
一、水质污染1. 水质污染的来源水质污染是指水体中存在有害物质超出环境容许标准而影响水质的情况。
水质污染的来源主要包括工业废水、农业面源污染、城市生活污水和大气降水等。
工业废水包括工业生产过程中排放的各种废水，其中可能含有重金属、有机物等有害物质。
农业面源污染主要来自农田农作物种植和养殖业的生产活动，包括化肥、农药和养殖废水等。
城市生活污水是指城市居民生活生活污水，其中包括生活污水、工业废水和雨水等，含有各种有机物、微生物等有害物质。
大气降水是指大气中的颗粒物和气态污染物通过大气降水方式，如雨水、雪等形式降落到地表水中，导致水体污染。
2. 水质污染的分类根据污染物的性质和来源，水质污染可以分为有机污染、无机污染和放射性污染等多种类型。
有机污染主要来自工业废水和城市生活污水排放的有机物，包括有机溶剂、石油类物质、农药等。
无机污染包括重金属、氨氮、硫化物等无机物质，主要来自工业废水和农业面源污染。
放射性污染是指水体中存在放射性元素超出环境容许标准而导致的污染，主要来自核能设施、医疗设备和工业生产过程中的放射性物质。
3. 水质污染的影响水质污染对人类健康和生态环境都会产生严重的影响。
首先，水质污染会导致饮用水安全问题，对人体健康造成威胁，引发各种水源性传染病，包括霍乱、痢疾、肝炎等。
其次，水质污染会破坏生态环境，影响水生动植物的生存和繁衍，导致湖泊、河流甚至海洋的富营养化和死水现象。
另外，水质污染还会影响农业灌溉水质和工业用水，影响农作物生长和工业生产活动。
二、水处理技术1. 水处理技术的基本原理水处理技术是指通过物理、化学、生物等技术手段，将水中的有害物质去除或降低，提高水质的工程技术。
水质工程学第6章_吸附综述
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5
吸附
吸附概述 活性炭吸附 活性炭吸附的应用 活性炭的再生 水处理中的其它吸附剂
6.1
6.1.1 概念
吸附概述
吸附：在两相界面层中，某物质的浓度自动发生 富集的现象。
在水处理中，主要介绍利用固体物质表面对水 中物质的吸附作用，即固—液界面上的吸附：
吸附法：是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法。
6.2.2 活性炭的性质
1.物理性质
① 巨大的比表面积（1000m2/g）——吸附性能好； ② 发达的孔隙结构——微孔、中孔、大孔；
图6－2 活性炭孔隙分布示意图
a 微孔
尺寸<1～2nm， 小孔容积一般为0.15～ 0.90mL／g，表面积占比表面积的95％以上。
微孔的作用：活性炭小孔的表面积占比表面 积的95％以上，起吸附作用，吸附量以小孔吸附 为主。
设θ为吸附剂表面被覆盖的百分比，1- θ为裸 露表面百分比，吸附速率与1-θ成正比，脱附速 率与θ成正比，则在吸附达到平衡时：
V1 k1 ACe 1 V2 k2 A bCe 1 bCe
其中：b=k1/k2。又因为：
qe qmax
将上两式联立，可得：
1/n越小，吸附性能越好，1/n=0.1~0.5，容易 吸附； 1/n>2，则难吸附。 K值越大吸附容量越大，反之，吸附容量小。
1. Langmuir等温式
该公式是在被吸附物质仅为单分子层的假定 下导出的，形式为：
bCe qe qmax 1 bCe
qmax为饱和吸附量，常数b与表面吸附能有 关，当吸附力增大b值也相应增加。
（1）疏水性：疏水性越强越容易吸附。同 系物的疏水性随分子量的增大而增大。 但是当分子量增大到一定的程度后，分 子过大难易进入到活性炭空隙中，会降 低吸附量。
水质工程学期末复习
水质工程学期末复习第三章1.絮凝机理2.影响混凝效果的因素（1）水力条件的影响（P61）水力条件包括：水力强度，作用时间混凝过程：快速混合，絮凝反应水的混合条件：1快速混合：短历时，强度大；2絮凝反应阶段：随水流速度的强度的减小而逐渐减小（2）PH 温度第四章1.根据司笃克斯克斯公式解释沉降方向、速度：据司笃克斯(STOKES)在1851年的研究结果指出，球体微粒在静水中沉降，其沉降速度与球体微粒的半径平方成正比，而与介质的粘滞系数成反比2.平流沉淀池（P95）理想沉淀池的基本假设：①颗粒处于自由沉淀状态，颗粒的沉速始终不变。
