化学混凝法全解.ppt

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1、污水的化学处理法2.1化学混凝法2.2中和法2.3化学沉淀法2.4氧化-还原法10/4/202112.1化学混凝法(Coagulation)概述混凝原理混凝剂和助凝剂影响混凝的主要因素混凝工艺过程与设备10/4/20212一、概述1、废水分散体系根据分散相粒度不同，废水可分为三类：粗分散体系（悬浮液）：分散相粒度>100nm。胶体分散体系（胶体溶液）：分散相粒度为1~100nm。分子-离子分散体系（真溶液）：分散相粒度为0.1~1nm。10/4/20213悬浮液胶体溶液真溶液吸附法等处理混凝法处理自然沉淀或过滤处理0.1nm1nm100nm粒度100m1nm0.1nm10/

2、4/202143、混凝法的用途可以用来降低废水的浊度和色度，去除多种高分子有机物、某些重金属和放射性物质。如造纸、钢铁、纺织、化工、食品等工业废水及城市污水的三级处理能改善污泥的脱水性能。如污泥处理2、去除对象：主要为废水中细小的悬浮颗粒和胶体颗粒。4、优点：设备简单，维护操作易于掌握，处理效果好，间歇或连续运行皆可。缺点：运行费用较高，沉渣量大，且脱水较困难。10/4/20215二、混凝原理混凝是通过向废水中投加化学药剂——混凝剂(coagulant)，破坏胶体的稳定性，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集(aggregation)成较粗大的颗粒而沉淀，得以与水分离，使废水得到净化

3、。10/4/202161、废水中胶体颗粒的稳定性（1）胶体特性光学性质：在水溶液中能引起光的反射的性质。力学性质：主要是指胶体的布朗运动。表面性能：比表面积大，具有极大的表面自由能，使胶体颗粒具有强烈的吸附能力和水化作用。动电现象：胶体的动电现象包括电泳与电渗。电泳现象说明胶体微粒是带电的。胶体的稳定性正是上述特性的综合表现，尤其是胶粒之间的静电斥力的作用结果。如要了解胶体带电现象和使胶体脱稳的途径，就必须研究胶体的结构。10/4/20217胶体的双电层结构模型胶核电位离子束缚反离子胶团边界（2）胶体的结构滑动面吸附层扩散层10/4/20218胶体粒子的结构式：10/4/2

4、0219[Fe(OH)3]mnH＋(n－x)Cl－x+xCl－胶核(nuclear)胶粒(colloidalparticle)吸附层stationarylayer扩散层diffuselayer胶团(colloidalmicelle)例：氢氧化铁胶体由三氯化铁水解形成。试写出氢氧化铁胶体粒子的结构式。解：氢氧化铁胶体粒子的结构式如下所示：电位形成离子自由反离子束缚反离子其中，m为胶核中的分子数；n为被吸附的电位离子数；(n-x)为吸附层中反离子数；x为扩散层中的反离子数。10(3)电位（总电位）与电位（电动电位）胶粒与溶液主体之间的电位差，称为电动电位，常称电位。胶核

5、表面的电位离子与溶液主体之间的电位称为总电位或称电位。在总电位一定时，扩散层愈厚，电位愈高；反之扩散层愈薄，电位也愈低。电位引起的静电斥力，阻止胶粒互相接近和接触碰撞。11电位对于某类胶体而言，是固定不变的，它无法测出，也不具备实用意义。电位可通过电泳或电渗计算得出，测定电位可确定电荷大小以及稳定程度。它随着温度、PH值及溶液中反离子浓度等外部条件而变化，在水处理中具有重要的意义。q—电动电荷密度δ—扩散层厚度ε—水的介电常数10/4/202112(4)胶体保持稳定的原因1）胶体微粒的带电性。同类的胶体微粒间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒。2）水

6、化作用。带电荷的胶粒和反离子都能与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，阻碍各胶粒的聚合。上述分析说明，水中胶体物质是相当稳定的，要想去除它，首先要使它们脱稳，然后凝聚和絮凝。132.胶体的脱稳机理胶体颗粒保持分散的悬浮状态的特性称为胶体的稳定性（stabilization)。胶体因电位降低或消除，从而失去稳定性的过程称为脱稳(destabilization)。凝聚：指脱稳的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程。絮凝：指未经脱稳的胶体形成大颗粒絮体的过程。混凝：包括凝聚和絮凝两个过程。混凝机理：可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕四种。10/4/202114

7、（1）压缩双电层机理(modificationoftheelectricaldoublelayer)双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度有关。当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高时，则扩散层的厚度将减小。该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。由于扩散层厚度的减小，胶粒得以迅速凝聚。10/4/202115溶液中离子浓度与扩散层厚度的关系溶液中离子浓度低溶液中离子浓度高BA到颗粒表面的距离反离子浓度O溶液中离子浓度低时，扩散层厚度