水处理I-第三章：水的化学处理课件.ppt

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1、第三章污水的化学处理3.1化学混凝法3.2中和法3.3化学沉淀法3.4氧化还原法3.5电化学法3.6消毒§31化学混凝法(Cogulation)去除对象:水中细小的悬浮物和胶体污染物质混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花；水处理中主要杂质：粘土（50nm-4m）细菌（0.2m-80m）病毒（10nm-300nm）蛋白质（1nm-50nm）腐殖酸§31.1混凝原理（1）胶体结构（双电层结构）A、电位离子层：胶核表面，吸附了一层带同号电荷的离子；B、反离子层：电位离子层外吸附了电量与电位离子层总电量相同

2、，而电性相反的离子；吸附层扩散层C、滑动面：吸附层与扩散层的交界面；D、胶体的电动电位：指胶粒与扩散层之间的电位差；电动电位胶体脱稳凝聚E、总电位：胶核表面的电位离子与溶液主体之间电位差；F、胶体粒子的结构式Fe（OH)3胶体分散系胶团结构：(AgI)mI-I-I-I-I-I-I-I-K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+AgNO3+KI→AgI+KNO3KI过量[(AgI)mnI-,(n-x)K+]x-xK+胶核胶粒胶团吸附层扩散层（2）胶体的稳定性A定义：胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性;B分类：动力学

3、稳定性：颗粒布朗运动对抗重力影响的能力；——粒子越小，动力学稳定性越强；聚集稳定性：胶体粒子之间不能相互聚集的特性；—静电作用和水化膜的作用阻碍胶体粒子的聚合，—胶体的稳定性关键在于聚集稳定性；—胶体的电动电位越高，胶体的稳定性越高；（3）DLVO理论德加根（Derjaguin）、兰道（Landon）伏维（Verwey）、奥贝克（Overbeek）胶体的稳定性和凝聚：可由两胶粒间的相互作用和距离来评价距离>OA(稳定)静电斥力占优势距离

4、使胶粒带电荷数压缩双电层使扩散层厚度降低降低电动电位稳定性凝聚凝聚能力离子价数6◆吸附电中和—胶核表面直接吸附带异号电荷的离子、胶粒等来降低电动电位，使胶体脱稳；◆吸附架桥作用—高分子物质和胶粒，以及胶粒与胶粒之间的架桥；高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象：①高分子投量过少，不足以形成吸附架桥；②但投加过多，会出现“胶体保护”现象；◆网捕作用—金属氢氧化物形成过程中对胶粒的网捕；（5）混凝过程：凝聚和絮凝（CogulationandFlocculation）凝聚：指使胶体脱稳并聚集为微絮粒（10

5、m）的过程；特点：剧烈搅拌，瞬间完成；絮凝：指微絮粒通过吸附、卷带和桥连而成长为更大的絮体（0.6-1.2mm）的过程。特点：需要一定时间，搅拌从强到弱；（6）混凝剂和助凝剂I、混凝剂基本要求：混凝效果好；对人体健康无害；使用方便；货源充足，价格低廉；分类：无机、有机、微生物类当废水低浊度时，宜先投其他混凝剂；当废水浊度高时，应先投加PAM。应尽量采用较低的浓度。阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）阴离子聚丙烯酰胺(APAM)淀粉、动物胶、甲壳素微生物絮凝剂人工合成有机天然简单无机铝盐：絮粒较轻而疏松、适宜pH：5.5-8

6、、投加量大；聚合铝：絮凝体形成快、比重大、沉降性好、投药量低；简单无机铁盐：絮粒在水中沉淀速度快、适宜pH：5-11、但腐蚀性强，处理后的水带色；聚合铁：用量小、絮凝体沉降性能好、处理后水中铁残留量低、腐蚀性较小；硫酸铝明矾聚合氯化铝（PAC）聚合硫酸铝（PAS）三氯化铁硫酸亚铁硫酸铁聚合硫酸铁(PFS)聚合氯化铁(PFC)铝系无机铁系电荷密度小且易发生降解而失去活性。聚丙烯酰胺简称PAM(Polyacrylamide)PAM的分子结构通式为：PAM是线状水溶性高分子，其分子量在300-1800万阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)(

7、CationicPolyacrylamide)阴离子聚丙烯酰胺（APAM）(AnionicPolyacrylamide)-+-+——土豆、玉米、小麦具有高含量淀粉——直链淀粉的絮凝性能高于支链淀粉淀粉类甲壳质（壳聚糖-CHITOSAN）——从虾壳和蟹壳中提取；对混凝剂而言，废水处理时（带负电胶体）（1）普通电解质只有压缩双电层和吸附电中和作用；（2）高分子物质A、阳离子型（带正电荷）聚合电解质，具有电中和作用和吸附架桥功能。B、非离子型（不带电荷）或阴离子型（带负电荷）聚合电解质，只能起吸附架桥作用。II、助凝剂酸碱类

8、：调整水的pH值，如石灰、硫酸；加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸、骨胶等；氧化剂类：破坏干扰混凝的物质（有机物）；如投加Cl2和O3等；(7)混凝影响因素水温；◆无机盐混凝剂水解是吸热反应，低温水混凝剂水解困难；◆低温水的粘度大，水中杂质颗粒的布朗运动减弱，碰撞机会减