1. 第 10 章
吸 附
Adsorption

2. 第1节 概 述 一、吸附 二、吸附剂和吸附质 特点：多孔固体，比表面积大。 吸附质：能被吸附剂吸附的物质。
第1节 概 述
一、吸附
某种物质(离子或分子) 在另一种物质表面或微孔内积聚的现象。
二、吸附剂和吸附质
吸附剂：具有吸附性能的物质。
特点：多孔固体，比表面积大。
吸附质：能被吸附剂吸附的物质。

3. 第1节 概 述 吸附剂表面 三、吸附类型 物理吸附 分子间力 化学吸附 化学键力 交换吸附 静电引力 无选择性，分子引力随分子量增大而增加；
第1节 概 述
三、吸附类型
物理吸附
分子间力
无选择性，分子引力随分子量增大而增加；
表面能降低，放热;
无化学反应发生。
吸附剂表面
化学吸附
化学键力
吸附剂与吸附质之间发生了化学反应。
交换吸附
静电引力
表面能降低，靠吸附质离子与吸附剂表面带电点上的静电引力聚集在吸附剂表面，同时放出等当量的同号离子。

4. 第1节 概 述 四、吸附平衡与吸附等温线 平衡浓度 当溶液中吸附质的浓度和吸附剂单位吸附量不再发生变化时，达到了吸附平衡。 平衡吸附量
第1节 概 述
四、吸附平衡与吸附等温线
平衡浓度
(一) 吸附平衡
当溶液中吸附质的浓度和吸附剂单位吸附量不再发生变化时，达到了吸附平衡。
平衡吸附量

5. 第1节 概 述 (二) 平衡吸附模型 1、Freundlich吸附等温式 式中：x—吸附量； m—吸附剂量； ρe—平衡浓度；
第1节 概 述
(二) 平衡吸附模型
1、Freundlich吸附等温式
式中：x—吸附量；
m—吸附剂量；
ρe—平衡浓度；
Kf、n—常数。

6. 第1节 概 述 2 Langmuir吸附等温式 模型要点： 吸附剂表面活性点分布均匀,每点吸附一个分子或 离子； 单分子层吸附；
第1节 概 述
2 Langmuir吸附等温式
模型要点：
吸附剂表面活性点分布均匀,每点吸附一个分子或 离子；
单分子层吸附；
吸附质所占面积相同。
很低时，
很高时，

7. 第1节 概 述 3 BET吸附等温式 模型要点：为多分子层吸附，每一层符合Langmuir吸附等温式。 直线形式：
第1节 概 述
3 BET吸附等温式
模型要点：为多分子层吸附，每一层符合Langmuir吸附等温式。
直线形式：
当 、B＞＞1时， BET吸
附等温式变成Langmuir吸附等温式。

8. 第1节 概 述 五、影响吸附的因素 (一) 吸附剂的性质 1 物理性质：孔的大小、比表面积； 2 表面化学特性：表面的极性。
第1节 概 述
五、影响吸附的因素
(一) 吸附剂的性质
1 物理性质：孔的大小、比表面积；
2 表面化学特性：表面的极性。
(二) 吸附质的性质
1 溶解度；
2 分子量；
3 分子极性；

9. 第1节 概 述 温度：物理吸附、化学吸附； pH 值：影响吸附质的存在状态和吸附剂表面特性。 接触时间： 共存物质：诱发物；干扰物；
第1节 概 述
(三) 操作条件
温度：物理吸附、化学吸附；
pH 值：影响吸附质的存在状态和吸附剂表面特性。
接触时间：
共存物质：诱发物；干扰物；
生物协同作用：繁殖微生物，有利于有机物的分解。

10. 第1节 概 述 六、吸附模型的工程意义 由吸附平衡、吸附容量确定吸附剂的用量； 选择最佳的吸附剂； 吸附剂的最佳吸附条件；
第1节 概 述
六、吸附模型的工程意义
由吸附平衡、吸附容量确定吸附剂的用量；
选择最佳的吸附剂；
吸附剂的最佳吸附条件；
不同吸附剂的吸附特性对比；混合吸附质的竞争吸附比较。

11. 第 2 节 吸附剂 一、吸附剂选择原则 二、重要吸附剂 性能好：吸附量高，吸附速度快。 再生效果好 物化性能好 价廉、来源广
第 2 节 吸附剂
一、吸附剂选择原则
性能好：吸附量高，吸附速度快。
再生效果好
物化性能好
价廉、来源广
二、重要吸附剂
活性炭、活性炭纤维；
吸附树脂；
特殊吸附剂：活性氧化铝、硅胶、沸石分子筛；
其它吸附剂：褐煤、煤灰、煤灰渣等。

12. 第 3 节 吸附工艺设计 静 动 吸 态 态 附 实 实 实 验 验 验 一 、设计参数的来源 提供设计参数 最佳吸附 剂选择 吸附类型
第 3 节 吸附工艺设计
一 、设计参数的来源
提供设计参数
1 借鉴同类设计参数
2 进行吸附实验 静 态 实 验
水质条件
吸附时间
饱和吸附量
单位废水吸附剂用量； 动 态 实 验
串联级数
吸附周期
通水倍数m3/kg
空塔流速v
接触时间 t = h/v
设备规模
投资及运行费用
最佳吸附
剂选择
吸附类型 确定 吸 附 实 验

