chapter13 工业废水的物理化学处

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1、Chapter13工业废水的物理化学处理7/13/20211水质工程学II主要内容：混凝Coagulation气浮AirFlotation吸附Adsorption离子交换Ion-exchange电渗析Electrodialysis扩散渗析、反渗透、超滤DiffusionDialysis,ReverseOsmosis,Ultrafiltration7/13/20212水质工程学II13.1混凝1.原理：向污水中投入电解质，压缩杂质双电层，降低或消除ζ电位，杂质相互聚结沉淀。(1)双电层机理－利用电解质压缩双电层，降低ζ电位，消除静电排斥能峰，使胶体脱稳聚和。(2)吸附

2、架桥机理－利用高分子的吸附架桥能力，将杂质吸附，形成大絮体下沉。2.材料：石灰、碳酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、聚合铝7/13/20213水质工程学II13.1混凝3.混凝的种类化学混凝－利用正电荷的电解质，压缩污水中负电粒子的双电层，当大量正电荷进入胶粒的双电层内，使双电层变薄，电位减小，胶粒不带电，可以相互聚和下沉。生物混凝利用微生物的吸附絮凝作用，吸附胶体颗粒一同下沉，活性污泥回流污泥达到吸附絮凝作用。回流污泥目的：a.接种，使生物种类多样b.预絮凝和生物混凝作用7/13/20214水质工程学II13.1混凝(3)物理混凝－混凝经水解形成高聚物，大颗粒高聚物对杂质

3、胶体有强烈的吸附能力，可吸附一定距离内的胶体共同下沉。自身混凝：高聚物大颗粒可在其作用空间内吸附胶体一同下沉。有效作用空间：a.R≠r;b.r

4、需要用试验确定。混凝的应用：1预处理(SS可从2万降至5000)2深度处理(已推广，由张杰院士提出，COD去除率为50~60%)7/13/20216水质工程学II13.1混凝7/13/20217水质工程学II13.1混凝7/13/20218水质工程学II13.2气浮1.气浮处理的理论基础将空气通入水中，并以微小气泡析出，使水中固体杂质粘附气泡一同上浮至水面分离。(1)气浮流程气＋污水→气粒吸附→泡沫→分解含油污水中的油可通过1隔油池2粗粒化3气浮来去除7/13/20219水质工程学II13.2气浮2、气浮条件去除比重近于1，直径≤60μm悬浮物(大于60μm的可下沉

5、)①气粒吸附－属物理吸附。吸附放热，低温吸附效果较好极性相同，吸附效果较好(气泡是疏水性物质，即非极性)物理性质相同，吸附效果较好。②吸附对象－吸附疏水性物质疏水性物质－难为水润湿的物质，可以直接吸附。亲水性物质－容易被水润湿的物质，需要转为疏水性物质。7/13/202110水质工程学II13.2气浮③表面活性剂—可以实现疏水－亲水相互转移表面活性剂由极性－非极性分子组成，分子一端呈亲水性，另一端呈疏水性，也叫二亲分子。a.表面活性剂对于亲水性物质有利，亲水性物质转为疏水性。b.表面活性剂对于疏水性物质不利，疏水性物质转为亲水性。7/13/202111水质工程学II

6、13.2气浮水中气、粒的粘附着力计算在液、气、粒三相表面上，产生的表面力不同，其粘附着力也不同。1．表面能液体表面分子与内部分子受到的分子引力不同，表面分子所受到的力不平衡，该力把表面分子拉向液体内部，力图缩小表面积，减少表面能。2．表面能的物理现象表面能力图使自由表面积最小，从而表面能最小。液体内部分子引力使液体呈球状，减少表面积，避免展开。7/13/202112水质工程学II13.2气浮表面能大小计算设液、气、固三相分别为1、2、3，σ表示表面能则液－固，液－气，气－固分别用σ13、σ12、σ23表示根据热力学已知：界面能＝表面能×界面面积s－界面面积(cm2)

7、，取单位面积为1进行计算颗粒和气泡粘附前其表面能之和(N/m)颗粒和气泡粘附后其表面能(N/m)吸附前后界面能减少值为7/13/202113水质工程学II13.2气浮根据图解，代入上式：θ—接触角分析：1)△W越大，吸附越容易进行。2)当接触角θ→0时，cosθ→1，(1－cosθ)→0，气固不易吸附。3)当接触角θ→180°时，cosθ→－1，(1－cosθ)→2，气固易吸附。4)接触角可判断物质被水润湿的性质，θ＜90°为亲水性物质，不容易吸附，θ＞90°为疏水性物质，容易吸附。7/13/202114水质工程学II13.2气浮气泡的稳定性1)加入表面活性剂使