②水沿水平方向流动，在过水断面上，各点流速相等，并在流动过程中流速始终不变。
③颗粒沉到底就被认为去除，不再返回水流中。
④在沉淀池的进口区域，水流的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上。
3.概念截留速度：恰好能让杂质颗粒在池中沉淀下来的颗粒的沉速（P96）水中造粒：利用有机高分子絮凝剂的混凝过程中，由体系外部供给一定能量，在某些条件下生成的密实的颗粒状絮凝体（P115）第五章1.滤料应该满足的基本要求（P129）：①具有足够的机械强度②具有良好的化学稳定性③具有用户要求的颗粒尺寸和粒度组成④外形接近于球状，表面粗糙而有棱角⑤能就地取材，廉价。
2.图5-10 快滤池的最优工作条件（P137）主要考图的含义及其如何影响滤速，水质周期和滤层的关系3.幅流沉淀池用于污水处理的二沉池或者污水浓缩，适用于悬浮物浓度高，沉淀池量大的水处理。
4.滤层的反冲洗大阻力配水系统和小阻力配水系统的优缺点，区别（P161）第六章1．吸附（P179）物理吸附与化学吸附的不同：物理吸附①易在较低温度下进行②物理吸附可逆③没有选择性④物理吸附可形成单分子吸附层或多分子吸附层；化学吸附①作用力是化学键，其吸附热较高②不可逆③具有一定选择性④只能形成单分子吸附层第七章1.氯消毒和折点加氯法的概念、过程（P211）图7-5 曲线中各段所表示的意思2.臭氧-生物活性炭（P221）优势：消毒能力强，缺陷：作用及生产不方便，生产臭氧耗能高及运行成本高，不能持续消毒3.消毒副产物和消毒副产物的前期产物（P212）第十三章1.活性污泥法的基本构成及各部分的作用：1.曝气池：微生物降解有机物的反应场所；2.二沉池：a)泥水分离保证出水水质;b)浓缩污泥;c)保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。
水质工程学 物化部分 复习题
19. 同向絮凝颗粒碰撞速率与那些因素ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ关？
N0
4 3
n2d 3G
（与
n2，d3，G
成正比）
式中，n 为颗粒数量浓度，d 为颗粒直径，G 为速度梯度，即是单位间距液层的速度差，s-1。
20. 速度梯度的概念，计算方法。 速度梯度△u/△z：两相邻层流间，垂直距离的单位流速增量。 计算时以一个瞬间受剪而扭转的单位体积水流所耗功率来计算。
设为一级反应，将 r(Ci)=-kCi 和 V=Qt 带入，则：
t
1
C
(
0
k Ci
1)
采用 CSTR 多极串联，可提高效率：
Cn
1
n
C0 1 kt
（3） 推流式反应器 （PF） Plug flow reactor 物料按前后顺序沿流动方向推流，层流，且无纵向扩散，反应时间是反应器长度的
13. 对于不同应用条件下的混凝机理，能够举出几个例子吗？ （1）压缩双电层：双电层理论通常仅仅在使用 1 价或 2 价盐（协电解质）时发生，河
流入海口处发生的混凝现象即是这种情况。 （2）吸附电中和：三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多，凝聚效果反而下降的现象，可以
用本机理解释。因为胶粒吸附了过多的反离子，使原来的电荷变号，排斥力变大，从而发生 了再稳现象。
7. 胶体的特性有哪些？ ① 光学特性 ② 力学特性 ③ 表面性能 ④ 动电现象
8. 胶体为何稳定？动力学稳定的因素有哪些？聚集稳定的因素有哪些？ 胶体稳定的原因 ①动力学稳定：沉速缓慢和布朗运动是主要原因，沉速及布朗运动均与粒度有关 ②聚集稳定 1）静电斥力：胶体颗粒的表面电荷妨碍颗粒的相互聚集 2）水化膜：使胶体微粒不能相互聚结的另一个因素是水化作用。由于胶粒带电，将极
水质工程学(Ⅰ)例题、思考题、习题答案