13. 第 3 节 吸附工艺设计
x/m ρe
二 、静态吸附试验
吸附类型
饱和吸附量

14. 第 3 节 吸附工艺设计
过程中发生吸附的区域
三 、动态吸附实验
(一) 实验过程
(二) 吸附容量 q

15. 第 3 节 吸附工艺设计 (1) 吸附带饱和分数f (2) 吸附带推进速度S (三) 吸附带 吸附带中已吸附污 染物吸附剂所占百分数
第 3 节 吸附工艺设计
(三) 吸附带
(1) 吸附带饱和分数f
吸附带中已吸附污
染物吸附剂所占百分数
(2) 吸附带推进速度S
式中：Q 进水量； C0 进水浓度
dB 填充密度 B 截面积

16. 第 3 节 吸附工艺设计
(3) 吸附带高度
(4) q动、q静与吸附层高度H的关系

17. 第 3 节 吸附工艺设计 四、设计 废水 预处理 吸 附 排放 间歇式操作 (一) 工艺流程与设备 去除废水中影 响吸附的杂质:
第 3 节 吸附工艺设计
四、设计
间歇式操作
(一) 工艺流程与设备 废水
预处理
吸 附 排放
废水和吸附剂在相对
运动过程中完成吸附
固定床、流化床、移动床
去除废水中影
响吸附的杂质:
悬浮物、油类、胶 体
混凝、沉淀、过滤

18. 第 3 节 吸附工艺设计 生化 废水 预处理 过 滤 吸 附 排放 混凝沉淀(气浮) 催化氧化 高效物化技术 强化生物技术 厌氧—好氧
第 3 节 吸附工艺设计
混凝沉淀(气浮)
催化氧化 生化 废水
预处理
深度处理技术
有机物胶体
厌氧—好氧 好氧 过 滤 吸 附
高效物化技术
强化生物技术 排放
悬浮物、油类、胶体;
水质、水量调节
混凝、沉淀、气浮
调节池 中和
曝气生物滤池
生物炭技术
MBBR

19. 第 3 节 吸附工艺设计
流动床
固定床

20. 第 3 节 吸附工艺设计
流化床

21. 第 3 节 吸附工艺设计 1 吸附塔 (二) 工艺设计 塔径1.0～3.5m；填充高度3.0～10m；填充层与塔径比1～4。 2 控制条件
第 3 节 吸附工艺设计
(二) 工艺设计
1 吸附塔
塔径1.0～3.5m；填充高度3.0～10m；填充层与塔径比1～4。
2 控制条件
容积速度：固定床< 2m3/m3·h；
移动床< 5m3/m3·h以下。
空塔流(线)速：固定床 2.0～10.0m/h；
移动床 10.0～30.0m/h。
接触时间：10~50min

22. 第 3 节 吸附工艺设计
3 连续吸附串联级数的确定
穿透曲线计算;
公式:

23. 第 4 节 吸附剂的再生 一、加热再生 1 原理 高温下，吸附质分子振动，从吸附剂表面活性点脱附下来。
高温下，有机物分子成气态分子逸出或成短链有机物。
2 再生过程
脱水、干燥(100~150℃)、炭化(300~700 ℃)、活化(700~1000 ℃)。
3 再生设备
立式多段再生炉、旋转再生炉。

24. 第 4 节 吸附剂的再生 二、溶剂再生 1 原理 三、其它再生方法 吸附质与熔剂的亲和力大于与吸附剂的亲和力。 2 常用再生剂
1 原理
吸附质与熔剂的亲和力大于与吸附剂的亲和力。
2 常用再生剂
酸碱类、有机溶剂。
吸附的酚、醋酸可用氢氧化钠再生。
吸附的DDT可用异丙醇再生。
三、其它再生方法
氧化法、生物法等

25. 第 5节 应用及进展 一、应用 给水处理 嗅、味的吸附净化； 微量污染物的吸附净化。 废水处理 典型有机污染物的吸附回收(酚、苯等)；
组合工艺的达标把关措施；
活性炭生物强化技术；
生物活性碳技术；
高级氧化技术（催化剂载体）

26. 混凝—砂滤—活性炭吸附工艺处理废旧塑料清洗废水

27. 水解-接触氧化-气浮-生物活性炭工艺处理印染废水

28. 第 5节 应用及进展
二、注意事项
深度处理方法，处理对象浓度低；
处理的对象便于再生和回收；
避免二次污染。

29. 例题
例题:
进水总有机碳为：100mg/L；
出水容许浓度为：20mg/L；
活性炭容重为：401g/L；
柱中碳体积为1L。

30. 例题 求： (1) 吸附总有机碳量: 终点Cb=90%C0,出水4300L。 根据 进行图解积分得： 吸附总有机碳量为266.5g。
根据 进行图解积分得：
吸附总有机碳量为266.5g。
(2) 终点活性炭吸附量266.5/401=0.66g/g;
(3) 穿透点活性炭吸附量130.5/401=0.33g/g;
(4) 串联级数

31. 作业 1、活性炭为什么具有很强的吸附作用？什么物质易 为活性炭吸附？ 2、什么叫吸附等温线？有什么实用意义？
3、简述活性炭的再生方法和机理。
4、如何绘制动态吸附的穿透曲线？有什么实用价值？
5、何为吸附柱的穿透点？到达穿透点时，吸附柱处于什么状态？