吸附
吸附是利用多孔性的固体物质，使水中一种或多种物质被吸附在固体表面。常用于除嗅、有机物、胶体、微生物及余氯等。
一．吸附类型
根据固体表面吸附力的不同，吸附分为物理吸附和化学吸附。
1. 物理吸附
通过分子间力（范德华力）而产生的吸附。特点是没有选择性，吸附质并不固定在吸附剂表面的专门格点上，在界面范围内可自由移动，吸附速度快。
2. 化学吸附
通过化学键力等化学作用而产生的吸附。特点是具有选择性，吸附速度慢。
3. 交换吸附
通过静电引力作用，包括离子交换。其主要因素是离子电荷、水合半径的大小。
几种作用往往同时存在，一般低温时物理吸附，高温时化学吸附。
二．吸附剂
多孔或磨得很细的物质，由于具有巨大的表面积，因而有明显的吸附性能。
常用的吸附剂有：活性炭、磺化煤、沸石、活性白土、硅藻土、腐殖质、焦炭、木炭、木屑等。
活性炭：在制造过程中，晶格间生成的空隙形成各种形状和大小的细孔。吸附作用主要发生在细孔的表面上。其比表面积可达500～1700m2/g。
吸附量与比表面积、细孔的构造和分布有关。
吸附剂的再生方法有加热法、蒸汽法、溶剂法、臭氧氧化法、生物法等。
三、吸附等温线
在一定温度下，使活性炭与水充分接触，并达到平衡时的溶液浓度和活性炭所吸附的有机物数量之间的关系，所绘制的曲线称为吸附等温线。
按其曲线的形状，可分为：
1．Langmuir型
在吸附剂表面与被吸附的气体分子之间起作用的结合力是由弱的化学吸附所造成的，可从理论上推导出被吸附到吸附剂中的物质数量和气体压力之间的关系。--是单分子吸附。
液相浓度C和吸附量q的关系：
q =abC/(1+bC) 或 1/q = 1/ab ·1/C +1/a
式中：a—与*大吸附力有关的常数；
b—与吸附能量有关的常数。
1/q 和1/C成线性关系。
当液相浓度很低时， bC ＜＜1，则有：q = ab C
当液相为高浓度时， bC ＞＞1，则有：q =a
即当溶液浓度增加时，吸附量接近于某个极限值Q0, 则有 q = Q0 b C / ( 1+b C)
2．Freundlich型
当液相浓度界于高低之间时，其吸附量为： q = K C1/n
经验公式。lg q = lg K + 1/n lgC
通过曲线可求得K和吸附指数1/n。
3．BET型
由Brunauer、Emmett和Teller三人提出设想分子在吸附剂表面上能够连续重叠、无限地吸附的一种多分子层吸附模型。
Vm·Am·C
Q =---------------------------------------------------------------
（Cs―C）·[1＋（Am―1）·（C/Cs）]
式中Cs—饱和浓度；
Vm、Am分别表示单分子层吸附时的*大吸附量和与吸附能量有关的常数。
C 1 Am―1 C
------------------- = ------------ ＋------------- ·---------
q（Cs―C） Vm·Am Vm·Am Cs
四、活性炭柱吸附操作设计
水处理使用的活性炭有粒状和粉末。
1．操作方式
静态：很少采用；
动态：连续操作，分固定床、移动床、流动床。
2．设计参数
首先根据静态吸附试验测出不同类型的活性炭的吸附等温线，从而选择炭型，并估算出处理每立方水所需的活性炭的数量。
3．吸附剂的再生
加热法、蒸汽法、溶剂法、臭氧氧化法、生物法等。
第八章除铁锰
一、空气曝气法
是应用*多的一种方法。
目的是为了向水中溶入氧，散去CO2提高pH值，使Fe2+向Fe3+转化，然后形成Fe(OH)3的絮凝体沉淀过滤而除去。
锰砂过滤： 3MnO2 + O2 = MnO·Mn2O7
MnO·Mn2O7 + 4Fe2+ + 2H2O→3MnO2 + 4Fe3+ +4OH-
速度大大加快，是一种催化剂。
曝气的方式有：水射式曝气、跌水曝气、空气压缩机充气、淋水或喷水曝气、曝气塔曝气等。
二、氯氧化法
氯是比溶解氧更强的氧化剂，能迅速地将二价铁氧化成三价铁。
可减少反应和沉淀时间，简化处理系统：
2Fe(HCO3)2+Cl2+Ca(HCO3)2=2Fe(OH)3↓+CaCl2+6CO2↑
在pH为4～10的范围内都可发生。
当水中含铵盐或含氮有机物时，加氯量增大。
三、高锰酸钾氧化法
比氯和氧更强烈的氧化剂，能迅速地将二价铁氧化成三价铁，生成密实的絮凝体，易于为砂滤池所截留。
用于硬度较大的含铁地下水效果较好。
四、接触过滤法
以硫酸锰、氯化锰和高锰酸钾反复处理锰砂、绿砂、人造沸石或其它阴离子交换剂，可使之表面附着一层高价锰的氧化物，当含铁水通过这种滤料时，二价铁便被氧化除去。
适合于处理含铁浓度不超过10mg/L的原水。
五、离子交换法
水中溶解的亚铁离子可用离子交换法除去，除去的过程和软化法一样。
适用于水需同时软化，且要求水中无氧气，不含二价铁离子以外的其它形式的铁质。
六、化学沉淀法
加入石灰后，水中产生FeCO3沉淀出来，然后直接由过滤除去。
在 pH 为 8.0～8.5 之间就可以发生反应，要求水中没有氧气，一般要求一个密闭的压力混合反应器和压力滤池系统。
七、混凝沉淀过滤法
当地下水含有有机铁或胶体状铁时，一般氧化法不能将铁去除，需用混凝剂，通过混凝、沉淀、过滤可获得良好的效果。
八、电解法
在金属铝电极间通过原水，由水电解产生新生氧而氧化水中亚铁盐，同时从电极中放出的铝离子可生成氢氧化铝，吸附悬浊的铁氧化物，进行凝聚、沉淀、过滤。
原理：
H2O =H2↑ + 1/2O2(新生氧)
2Fe(HCO3)2 + 1/2O2 +H2O = 2Fe(OH)3 +4CO2↑
2Al3+ + 6H2O = 2Al(OH)3 +3H2↑
但长期运转中，电极表面的水垢将产生阻抗。
九、用铁**处理
利用铁**可以使水中溶解的铁氧化为不溶性的Fe3+而聚集起来。如发式纤毛**、赫式纤毛菌、含铁嘉氏铁柄杆菌、多孢铁**等。
操作简单，费用低廉。
是一种慢速过滤法，适宜于水量小的情况。
十、稳定处理
把铁、锰保持在溶解状态。
适用于地下水溶解性铁、锰总量约0.5～2mg/L。
投加阻垢分散剂，如聚磷酸盐、共聚物等。
十一、除锰
与除铁相似。主要是将溶解的Mn2+氧化为不溶解的MnO2,从水中除掉。
要求条件比除铁高：如用曝气氧化法除锰时，须在水中加入石灰或碱，使pH略高于10才能有效。
