水污染控制工程教学课件污水的化学处理

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1、第十六章污水的化学处理重点：原理、影响因素第一节化学混凝法1.胶体的稳定性1.1概念：胶体：胶核+双电层（电位离子+离子层+扩散层）电位离子：直接电离或吸附氢根离子或氢氧根一一决定胶体电荷的大小和符号异号离子：电位离子的静电引力吸附的大量异号离子固定离子层一一滑动面一一扩散层胶粒：胶核+固定离子层匚电位：胶粒与扩散层间电位差；胶体的电动电位，巾电位：胶核表面的电位离子与溶液间电位差。1.2受力分析/布朗运动（热运动）/静电斥力一一正比于一一〔电位“范徳华引力一一反比于一一胶粒间距平方（间距较大，可忽略）/水化作用：水化膜（与£电位相关，与之同消长）1.3混凝原

2、理/压缩双电层作用：电解质（混凝剂）一一消除或降低胶粒的匸电位一一胶粒脱稳一一脱稳胶粒相互聚结一一凝聚临界状态：斥力小于布朗运动的动能，匚电位大于零等电状态：g电位等于零；是否一定最好？不一定因为其他作用的存在适用：无机盐混凝剂提供的简单离子/吸附架桥作用：高分子混凝剂水解和缩聚反应一一高分子聚合物一一线形结构（长度）——吸附相距较远的胶粒起到架桥的作用一一颗粒结大一一絮凝“网捕作用：水解的沉淀物一一沉淀过程集卷、网捕水中胶体等微粒一一胶体粘结凝聚+絮凝一一混凝pH一一水解或缩聚反应的过程一一影响混凝效果压缩双电层：正电荷水解聚合物吸附+架桥：正电荷水解聚合物

3、+轻基一一单核一一多核络合物实验装置一一六联搅拌仪2.混凝剂与助凝剂混凝剂与絮凝剂作者：国家环境保护局科技标准司环境工程科技协调委员会索书号:86.6442/419SS号:10127938出版日期:1991年3月第1版页数：902.1混凝剂一一无机盐+高分子原则：无害、效果好、便宜、方便效果一一针对三种作用需要的条件一一电荷/高分子聚合物/沉淀物“无机盐铝盐、铁盐«1常用无机类澳無剂一蒐衰名称化学式硫較铝「祖制或精制严AJj(SO4)3・怡血0明矶K・A1(SO4、zi2HaO.^NH4(AISO*?r聚合氯1匕铝(AH(OH〉H沁聚合硫酸错(Ah(OH〉・(

4、SO4于m三氯化铁F@C13・6HzO硫酸亚饮FeSO4,7H2O聚合硫酸铁(Fei(水解硅酸Si(OH)4等*英文文献中席以Aluw表示.铝盐一一对生物潜在危害，表现在含铝污泥的释放/高分子一一天然、人工；无机、有机无机：聚合氯化铝、聚合氯化铁有机：阳离子、阴离子、非离子型〈聚丙烯酰胺较多,单体冇毒）；特点：巨大的线性分子天然高分子絮凝剂在水处理屮的应用历史可以追溯到2000年以前的古代中国和古代埃及。在近代水处理中，天然高分子化合物仍是一类重要的絮凝剂，不过它们的使用远少于人工合成高分子絮凝剂，其原因是天然高分子絮凝剂电荷密度较小，分子量较低，且易发生生物

5、降解而失去絮凝活性。目前天然高分子絮凝剂的主要品种有淀粉类，半巩甘露聚糖类，纤维素衍生物类，微生物多糖类，及动物骨胶类等五大类。天然淀粉的来源十分丰富，土豆、玉米、木薯、藕、小麦等均有高含量的淀盼，不过从这些不同来源获得的淀粉在粒度、胶化温度、在溶剂中的膨胀率及直、文链组分的比例方面有所不同。2.2助凝剂注意区分。作用一一调节或改善混凝条件一一pH、水质以及絮凝体结构（主要利用高分子物质的吸附架桥作用）3・影响因素3.1T温度过低不可3.1pH与品种相关，发生的水解反应或缩聚反应需要一定的碱度、II产酸需要屮和一一无机盐有机高分子一一彫响较小3・3杂质成分、浓

6、度、性质一一有机物一一混凝试验3.4水力条件混合一一反应要求不同混合一一扩散均匀、迅速一一时间一一搅拌剧烈（高分子主要是均匀，无需过分剧烈搅拌）一一凝聚一混合池反应一一搅拌强度怎样？为什么？因为主要是通过絮凝形成大的具有良好沉淀性能的絮凝体一一絮凝——无需反应池一一过滤/气浮3.5混凝剂的最佳投放剂量达到既定水质目标的最小混凝剂投放剂量，对水和废水混凝处理具有重要技术经济意义。确定一一实验室模拟+现场试验相结合实验室模拟的方法，主要有烧怀搅拌试验、7电位法、胶体滴定法及过滤法四种。目前还不能仅根据胶体化学及流体力学理论直接推算混凝剂的最佳投放剂量。烧杯搅拌试验

7、一一快速搅拌、慢速搅拌和静止沉降三个步骤一一使用最多的一种方法。胶体滴定法一一电荷中和滴定一一胶体带负电一一过量阳离子一一阴离子反滴定一一指示剂显示屮点一一少用一一可替代乙电位法阳离子型聚电解质可用甲基乙二酹壳聚糖,阴离子塑聚电解质可用聚乙烯醇的硫酸盐,指示剂可用甲苯胺兰。乙电位法一一在测量〔电位法前先使用烧杯搅拌试验使混凝剂与胶体粒子产相互作用。用显微电泳仪测定一一研究工作过滤法一一模拟滤池法。如果原水浊度较仍，浊度的去除主要不是通过凝聚絮凝过程，而是主要通过凝聚过滤过程，则可使用此法。在混凝剂投放水样并经快速搅拌后立即将水样用模拟滤池过滤一一过滤水能符合水

8、质一一多用于给水处理中4.设备配置与投