吸附法处理工艺
第06章_吸附法净化气态污染物
<1.9
（2）硅胶
硅胶的分子式通常用SiO2·nH2O表示。由H2 SiO3溶液经 过缩合、除盐、脱水等处理制得。比表面积达800 m2/g。 工业用的硅胶有球型、无定形、加工成型和粉末状四种。 硅胶是亲水性的极性吸附剂，对不饱和烃、甲醇、水分等 有明显的选择性。主要用于气体和液体的干燥、溶液的脱 水。
活性氧化铝主要用于气体的干燥和液体的脱水，如汽油、 煤油、芳烃等化工产品的脱水；空气、氦、氢气、氯气、 氯化氢和二氧化硫等气体的干燥。
（4）分子筛
沸石分子筛也称为沸石，是硅铝酸金属盐的晶体， 它是一种强极性的吸附剂，对极性分子，特别是 对水有很大的亲和能力，一般比表面积可达750 m2/g，具有很强的选择性。常用于石油馏分的分 离、各种气体和液体的干燥等场合，如从混合二 甲苯中分离出对二甲苯，从空气中分离氧。
氧化铝 10X分子筛
树脂
活性炭
活性炭纤维
2）分类
吸附剂可分为两大类：天然（如硅藻土、白土、天 然沸石等）；人工（主要有活性炭、活性氧化铝、 硅胶、合成沸石分子筛、有机树脂吸附剂等）。
（1）活性炭
活性炭是最常用的非极性吸附剂。为疏水性和亲有 机物的吸附剂，具有很高的比表面积，活性炭的主 体是炭，表面上的官能团较少，极性较弱，对烃类 及衍生物的吸附能力强。
（3）通过微孔的扩散。利用气体在多孔固体中扩散速率的 差别可以将混合物分离。
（4）微孔中的凝聚。多数情况下毛细管上的可凝气体会在 小于其正常蒸气压的压力下在毛细管中凝聚。因此多孔固体 周围的可凝缩气体会在与其孔径对应的压力下在微孔中凝聚。
2）化学吸附：是吸附质和吸附剂分子间的化学键作用所引 起的吸附，也称为“活性吸附”。
化学稳定性好，抗酸耐碱，热稳性高，再生容易。 用于回收气体中的有机气体，脱除废水中的有机物， 脱除水溶液中的色素。
总氮处理工艺
总氮是水体中的一种重要污染物，它对水生态环境的影响极大。
为了降低水体中总氮的浓度，需要采取相应的处理工艺。
下面将详细介绍几种常见的总氮处理工艺。
一、生物法生物法是目前应用最广泛的总氮处理方法之一，其主要原理是利用微生物降解和转化总氮。
常见的生物法包括曝气法、好氧-厌氧法和硝化/反硝化法。
1. 曝气法：曝气法是通过供氧来促进微生物降解总氮的一种方法。
在曝气池中，通过机械曝气或自然曝气，将氧气引入水体，增加氧气浓度，提高微生物的降解效率。
曝气法适用于低浓度总氮的处理，但对于高浓度总氮的处理效果较差。
2. 好氧-厌氧法：好氧-厌氧法是将水体分成好氧区和厌氧区，使好氧区的微生物进行硝化作用，将氨氮转化为硝态氮；而厌氧区的微生物进行反硝化作用，将硝态氮还原为氮气释放出去。
好氧-厌氧法适用于较高浓度总氮的处理，能够有效地降解总氮。
3. 硝化/反硝化法：硝化/反硝化法结合了硝化和反硝化两个过程。
通过在一定条件下，使水体中的氨氮首先被硝化成硝态氮，然后再通过反硝化过程将硝态氮还原为氮气释放出去。
硝化/反硝化法能够同时去除氨氮和硝态氮，对于处理含氨废水具有较好的效果。
二、化学法化学法是利用化学物质与总氮发生反应来实现总氮的处理。
常见的化学法包括还原法和氧化法。
1. 还原法：还原法是通过添加还原剂，如亚硫酸盐、亚硝酸盐等，将水体中的硝态氮还原为氨氮，进而通过其他方法进一步处理。
还原法适用于处理低浓度硝态氮的水体。
2. 氧化法：氧化法是通过添加氧化剂，如高锰酸钾、过氧化氢等，将水体中的氨氮氧化为硝态氮。
氧化法适用于处理含氨废水，能够将氨氮转化为硝态氮，进而利用其他方法去除。
三、物理法物理法是利用物理过程来实现总氮的处理，常见的物理法包括吸附法和膜分离法。
1. 吸附法：吸附法是通过在水体中添加吸附剂，如活性炭、沸石等，使总氮与吸附剂发生作用，从而将总氮吸附到吸附剂上，达到去除总氮的目的。