水质工程学（Ⅰ）例题、思考题、习题第1章水质与水质标准1.水中杂质按尺寸大小可分为几类？了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。
水中杂质按尺寸大小分为悬浮物、胶体、溶解物三类。
悬浮物：尺寸较大（1?m-1mm），可下沉或上浮（大颗粒的泥砂、矿碴下沉，大而轻的有机物上浮）。
主要是泥砂类无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物。
这类杂质由于尺寸较大，在水中不稳定，常常悬浮于水流中。
当水静置时，相对密度小的会上浮与水面，相对密度大的会下沉，因此容易去除。
胶体：尺寸很小（10nm-100nm）,具有稳定性，长时静置不沉。
主要是粘土、细菌和病毒、腐殖质和蛋白质等。
胶体通常带负电荷，少量的带正电荷的金属氧化物胶体。
一般可通过加入混凝剂进去去除。
溶解物：主要是呈真溶液状态的离子和分子，如Ca2+、Mg2+、Cl-等离子，HCO3-、SO42-等酸根，O2、CO2、H2S、SO2、NH3等溶解气体分子。
溶解物与水成均相，透明。
但可能产生色、臭、味。
是某些工业用水的去除对象，需要特殊处理。
有毒有害的无机溶解物和有机溶解物也是生活饮用水的去除对象。
2.各种典型水质特点。
（数值可不记）江河水：易受自然条件影响，浊度高于地下水。
江河水年内浊度变化大。
含盐量较低，一般在70～900mg/L之间。
硬度较低，通常在50～400mg/L(以CaCO3计）之间。
江河水易受工业废水和生活污水的污染，色、臭、味变化较大，水温不稳定。
湖泊及水库水：主要由河水补给，水质类似河水，但其流动性较小，浊度较低；湖水含藻类较多，易产生色、臭、味。
湖水容易受污染。
含盐量和硬度比河水高。
湖泊、水库水的富营养化已成为严重的水污染问题。
海水：海水含盐量高，在7.5～43.0g/L之间，以氯化物含量最高，约占83.7%，硫化物次之，再次为碳酸盐，其它盐类含量极少。
海水须淡化后才可饮用。
地下水：悬浮物、胶体杂质在土壤渗流中已大部分被去除，水质清澈，不易受外界污染和气温变化的影响，温度与水质都比较稳定，一般宜作生活饮用水和冷却水。
【精品】水质工程学-第十章-吸附教学资料
（1）采用多床串联操作（图10-2）
C0 Cb
1
2
3
4
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
C
Ca
0
Q1
Q2
Q3
Q
图 10-2 三 柱 串 联 操 作
I—II—III串联运行； II—III—Ⅳ串联运行 III—Ⅳ—I串联运行。
（2）采用升流式移动床操作（图10-3）
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。
小、比表面积，颗粒的细孔构造与分布、 吸附剂是否是极性分子等。
2.吸附质的性质： （1）溶解度：越低越容易吸附，具有较大
的影响。
（2）使液体表面自由能W降低得越多的吸 附质则越容易被吸附。
（3）极性：
极性吸附剂易吸附极性的吸附质。
（物以类聚）
非极性吸附剂易吸附非极性的吸附质。 （4）吸附质分子的大小和不饱和度。 活性炭：易吸附分子直径较大的饱和化合物 合成沸石：易吸附分子直径小的不饱和化合物 （5）吸附质的浓度较低时，提高C可增加吸附量。 以后C↑，q增加很小，直至为一定值。
10.1.3吸附剂
主要有活性炭、磺化煤、沸石、硅藻土、焦炭、
木炭等。
1、活性炭的制造
高温炭化
活化,800~900℃
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2~4mm 棒状活性炭：Φ50mm，L=255mm
2.活性炭的细孔构造和分布 1.比表面积
q(CsC)1B (B C 01q)C/CS（10-6）
式中:qo—单分子吸附层的饱和吸附量,g/g Cs—吸附质的饱和浓度,g/L
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内分泌干扰物质、致癌物质、疑似致癌物质
