污水的化学处理教程省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 污水化学处理,混凝 中和 化学沉淀,化学氧化还原 电解,第1页,第一节,水混凝,Coagulation and Flocculation,一、概述,1、混凝作用,废水中大颗粒能够经过重力沉淀法去除，但微小粒径悬浮物和胶体能在水中长久保持分散悬浮状态，即使静置数十个小时也不会自然沉降。,混凝所处理对象，主要是水和废水中微小悬浮物和胶体杂质。,第2页,2、凝聚、絮凝和混凝,凝聚(coagulation)：,投加混凝剂后水中胶体失去稳定性，胶体颗粒相互凝聚，结果形成众多“小矾花”。,絮凝(flocculation)：,凝聚过程中形成“小矾花”经过吸附、卷带、架桥等作用，形成颗粒较大絮凝体过程。,混凝：,是凝聚、絮凝两各过程总称。是水中胶体粒子及微小悬浮物聚集过程。,第3页,3、天然水中胶体杂质,通常是负电荷胶体，如粘土、细菌、病毒、藻类、腐殖质等。,4、混凝应用,给水处理：混凝+沉淀，微絮凝+过滤,废水处理：,5、混凝特点,优点：设备简单，操作方便；,便于间歇运行，效果好。,缺点：运行费用高；,沉渣量大，处置困难；,第4页,二、胶体特征,1、胶体基本特征,胶体在水中形成长久分散稳定体系。,常见胶体：Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质、血液、豆浆、墨水、涂料、肥皂水、AgI、Ag2S、As2S3,分类：按照分散剂状态不一样分为：,气溶胶分散质、分散剂都是气态物质：如雾、云、烟,液溶胶分散质、分散剂都是液态物质：如Fe(OH)3胶体,固溶胶分散质、分散剂都是固态物质：如有色玻璃、合金,一把泥土放到水中,大粒泥沙很快下沉,浑浊细小土粒因受重力影响最终也沉降于容器底部,而土中盐类则溶解成真溶液.不过,混杂在真溶液中还有一些极为微小土壤粒子,它们既不下沉,也不溶解,人们把这些即使在显微镜下也观察不到微小颗粒称为胶体颗粒,含有胶体颗粒体系称为胶体体系,江河人海口处形成三角洲,其形成原理是海水中电解质使江河泥沙所形成胶体发生聚沉.,布朗运动：,1827年，英国植物学家布朗把花粉悬浮在水里，用显微镜观察，发觉花粉小颗粒在作不停、无秩序运动，这种现象叫做布朗运动,。,用超显微镜观察胶体，可观察到胶体粒子也在作布朗运动。这是因为水分子（或分散剂分子）从各个方面撞击胶体粒子，而每一瞬间胶体粒子在不一样方向受力是不相同，所以胶体运动方向每一瞬间都在改变，因而形成不停、无秩序运动。,第8页,(3)表面特征：,胶体为常见分散体系之一。分散度越大，胶体颗粒比表面积越大，含有表面自由能越大，使胶体看来产生特殊吸附能力和溶解现象。,第9页,(4)动电现象,（电泳现象）：胶体带电性,胶体粒子吸附溶液中离子而带电，当吸附了正离子时，胶体粒子荷正电，吸附了负离子则荷负电。不一样情况下胶体粒子轻易吸附何种离子，与被吸附离子本性及胶体粒子表面结构相关。法扬斯规则表明：与胶体粒子有相同化学元素离子优先被吸附。以AgI胶体为例，AgNO3与KI反应，生成AgI溶胶，若KI过量，则胶核AgI吸附过量I-而带负电，若AgNO3过量，则AgI吸附过量Ag+而带正电。,胶粒带电普通规律:,带正电胶粒：金属氧化物、金属氢氧化物,带负电胶粒：金属硫化物、非金属氧化物,第10页,2、胶体结构,胶核,胶粒,胶团 吸附层,扩散层,第11页,第12页,3、双电层理论,胶核静电作用把溶液中反离,子吸附到其周围。受,胶核电位离子,静电引力,和,反离子热运动扩散,作用、溶液对反离子水化作用，,反离子浓度随与固体表面距离增,加浓度逐步降低。,双电层：,吸附层和扩散层,电位离子和反离子形成总电位。,滑动面上电位。,第13页,4、胶体类型,(1)疏水性胶体（憎水性胶体）,吸附层中离子直接与胶核接触，水分子不能直接接触胶核。如氢氧化铝、二氧化硅在水中形成胶体。,(2)亲水性胶体,胶核表面存在一些极性基团和水分子亲和力很大，使水分子直接吸附到胶核表面而形成一层水膜胶体。,第14页,5、胶体稳定性,胶体稳定性，指胶体粒子在水中长久保持分散悬浮状态特征。,稳定原因,静电斥力,布朗运动,水化作用,不稳定原因,范德华引力,布朗运动,重力作用,第15页,胶体稳定性,（1）动力学稳定：,是指颗粒,布朗运动,反抗重力影响能力。粒子越小，动力学稳定性越高。,（2）聚集稳定：,指胶体粒子间不能相互聚集特征。胶体粒子小，比表面积大，故表面能大，在,布朗运动作用,下，有自发地相互聚集倾向，但因为粒子,表面同性电荷排斥力作用或水化膜,妨碍使这种自发聚集不能发生。,第16页,可见胶体粒子表面电荷或水化膜消除，便失去聚集稳定性，,小颗粒便可相互聚集成大颗粒，,从而,动力学稳定性,也随之破坏，沉淀就会发生。所以，胶体稳定性,关键在于聚集稳定性。,混凝处理即是要破坏胶体,聚集稳定性,。,第17页,三、混凝原理,依据胶体特征，在水处理中，采取办法破坏胶体稳定性。采取方法：,投加电解质,投加电荷不一样或水化作用不一样胶体或产生这类胶体电解质,投加高分子物质,接触凝聚,上述投加物质统称,混凝剂,第18页,化学混凝机理至今仍未完全清楚。因为它包括原因很多，如水中杂质成份和浓度、水温、水pH值、碱度，以及混凝剂性质和混凝条件等。,（一）双电层压缩机理,（二）吸附电中和机理,（三）吸附架桥机理,（四）沉淀物网捕机理,第19页,（一）,、双电层压缩,以疏水性胶体（憎水性胶体）为例,当两个胶粒相互靠近以至双电层发生重合时，就产生静电斥力。,向溶液中投加电解质，溶液中离子浓度增加，扩散层厚度将减小。,原因：,加入反离子与扩散层原有反离子之间静电斥力将部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。,第20页,