吸附法适用于处理低浓度总氮的水体。
盐湖提锂技术之吸附法工艺、案例分析
正文目录
吸附法
1 蓝科锂业：吸附法+膜浓缩 2 藏格股份：吸附法+膜浓缩
图表 吸附法基本工艺流程一览
粉末吸附剂
造粒
提锂后的母液
颗粒吸附剂 HCl溶液
含Ca, Mg渣
盐湖卤水
预处理
吸附
洗脱
精制
Li₂CO₃产品
干燥
水 洗涤 洗水
Na₂CO₃ 沉淀 滤液
浓缩 NaCl晶体
吸附法的优势在于工艺简单，锂回收率高，目前研究方向在于将吸附工艺置 于原卤之后，以减少老卤生产过程中的锂损失。但是，其使用的吸附剂容损严重， 造粒后吸附容量会显著下降，从而影响后续产品质量。
图表 吸附法下万吨工业级碳酸锂成本拆分（万元）
离子膜
吸附剂 碳酸钠 硫酸
能耗
消耗
设备 折旧
0.09
0.27
0.15
0.20
0.96
0.11
人工 0.10
其他 费用 0.73
合计 2.60
在具体应用领域，蓝科锂业及藏格股份均采用吸附法叠加膜浓缩的技术工艺。 两家企业目前均从事察尔汗盐湖的资源开发。察尔汗盐湖面积达 5856 平方公里， 折合碳酸锂储量约 1623.47 万吨，但是其镁锂比高达 1577，经盐田晒卤后的老 卤镁锂比仍高达 400，因此，传统摊晒、太阳池技术等均不使用如此高的镁锂比， 相比较而言，吸附法是实现锂盐高效生产的最佳选择。
活性炭吸附法
活性炭吸附法活性炭吸附法是一种常用的处理水和空气中有害物质的方法。
活性炭具有优异的吸附能力，能有效去除水和空气中的有毒有害物质，保障环境和人体健康。
本文将对活性炭吸附法的原理、应用及其优缺点进行探讨。
一、活性炭吸附法的原理活性炭具有大孔和小孔结构，因此具有很大的比表面积。
这种多孔结构使活性炭具有很强的吸附性能。
活性炭能够通过物理吸附和化学吸附两种方式去除有害物质。
物理吸附是指通过分子间的吸引力使有害物质附着在活性炭表面。
活性炭表面的吸附位点通过范德华力将有害物质吸附在其表面，形成一种物理吸附膜。
而化学吸附是指通过共价键或离子键使有害物质固定在活性炭表面。
化学吸附能够更牢固地固定有害物质，但是物理吸附占主导地位。
二、活性炭吸附法的应用1. 水处理活性炭吸附法在水处理领域广泛应用。
它可以有效去除水中的有机污染物和重金属离子。
许多水处理厂使用活性炭来去除水中的有机物质，提高水质的透明度和口感。
同时，活性炭也能够去除水中的氯和氯代溶剂，改善水质。
2. 空气净化活性炭吸附法也被广泛应用于空气净化领域。
它能够去除室内空气中的有机污染物、异味和有毒气体。
许多办公室和家庭使用活性炭过滤器来净化空气，改善室内环境。
3. 工业废气处理活性炭吸附法在工业废气处理中也具有重要应用。
许多工厂使用活性炭床来净化废气中的有机物质和无机有害气体。
活性炭能够有效去除废气中的有毒有害物质，保障环境的安全。
三、活性炭吸附法的优缺点1. 优点（1）活性炭具有很高的比表面积，大大提高了吸附能力；（2）活性炭可以去除多种有害物质，包括有机物质和无机有害物质；（3）活性炭的价格相对较低，使用成本较低。
2. 缺点（1）活性炭的吸附容量有限，需要定期更换；（2）活性炭吸附过程中会产生一定的废弃物；（3）活性炭的再生过程比较复杂，需要一定的技术支持。
四、结论活性炭吸附法是一种常用的处理水和空气中有害物质的方法。
它通过活性炭的吸附能力将有害物质从水和空气中去除，保障环境和人体健康。
7气态污染物的治理吸附法PPT课件
2、吸附净化法的特点
（1）适用范围 ①常用于浓度低，毒性大的有害气体的净化； ②对有机溶剂蒸汽具有较高的净化效率； ③当处理的气体量较小时，用吸附法灵活方便。 （2）优点：净化效率高，可回收有用组分，设备简 单，易实现自动化控制。 （3）缺点：吸附容量小，设备体积大；吸附剂容量 往往有限，需频繁再生，间歇吸附过程的再生操作麻 烦且设备利用率低。
常用吸附剂特性