给 7）作为高纯水制备的预处理（膜处理前的预处理）
排 水
B、废水处理 1）脱除重金属离子 2）吸附高浓度有机物进行回收
教 3）污废水深度处理
研
室
19
水 二、粉末活性炭（PAC)的应用
资 粒度小、接触面积大、吸附速度快、效果好 源 回收困难、运行费用高
哈尔滨水污染事件的应急处理
水 吸附等温线
资 源
在一定T下，q随平衡浓度C变化的曲线（q=f(C)）
与
叫吸附等温线。用数学公式描述则叫吸附等温式。
环 吸附等温式（三种）
境 工 程
表示I型吸附等温线的有BET公式（ 理论公式，多层 吸附）
学 表示II型吸附等温线的有弗里德里希公式（经验公式）
院 给 排
表示I I I型吸附等温线的有朗格繆公式（理论公式， 单层吸附）
水
教
研
室
8
6.2活性炭吸附
水 资
一、活性炭(AC)的制备
源
高温炭化
活化,800~900℃
与 木材、煤、果壳
炭渣
活性炭
环
隔绝空气，600℃
活化剂：ZnCl2
境
工 炭化的作用？（p181） 程 活化作用？ 学
院 粉末状活性炭
给 排 水
粒状活性炭（园柱状、球状），粒径2~4mm 棒状活性炭：Φ50mm，L=255mm
4
水 资 源 与 环 境 工 程 学 院 给 排 水 教 研 室
5
水 原因：吸附剂由于具有较大的表面自由能，有吸附别
资
的物质降低表面自由能的趋势。
源 与 环 境 工 程
作用力：
1. 物理吸附：靠分子间范德华引力产生的吸附，可吸 附多种吸附质，可形成多分子吸附层。吸附速度快， 无选择性，吸附热低，吸附━解吸是可逆过程，在 低温下就能吸附。
程
叫穿透曲线。
学 院
（3出）水穿最透高点浓：度当那出一水点吸叫附穿质透浓点度。CA为允许的污染物
给 排 水 教
（4）吸附终点：出水浓度CB为(0.90~0.95)C0时 所对应的出水总体积的穿透曲线上的那一点叫吸附
终点（耗竭点\饱和点）。
研
室
16
水 资
空床接触时间（EBCT)
源
吸附装置在不加任何填料的情况下的水
学
院
给
排
水
教
研
室
2
6.1吸附概述
水 资
一、吸附现象
源 吸附：在相界面上，物质的浓度自动发生富
与 环
集的现象。
境 吸附剂：具有吸附能力的多孔性物质。
工 程
吸附质：废水（空气）中被吸附的物质。
学 举例：室内空气治理----乌碳雕
院 给
家庭饮水机里的活性炭滤层
排
水
教
研
室
3
水 资 源 与 环 境 工 程 学 院 给 排 水 教 研 室
10
水 资
2.化学性质
源 表面性质主要与表面官能团有关。
与
环 境
3.吸附性质
工 碘值：一定条件下活
程 学
性炭吸附碘量，表
院 示吸附小分子能力
给 排 水
蜜糖值：表示对大分 子物质的吸附能力
教
研
室
11
水 三.影响活性炭吸附的因素
资 a活性炭的性质：活性炭的种类、颗粒大小、比表面积，颗粒的细
源 与 环 境
学 2. 化学吸附：由化学键力引起的吸附，吸能形成单分
院
子吸附层，并具有选择性，同时是不可逆的，在高
给
温下才能吸附。
排 上面二种吸附往往是相伴发生，而不能严格分开，是
水
几种吸附综合作用的结果，可能存在以某种吸附为
教
主。
研
室
6
水 二、吸附等温线
资 源
吸附平衡
与 当吸附质的吸附速率=解吸速率（即V吸附=V解
院 给 排 水
d共存物质：对于物理吸附，共存多种物质时的吸附比单一物质时 的吸附要差。
e温度：对于物理吸附，T高则不利，吸附量减少。 F 接触时间：应保证吸附达到平衡时的时间，而该时间的大小取决
于吸附速度V，V大则所需时间短。
教
研
室
12
水 资
四、吸附过程
源 吸附过程一般分为3个阶段：
与 环
1.液膜扩散（颗粒外部扩散）阶段（反应控
与 环
力停留时间。
境
EBCT=V/Q
工
程 当处理水量Q一定得条件下：
学 院
EBCT
V
处理效果好，但所需填料增多，
给 且吸附装置体积较大
排
水
教
研
室
17
水 资
吸附柱的设计
源 1、博哈特——亚当斯计算法
与 环
2、通水倍数法
境 按穿透时每kg吸附剂所通过的废水的体积
工 程
（m3）计算。
学
院
给
