Để xác định lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ ở điều kiện áp suất (đv chất khí) và nồng độ (đv chất lỏng) nhất định khi nhiệt độ không thay đổi. Freundlich and Kuster[r]
(1)Nhóm: PATTAL
GVHD: Ths Lê Đức Khải
HẤP PHỤ & TUYỂN NỔI
Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Đại học Khoa Học Tự Nhiên
(2)HẤP PHỤ 1
TUYỂN NỔI 2
Định nghĩa
Cơ chế hấp phụ
Các giai đoạn hấp phụ
Các yếu tố ảnh hưởng trình hấp phụ Các thiết bị cơng trình hấp phụ
Nội dung
Cơ chế tuyển nổi Các loại tuyển nổi
• Tuyển khơng khí • Tuyển chân khơng
(3)(4)HẤP PHỤ / Định nghĩa 1
Hấp phụ trình tụ tập phân tử khí, phân tử, ion chất tan bề mặt phân chia pha
Bề mặt phân cách pha
Rắn – Lỏng
Khí – Lỏng Lỏng –
(5)HẤP PHỤ / Cơ chế 1
Hấp phụ vật lý (physisorption)
Có dạng hấp phụ Hấp phụ hóa học
(chemisorption)
+ Liên kết c ng hố trị
(covalent bonding)
+ Liên kết cầu hydro
(hydrogen bonding)
+ Lưc tnh n ê (electrostatic
force)
+ Lưc n đ ng ê ô (electrokinetic force)
(6)Hấp phụ vật lý Hấp phụ hóa học
Nhiệt hấp phụ Khơng lớn
thường nhỏ 20 kJ/mol Khá lớn, từ 40 ÷ 800 kJ/mol
Lượng chất bị hấp phụ Nhiều lớp (đa lớp) Đơn lớp
Tính chọn lọc Khơng có sư chọn lọc, có tính
chất hấp phụ lý học Tính chọn lọc cao, phụ thuộc vào tính chất bề mặt chất rắn tính chất chất bị hấp phụ
Sự phụ thuộc nhiệt độ
Nhiệt độ tăng lượng chất hấp
phụ giảm Nhiệt độ cao
Tính chất điểm hấp phụ
Tương tác yếu Liên kết mạnh
Năng lượng hoạt hóa chất hấp phụ
Hấp phụ lý học tiến hành nhanh lượng hoạt hóa khơng
Hấp phụ hóa học tiến hành chậm có lượng hoạt hóa lớn
Tính thuận nghịch Thuận nghịch Khơng phải
quá trình thuận nghịch
Trạng thái chất bị hấp phụ
Không thay đổi Thay đổi hoàn toàn
(7)HẤP PHỤ / Các giai đoạn 1
CÁC GIAI ĐOẠN QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Giai đoạn Bulk solution transport: Các chất dung dịch
đươc vận chuyển đến lớp nước mỏng bao quanh bề mặt hạt rắn – quá trình bao gồm: vận chuyển theo dòng phân tán.
Giai đoạn Film diffusion transport: Các chất tập trung lớp
nước mỏng khuếch tán đến khe rỗng bề mặt hạt rắn (khuếch tán ngoài)
Giai đoạn Pore transport: Khuếch tán chất khe rỗng dọc theo bề m t khe rỗng (khuếch tán trong)ă
(8)HẤP PHỤ / Các giai đoạn 1
(9)HẤP PHỤ
T/c chất bị hấp phụ •Độ tan
•Chiều dài phân tử •Kích thước phân tử •Dạng hình học
phân tử
•Độ tĩnh điện
ả
Nhiệt độ
Hấp phụ vật lý: giảm khi nhiệt độ tăng
Sức căng bề mặt
Sức căng bề mặt nhỏ: các phân tử tập trung trên bề mặt dung dịch Sức căng bề mặt lớn: nồng độ chất hòa tan trong khối dung dịch lớn
Diện tích bề mặt
Tốc độ hấp phụ tăng diện tích bề mặt chất hấp phụ tăng.
HẤP PHỤ / Các yếu tố ảnh hưởng 1
(10)HẤP PHỤ / Các yếu tố ảnh hưởng 1
ĐƯỜNG HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT
Để xác định lượng chất bị hấp phụ bề mặt chất hấp phụ điều kiện áp suất (đv chất khí) nồng độ (đv chất lỏng) định nhiệt độ không thay đổi.