吸附剂类 型
堆积密度 /kg·m-3
热
容
/kJ(kg·K)
-1
操作温度
上限/K
平均孔径 /Å
再生温度 /K
比表面积 /㎡·g-1
活性炭
200～ 600 0.836 ～ 14.22534
15～25
373～ 413 600～ 1600
活性氧 化铝
750～ 1000 0.836
～ 17.07435
发展趋势：由电厂到石油化工、硫酸及肥料工业等领 域。
能否应用该方法的关键： ①解决副产物稀硫酸的应用市场； ②提高活性炭的吸附性能；
活性炭脱硫的主要特点： ①过程比较简单，再生过程中副反应很少； ②吸附容量有限，常需在低气速（0.3-1.0m/s） 下进行，因而吸附器体积较大； ③活性炭易被废气中O2氧化而导致损耗； ④长期使用后，活性会产生磨损，并因微孔堵塞 丧失活性。
吸附剂的活已性所 吸用 附吸 吸附 附剂 质量 的 10质 % 0 量
吸附剂的活性：
静活性：是指在一定温度下，与气相中被吸附物质的初 始浓度平衡时的最大吸附量，即在该条件下，吸附达到 饱和时的吸附量。
动活性：气体通过吸附层时，当流出吸附层的气体中刚 刚出现被吸附物质时即认为此吸附层已失效。这时单位 吸附剂所吸附的吸附质的量称为～。
污水的吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法ppt
一. 离子交换剂
水处理中用的离子交换剂有磺化媒和离子交换树脂。磺化媒利用天然 媒为原粒，经浓硫酸磺化处理后制成，但交换容量低，机械强度差，化学 稳定性较差已逐渐为离子交换树脂所取代。
离子交换树脂按树脂的类型和孔结构的不同可分为：凝胶型树脂、大 孔型树脂、多孔凝胶型树脂、巨孔型（MR型）树脂和高巨孔型（超MR型） 树脂等。
VIP专享文档下载特权自VIP生效起每月发放一次， 每次发放的特权有效期为1个月，发放数量由您购买 的VIP类型决定。
每月专享9次VIP专享文档下载特权， 自VIP生效起每月发放一次，持续有 效不清零。自动续费，前往我的账号 -我的设置随时取消。
服务特 权
共享文档下载特权
VIP用户有效期内可使用共享文档下载特权下载任意下载券标价的文档（不含付费文档和VIP专享文档），每下载一篇共享文
沉降式固定层吸附塔的构造
五、吸附法在污水处理中的应用
1. 吸附法除汞 活性炭有吸附汞和汞化合物的性能，但因其吸附能力有限，只适 宜于处理含汞量低的废水。 2.炼油厂、印染厂废水的深度处理 某炼油厂含油废水，经隔油，气浮和生物处理后，再经砂滤和活 性炭过滤深度处理
第二节 离子交换法
离子交换法是水处理中软化和除盐的主要方法之一。在废水处理中主 要用于去除废水中的金属离子。离子交换的实质是不溶液中的其它同性离 子的交换反应，是一种特殊的吸附过程成，通常是可逆性化学吸附。
吸附法
吸附法吸附法的基本原理吸附法是利用多孔性固态物质吸附水中污染物来处理废水的一种常用方法。
吸附作用分为两类：物理吸附和化学吸附。
物理吸附是由于分子间相互作用产生的吸附，没有选择性，吸附强度好，具有可逆性，是放热过程，化学吸附是靠化学键力相互作用产生的吸附，这种吸附选择性好，吸附力强，具有不可逆性，是吸热过程。
一般吸附都兼有物理吸附和化学吸附功能，两种吸附过程可以同时进行。
吸附过程基本上可以分为三个阶段。
第一阶段为吸附质扩散通过水膜而到达吸附剂表面（膜扩散）;第二阶段为吸附质在空隙内扩散；第三阶段为吸附质在吸附剂表面上发生吸附。
通常吸附阶段反应速率非常快，总过程速率由第一阶段、第二阶段的速率所控制。
在一般情况下，吸附过程开始时往往由膜扩散控制，而在吸附终端时，内扩散起决定性作用。
（1）吸附净化的概念①多孔性固体物质具有选择性吸附与废气中的一种会多种有害组分的特点。
②吸附净化是利用多孔性固体物质的这一特点，实现净化废气的一种方法。