排
水
教
研
室
18
教
研
室
9
二、活性炭的性质
水 1.物理性质
资 a、比表面积
源
每g活性炭所具有的表面积。活性炭的比表面积为：
与
500~1700m2/g，99.9%的表面积，在多孔结构颗粒的内
环
部。
境 B、孔隙构造
工 微孔：<2nm，0.15~0.90mL/g，占比表面积的95%以上，
程
起吸附作用，吸附量以小孔吸附为主。
水 （3）流化床：吸附剂在塔内处于膨胀状态。
教
研
室
15
水 穿透曲线
资 （1）吸附带：指正在发生吸附作用的那段填充层，在
源
吸附带下部的填充层几乎没有发生吸附作用，而在
与
吸附带上部的填充层已达到饱和状态，不再起吸附
环
作用。
境 （2）穿透曲线：以吸附时间或吸附柱出水总体积为横
工
坐标，以出水吸附质浓度为纵坐标所绘制出的曲线
絮凝过程中，絮体尺寸发展到与活性炭粒径接近的阶段作为投加点，即
给
可避免竞争吸附，又可絮体对活性炭的包裹作用
排 水
4）投加方式及设备 A、干式投加 B、湿式投加 应用较多
教
研
室
20
水 三、粒状活性炭的应用
资 A、活性炭滤池（重力式、水厂中）
源 水量大，且水量变化不大
与 B、活性炭过滤器
环 压力式、流速可调、设备占地小
孔构造与分布、吸附剂是否是极性分子等。
b吸附质的性质：
（1）溶解度：越低越容易吸附，具有较大的影响。
（2）使液体表面自由能W降低得越多的吸附质则越容易被吸附。
（3）极性：
极性吸附剂易吸附极性的吸附质。
工
（物以类聚）非极性吸附剂易吸附非极性的吸附质。
程 c废水的PH值
学
活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中吸附效果较好。
境 制步骤）
工 程
2.颗粒内部扩散阶段
学 3.吸附反应阶段：吸附质被吸附在细孔内表
院 面上。
给
排
水
教
研
室
13
水 资
五、操作方式
源 静态吸附
与 环
使废水与吸附剂搅拌混合，而废水没有自上
境 而下流过吸附剂的流动，这种吸附操作叫静
工 程
态吸附。
学 动态吸附
院
给 废水通过吸附剂自上向下流动而进行吸附。
与 1）投加量 取决于其吸附能力和水质情况，除臭时2-20mg/L
环 2）接触时间 T=15~30min
境 工
3）投加点的的选择
A吸水口
接触时间长，混合效果好，但投加量大
B、快速混合器前 混合效果好，但由于混凝剂的包裹作用，降低吸附效率
程 C、沉淀池出口或滤池进水口
学 院
可有效利用活性炭吸附容量，但由于粒度小，有可能穿过滤池 D、比较理想的投加点：
境 C、臭氧—生物活性碳系统
工 臭氧作用：1、氧化大分子有机物，使其转化为小分子有机物
程
2、直接氧化降解部分有机物
学 活性炭作用：1、吸附小分子有机物
院
2、作为微生物载体
给 不足：1、臭氧作用受限（臭氧浓度低；有机物的降解特性）2、温
排
度影响生物活性3、耗电量大4、代谢产物及微生物需进一步控
水
制
教
研
6.3活性炭理
源 与
1）臭和味的去除 去除水体中的鱼腥味
2）总有机碳的去除
环
20-30%
境 3）氨氮的去除
工 程
4）消毒副产物（DBPs）的前驱物的去除 5）挥发性有机物（VOCs）的去除 三氯乙烯、四氯乙烯
学 6）人工合成有机物（SOCs）
院 除草剂、杀虫剂
环
吸），即在单位时间内吸附数量等于解吸的数量，
境
则吸附质在溶液中的浓度C与在吸附剂表面上的浓
工 程 学
度都不再变时，即达到吸附平衡，此时吸附质在溶 液的浓度C叫平衡浓度。
院 吸附量q(g/g)
给
衡量吸附剂吸附能力的大小，达到吸附平衡时，单
排 水
位重量的吸附剂（g）所吸附的吸附质的重量（g）。
教
研
室
7
学 院 给 排 水 教 研 室
过渡孔：2~100nm，0.02~0.10mL/g，占比表面积<5%，吸附 量不大，起吸附作用和通道作用。
大孔：100~1000nm，0.2~0.5mL/g，占比表面积很小，吸附 量小，提供通道。
C、粒度 粒度小，吸附速度快，效果好，但是再生回收困难
D、密度 视密度、湿密度 E、强度 F、灰分 表明其无机成分含量。5-8%