污水的化学处理.ppt

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1、第一节化学混凝法一、混凝对象和用途二、废水中胶体颗粒的稳定性及脱稳机理三、混凝剂与助凝剂四、影响混凝的因素五、投药方法及调制设备六、混合与反应七、混凝方法的优缺点一、混凝对象和用途混凝是通过向废水中投加混凝剂(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降与水分离，使废水得到净化。各种废水都是水和水中均匀分布的细小颗粒所组成的分散体系，按颗粒的大小，分散体系可以分成三类：颗粒粒径小于1nm的真溶液；颗粒粒径为1－100nm的胶体溶

2、液；颗粒粒径大于100nm的悬浮液。在通常情况下，胶体溶液和悬浮液采用混凝方法处理。二、废水中胶体颗粒的稳定性及脱稳机理1.胶体的特点：粒径小，一般直径为10-9－10-7m；布朗运动，颗粒在废水中受水分子热运动的碰撞而作无规则的布朗运动，布朗运动足以抵抗重力影响，具有动力学稳定性；带电，同类胶体微粒带有同性电荷。水化膜，许多水分子被吸引在亲水胶体微粒周围，形成水化膜。双电层结构模型2.胶体的结构滑动面以内的部分称胶粒胶粒与扩散层之间的电位差称ξ电位[胶核]电位离子，束缚反离子自由反离子[

3、Fe(OH)3]mnH＋(n－x)Cl－x+Cl－胶核(nuclear)胶粒(colloidalparticle)吸附层(固定层）stationarylayer扩散层diffuselayer胶团(colloidalmicelle)胶粒在水中受影响分析：胶粒间静电斥力，与ξ电位成正比布朗运动，有靠动能将胶粒推近到范德华力作用距离范围的趋势。范德华力，与胶粒间距的2次方成反比决定了：胶粒能相互聚结，还是长期保持稳定的分散状态3.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（stab

4、ilization)。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)，脱稳的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚(coagulation)。混凝的机理：混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕四种机理。（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

5、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。（2）吸附电中和机理(electricalneutralization)胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。（3）吸附架桥（桥连）机理(polymerbridgingofcolloids)吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢

6、键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的过程。本机理能解释当废水浊度很低时有些混凝剂效果不好的现象。因为废水中胶粒少，当聚合物伸展部分一端吸附一个胶粒后，另一端因粘连不着第二个胶粒，只能与原先的胶粒粘连，就不能起架桥作用，从而达不到混凝的效果。高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架桥作用示意图＋＋＋（4）沉淀物网捕机理(entrapmentintheflocstructure)当铝盐或铁盐混凝剂投量很大而形成大量氢氧化物沉淀时，可以网捕，卷扫水中胶粒以至产生沉淀分离，称为卷扫或网捕

7、作用，这种作用基本上是一种机械作用，所需混凝剂量与原水杂质含量呈反比。原水胶体杂质含量少时，所需混凝剂量多，反之亦然。以上介绍的混凝的四种机理，在水处理中往往可能是同时或交叉发挥作用的，只是在一定情况下以某种机理为主而已。三、混凝剂与助凝剂凝聚、絮凝和混凝这三个词常引起混淆。凝聚(coagulation)是指胶体被压缩双电层而脱稳的过程；絮凝(flocculation)则指胶体由于高分子聚合物的吸附架桥作用聚结成大粒絮体的过程；混凝（coagulation-flocculation）则包括凝聚与絮

8、凝两种过程。凝聚是瞬时的，所需的时间是将化学药剂扩散到全部水中的时间。絮凝则与凝聚作用不同，它需要一定的时间让絮体长大，但在一般情况下两者难以截然分开。混凝剂(coagulant)：一般把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。助凝剂(coagulantaids)：当单用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某类辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。水处理对混凝剂的要求：混凝效果好；对人类健康无害；价廉易得；使用方便。目前常用的混凝剂传统上按化学组成可分为无机盐类和有机高分子类。