（2）物理吸附作用力为分子范德华力（单层、双层）。
范德华力是定向力、诱导力和逸散力的总称。
物理吸附特征是：①吸附质与吸附剂间不发生化学方应；②吸附过程极快，参加吸附的各项间常常瞬时即达平衡；③吸附为放热反应；④吸附剂与吸附质间的吸附力不强，当气体中吸附质降压或温度升高时，被吸附的气体能很容易地从固体表面逸出，而不改变气体原来形状；是一种不可逆过程（吸附与脱附）。
（3）化学吸附化学吸附作用力是化学键力（需一定的活化能故又称活化能能吸附）。
特征是：①有很强的选择性；②吸附速度较慢，达到吸附平衡需相当长时间；③升高温度可提高吸附速度。
（4）吸附过程吸附过程可分为以下几步：①外扩散气膜扩散，吸附质从气流主体穿过颗粒周围气膜扩散之外表面；②内扩散微孔扩散，吸附质有外表面经微孔扩散至吸附剂微孔表面；③吸附，到达吸附剂微孔表面的吸附质被吸附。
吸附过程是吸附过程的逆过程。
（5）吸附平衡吸附平衡是指吸附质与吸附剂长期接触后，气相中吸附质的浓度与吸附剂相中吸附质的浓度终将达到平衡。
吸附法
吸附法的应用
• • •
脱色 吸附树脂应用于长链二元酸发酵液脱色
目标产物的分离 水处理
用絮凝和大网格吸附法提取螺旋霉素 大网格树脂从发酵液中吸附分离乙醇 大孔吸附树脂处理有机废水
• •
气体过滤 除臭
吸附树脂在长链二元酸发酵液脱色中的应用
培养基及发酵过秳中所产生的色素较多，常常使得 发酵液呈棕黄色，如果丌脱色将影响产品的色泽。 活性炭脱色易产生粉尘，只能使用一次，成本也比 较高。
吸附速率
吸附速率：指单位时间内单位质量吸附剂 吸附的量。 吸附速率不体系性质(吸附剂、吸附质及其 混合物的物理化学性质)、操作条件(温度、 压力、两相接触状况)以及两相组成等因素 有关。 吸附过秳为非稳态过秳，但对于某一瞬间， 可按拟稳态处理。
吸附平衡
在一定温度和压力或浓度下，当气体或 液体不固体吸附剂经长时间充分接触后，吸 附质在流体相和固体相中的含量丌再变化， 即达到平衡状态。 影响吸附平衡的因素：温度、压力或浓 度、吸附剂和吸附质的性质。 通常吸附量不温度成反比，不压力或浓 度成正比。
定向力：是极性分子之间产生的作用力，是由于极性分子 的永久偶极矩产生的分子间的静电引力。分子的极性越大， 定向力越大，它还不热力学温度成反比。 诱导力：是指极性分子和非极性分子之间的吸引力，极性 分子产生的电场作用会诱导非极性分子极化，产生诱导偶 极矩，两者之间相互吸引而发生吸附作用，这种力不温度 无关。 色散力：是非极性分子之间的引力，即当分子由于外围电 子运动及原子核在零点附近振动，正负电荷中心出现瞬时 相对位秱时，产生快速变化的瞬时偶极矩，这种瞬时偶极 矩还能使外围非极性分子极化，被极化的分子又反过来影 响瞬时偶极矩的变化而产生这种色散力。
吸附法的缺点：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 吸附法功能与特点
特点 深度处理 可回收有用物料
进水预处理要求高
运转费用贵
2
固体表面吸附
吸附法基本原理
不同相表（界）面
剩余表面能
溶质浓集
吸附剂
吸附质
解吸或脱附
2.1
吸附机理及分类
引起吸附的原因 范德华力 化学键力 静电引力
2.1
吸附机理及分类
吸附剂结构的影响
比表面积 孔结构
大孔 >100 nm 2nm<过渡孔<100nm 微孔<2nm 表面化学性质 表面含氧官能团的性质 －COOH、－OH等
有助于对极性分子的吸附
2.3
影响吸附的因素
吸附质性质的影响
对于一定的吸附剂，由于吸附质性质的差异，吸 附效果也不一样。通常有机物在水中的溶解度随着链 长的增长而减小，而活性炭的吸附容量却随着有机物 在水中溶解度的减少而增加，也即吸附量随有机物分 子量的增大而增加（不能过大）。如活性炭对有机酸 的吸附量按甲酸＜乙酸＜丙酸＜丁酸的次序而增加。 活性炭处理废水时，对芳香族化合物的吸附效果较脂 肪族化合物好，不饱和链有机物较饱和链有机物好， 非极性或极性小的吸附质较极性强吸附质好。实际废 水体系的吸附质往往不是单一的，它们之间可以互相 促进、干扰或互不相干。