Freundlich and Kuster
BET
Henderson - Kisliuk Kisliuk
(11)- Phương trình đăng nhi t Freundlich:ê
qe: nồng đ chất bị hấp phụ pha hấp phụ trạng thái ô cân bằng, mg chất bị hấp phụ / g chất hấp phụ
x: khối lượng chất bị hấp phụ hấp phụ, mg
m: khối lượng chất hấp phụ, g
Ce: nồng đ chất bị hấp phụ nước trạng thái cân ô bằng, mg/L
Kf : h số Freundlich, mg chất bị hấp phụ / g carbon hoạt tínhê 1/n: thơng số cường đ Freundlich ô
HẤP PHỤ / Các yếu tố ảnh hưởng 1
(12)(13)HẤP PHỤ / Các yếu tố ảnh hưởng 1
ĐƯỜNG HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT
- Phương trình đăng nhi t Langmuir:ê
qe: nồng đ chất bị hấp phụ pha hấp phụ trạng thái ô cân bằng, mg chất bị hấp phụ / g chất hấp phụ
x: khối lượng chất bị hấp phụ hấp phụ, mg
m: khối lượng chất hấp phụ, g
Ce: nồng đ chất bị hấp phụ nước trạng thái cân ô bằng, mg/L
(14)HẤP PHỤ / Các yếu tố ảnh hưởng 1
(15)HẤP PHỤ / Vật liệu hấp phụ 1 Nhiệt phân (thiếu oxy) Nhiệt phân (thiếu oxy) Hoạt hóa carbon
(hơi nước - CO2)
Hoạt hóa carbon
(hơi nước - CO2)
Cấu trúc rỗng của carbon – Than hoạt tính
(16)HẤP PHỤ / Vật liệu hấp phụ 1
(17)Sinh học Sinh học Hữu cơ Hữu cơ Vô cơ Vô cơ
HẤP PHỤ / Vật liệu hấp phụ 1
Chitosan Alumina
(18)Cơng trình hấp phụ
Cột tiếp xúc bên trong
Tháp hấp phụ
(19)HẤP PHỤ / Thiết bị - công trình hấp phụ 1
(20)HẤP PHỤ / Thiết bị - cơng trình hấp phụ 1
Nước thải
Nước
Chất hấp phụ sử dụng
Chất hấp phụ sử dụng
3
5
4
Tháp hấp phụ tầng
1 Tháp hấp phụ
2 Phễu nạp chất hấp phụ Ống dẫn chất hấp phụ Lưới d = – 10 mm Bình chứa
(21)HẤP PHỤ / Thiết bị - cơng trình hấp phụ 1
Huyền phù chất hấp phụ (15 – 20%)
Nước Nước
Tháp hấp phụ nhiều tầng
1 Tháp Lưới
3 Ống chảy truyền chất hấp phụ Thùng chứa
(22)(23)Tuyển trình tách hạt rắn hạt lỏng lơ lửng không tan khỏi nước trọng lượng riêng chúng nhỏ trọng lượng riêng nước
(24)TUYỂN NỔI / Cơ chế 2
(25)TUYỂN NỔI / Điều chỉnh khả tuyển 2 Khả tuyển nổi Khả tuyển nổi
Mật độ nước thải & pH
Mật độ nước thải & pH
Tính ưa nước – kỵ nước
Tính ưa nước – kỵ nước
Bóng khí các chất có hoạt tính bề
mặt
Bóng khí các chất có hoạt tính bề
mặt
(26) Tạo mơt mơi trường thích hợp mật đô lẫn đô pH
nước thải
Phải tạo khối nước thải mơt pha khác, pha khí
(khơng khí); muốn phải thổi khơng khí vào làm cho khơng khí có mức phân tán cao
Tạo khả tiếp xúc va chạm hạt lơ lửng
bám chăt lên ranh giới phân chia pha nước pha khí (khống hố bóng khí)
Trong mơt vài loại nước thải cần dùng thuốc tuyển để làm
cho bề măt hạt lơ lửng cần trở thành kỵ nước cải tạo bề măt hạt khống vật (dầu/chất rắn lơ lửng) khơng cần làm trở thành ưa nước
26
(27)TUYỂN NỔI / Các phương pháp tuyển nổi 2
(28)TUYỂN NỔI / Các phương pháp tuyển nổi 2
TUYỂN NỔI BẰNG KHƠNG KHÍ
Tuyển cấp khơng khí phương pháp học
1 Buồng tuyển Cấp
3 Trục
(29)Thiết bị tuyển cấp khơng khí qua đầu vật liệu xốp
1 Buồng tuyển Đầu khuếch tán Rãnh gom rác
4 Bộ phận điều chỉnh mức chất lỏng
TUYỂN NỔI / Các phương pháp tuyển nổi 2
(30)Thiết bị tuyển cấp không khí qua lọc Buồng tuyển
2 Tấm lọc Cào bã
4 Rãnh gom cặn
TUYỂN NỔI / Các phương pháp tuyển nổi 2
(31)TUYỂN NỔI / Các phương pháp tuyển nổi 2
TUYỂN NỔI CHÂN KHÔNG
Cách đưa khí vào bể:
• Đưa khí vào bão hịa với nước thải, đưa khí trưc tiếp vào từ bể sục khí.
• Đưa khí vào phần hút máy bơm nước thải.
(32)TUYỂN NỔI / Các phương pháp tuyển nổi 2
TUYỂN NỔI ĐIỆN
• Mật độ dịng điện từ 80 – 90Ah/m2 bề mặt
bể tuyển
• Khí sinh khoảng 50 – 60l/h cho 1m2 bề mặt
(33)