水污染控制工程 污水的化学处理课件.ppt

《水污染控制工程 污水的化学处理课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十六章污水的化学处理污水的化学处理是利用化学反应的作用以去除水中的杂质。它的处理对象主要是污水中无机的或有机的（难于生物降解的）溶解物质或胶体物质。常用的化学处理法有化学混凝法、中和法、化学沉淀法和氧化还原法。第一节化学混凝法混凝法是废水处理中常用的方法，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。此外，混凝法还能改善污泥的脱水性能。与废水的其它处理法比较，混凝法的优点是设备简单，维护操作易于掌握，处理效果好，间歇或连续运行均可以。缺点是由于不断向废水中投药，经

2、常性运行费用较高，沉渣量大，且脱水较困难。混凝就是废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性，使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的凝聚体，再加以分离除去的过程。一、混凝原理化学混凝法所处理的对象，主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。1、胶体的稳定性废水中的细小悬浮颗粒和胶体微粒的粒径和质量很小，尤其胶体微粒,其直径为10-3～10-8mm。这些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，同时胶体微粒本身带电，同类胶体微粒带有同性电荷，彼此之间存在静电排斥力，因此不能相互靠近以结成

3、较大颗粒而沉降。另外，许多水分子被吸引在胶体微粒周围，形成水化膜，阻止胶体微粒与带相反电荷的离子中和，妨碍颗粒之间接触和凝聚下沉。因此，废水中的细小悬浮颗粒和胶体微粒不易沉降，总保持着分散和稳定状态。2、胶体的结构胶体的结构很复杂，它由胶核、吸附层和扩散层组成。胶体粒子的结构式可写为[胶核]电位形成离子，束缚反离子自由反离子以氢氧化铁为例说明胶体的结构。因氢氧化铁是由三氯化铁水解形成，故水中的主要电解质为H+和Cl─。在溶液中，一定数量的氢氧化铁颗粒聚集成胶核，并吸附了溶液中的一些电位离子（

4、H+离子），为达到电中性，H+离子又吸附了具有相同数目的反离子Cl─，构成了吸附层与扩散层。由此可写出氢氧化铁胶体粒子的结构式:[Fe（OH）3]mnH+（n－x）Cl─x+xCl─胶核电位离子层束缚反离子自由反离子吸附层扩散层胶粒胶团胶粒在水中受到的影响：⑴由于上述的胶粒带电现象，带相同电荷的胶粒产生静电斥力，而且ζ电位愈高，胶粒间的静电斥力愈大；⑵受水分子热运动的撞击，使微粒在水中作不规则的运动，即“布朗运动”；⑶胶粒之间还存在着相互引力—范德华引力。范德华引力的大小与胶粒间距的2次方成

5、反比，当间距较大时，此引力略去不计。胶粒不能相互聚结的原因：⑴一般水中的胶粒，ζ电位较高。同时胶粒间相互斥力还与胶粒的间距有关，距离愈近，斥力愈大。而布朗运动的动能不足以将两颗胶粒推近到使范德华引力发挥作用的距离；⑵水化作用。由于胶粒带电，将极性水分子吸引到它的周围形成一层水化膜。水化膜同样能阻止胶粒间相互接触。3、混凝原理⑴压缩双电层作用投加电解质—混凝剂，使水中胶粒产生膨胀凝结而失去稳定性。如天然水中带负电荷的黏土胶粒，在投入铁盐或铝盐等混凝剂后，混凝剂提供的大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸

6、附层。以致扩散层完全消失，ζ电位为零，称为等电状态。在等电状态下，胶粒静电斥力消失，胶粒最易发生凝结。实际上，ζ电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时，胶粒就开始产生明显的凝结，这时的ζ电位称为临界电位。胶粒因ζ电位降低或消除以致失去稳定性的过程，称为胶粒脱稳。脱稳的胶粒相互凝结，称为凝聚。⑵吸附架桥作用三价铝盐或铁盐以及其它高分子混凝剂溶于水后，经水解和缩聚反应形成高分子聚合物，具有线性结构。可被胶体微粒所强烈吸附。因其线性长度较大，当它的一端吸附某一胶粒后，另一端又

7、吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大絮凝体。这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程，称为絮凝。⑶网捕作用三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒，使胶体粘结。上述三种作用产生的微粒凝结现象—凝聚和絮凝总称为混凝。二、混凝剂和助凝剂1、混凝剂用于水处理中的混凝剂应符合的要求：混凝效果良好，对人体健康无害，价廉易得，使用方便。混凝剂的种类：⑴无机盐类混凝剂目前应用最广的是铝盐和铁盐。铝盐主要有

8、硫酸铝、明矾等；铁盐主要有三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁。⑵高分子混凝剂无机高分子混凝剂：聚合氯化铝(PAC)和聚合氯化铁。有机高分子混凝剂：人工合成的聚丙烯酰胺。2、助凝剂可以调节或改善混凝的条件，也可以改善絮凝体的结构，利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用，使细小松散的絮凝体变得粗大而紧密。三、影响混凝效果的主要因素1、水温水温低时，水解困难，且粘度大，不利于脱稳胶粒相互絮凝，影响絮凝体的结大，进而影响后续的沉淀处理的效果。改善的办法是投加高分子助凝剂或是用气浮法代替沉淀法作为后续处理。2、pH值