BaC e qe (Cs - Ce)1 (B - 1)(Ce/Cs)
式中 a ，B——常数； Cs ——吸附质饱和浓度，mg/L Ce ——平衡浓度，mg/L。
2.2
吸附平衡与吸附等温式
B.E.T 吸附等温式
2.2
吸附平衡与吸附等温式
B.E.T 吸附等温式
2.2
吸附平衡与吸附等温式
2.1
交换吸附
吸附机理及分类
正负电荷间静电引力引起
吸附剂表面带电点
离子置换 离子电荷数和水合半径影响大
2.2
吸附平衡与吸附等温式
平衡吸附量
式中
V——溶液体积，L Co、Ce——分别为溶质的初始和平衡浓度，mg／L
m——吸附剂量，g
2.2
吸附试验
吸附平衡与吸附等温式
2.2
式中 a、b——常数 Ce ——平衡浓度，mg/L
2.2
吸附平衡与吸附等温式
Langmuir 吸附等温式
2.2
吸附平衡与吸附等温式
Langmuir 吸附等温式
2.2
吸附平衡与吸附等温式
B.E.T 吸附等温式
假定发生多分子层吸附。在原先被吸附的分子上 面仍可吸附另外的分子，而且不一定等第一层吸满后 再吸附第二层。第一层吸附是靠吸附剂与吸附质问的 分子引力，而第二层以后是靠吸附质分子间的引力。 总吸附量等于各层吸附量之和。
2.3
操作条件的影响
影响吸附的因素
吸附是放热过程，低 温有利于吸附，升温有利 于解吸。溶液的pH值影 响到溶质的存在状态(分子、 离子、络合物），也影响 到吸附剂表面的电荷特性 和化学特性，进而影响到 吸附效果。国内用太原8 ＃炭吸附Cd—CN络合物 的试验结果如图所示。
2.4
吸附速度 物质量。
吸附动力学
单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的
吸附过程基本上可分为三个连续的阶段。第一阶 段为吸附质扩散通过水膜而到达吸附别表面(膜扩散)； 第 二阶段为吸附质在孔隙内扩散；第三阶段为吸附质 在吸附剂内表面上发生吸附。通常吸附阶段反应速度 非常快，总的过程速度由第一、二阶段速度所控制。 在一般情况下，吸附过程开始时往往由膜扩散控制， 而在吸附接近终了时，内扩散起决定作用。 。
吸附法处理工艺
内容
吸附法功能与特点 吸附法基本原理
吸附剂及其再生
吸附工艺与设计
吸附法废水处理应用
1 吸附法功能与特点
1 吸附法功能与特点
1 吸附法功能与特点
1 吸附法功能与特点
功能 去除水中溶解态微量污染物。 有机物 胶体粒子 重金属离子
放射性元素
其他（微生物、余氯、臭味、色度）
吸附平衡与吸附等温式
吸附等温线
吸附等温式
2.2
吸附平衡与吸附等温式
Langmuir 吸附等温式 理论假设： 吸附剂表面均一 吸附是单分子层的
2.2
吸附平衡与吸附等温式
Langmuir 吸附等温式
abC e qe 1 bC e
1 1 1 1 ＋ q e ab Ce a
Freundlich吸附等温式
指数形式的经验式。
q e KCe
式中 K，n——常数；
1 n
Ce ——平衡浓度，mg/L。
一般认为，1／n值介于0.1～0.5之间时易于吸附， 而＞2时难以吸附。
2.2
吸附平衡与吸附等温式
吸附等温式直等温式直线图
2.3
影响吸附的因素
吸附的分类
物理吸附
化学吸附
交换吸附
2.1
物理吸附
吸附机理及分类
分子间力(范德华力)引起
没有选择性 放热较小，约42kJ／mol或更少 多分子层吸附 吸附剂的比表面积和细孔分布影响大
2.1
化学吸附
吸附机理及分类
化学反应，形成牢固的化学键
放热量较大，约84—420kJ／mol 有选择性 单分子层吸附 表面化学性质和化学性质影响大