化学处理法.pptx

2.1 中和法中和法中和法中的几个问题：中和法中的几个问题：1 1 1 1 处理方法有哪些？处理酸性废水和碱性废水都有处理方法有哪些？处理酸性废水和碱性废水都有处理方法有哪些？处理酸性废水和碱性废水都有处理方法有哪些？处理酸性废水和碱性废水都有滤料过滤法吗？硫酸废水中和处理后硫酸根去除滤料过滤法吗？硫酸废水中和处理后硫酸根去除滤料过滤法吗？硫酸废水中和处理后硫酸根去除滤料过滤法吗？硫酸废水中和处理后硫酸根去除了吗了吗了吗了吗?硫酸盐也是污染物。硫酸盐也是污染物。硫酸盐也是污染物。硫酸盐也是污染物。2 2 2 2 过滤法处理含有硫酸浓度较高的废水应该注意什过滤法处理含有硫酸浓度较高的废水应该注意什过滤法处理含有硫酸浓度较高的废水应该注意什过滤法处理含有硫酸浓度较高的废水应该注意什么？么？么？么？3 3 3 3 什么是大阻力配水系统？什么是大阻力配水系统？什么是大阻力配水系统？什么是大阻力配水系统？增大孔眼的水阻力远大于其余部分的阻力，使配增大孔眼的水阻力远大于其余部分的阻力，使配增大孔眼的水阻力远大于其余部分的阻力，使配增大孔眼的水阻力远大于其余部分的阻力，使配水均匀。水均匀。水均匀。水均匀。2.2 2.2 混凝（混凝（coagulationcoagulation）2.2.12.2.1、混凝原理、混凝原理混混凝凝的的主主要要对对象象：细细小小悬悬浮浮颗颗粒粒和和胶胶体体微微粒粒（colloidal colloidal matters)matters)，这这些些颗颗粒粒用用自自然沉降法很难从水中分离出去。然沉降法很难从水中分离出去。混凝剂混凝剂(coagulant)(coagulant)混凝法是废水处理中常采用的方法。混凝法是废水处理中常采用的方法。可可可可以以以以用用用用来来来来降降降降低低低低废废废废水水水水的的的的浊浊浊浊度度度度和和和和色色色色度度度度，去去去去除除除除多多多多种种种种高高高高分子有机物、某些重金属和放射性物质。分子有机物、某些重金属和放射性物质。分子有机物、某些重金属和放射性物质。分子有机物、某些重金属和放射性物质。混凝法还能改善污泥的脱水性能。混凝法还能改善污泥的脱水性能。混凝法还能改善污泥的脱水性能。混凝法还能改善污泥的脱水性能。1、废水中胶体颗粒的稳定性及脱稳机理1 1）.胶体的特点：胶体的特点：粒径小粒径小粒径小粒径小 一般直径为一般直径为一般直径为一般直径为10101010-3-3-3-310101010-8-8-8-8mmmmmmmm；布朗运动布朗运动布朗运动布朗运动 颗粒在废水中受水分子热运动的碰撞颗粒在废水中受水分子热运动的碰撞颗粒在废水中受水分子热运动的碰撞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；而作无规则的布朗运动；而作无规则的布朗运动；而作无规则的布朗运动；带电带电 同类胶体微粒带有同性电荷。同类胶体微粒带有同性电荷。水化膜水化膜 亲水（水（hydrophilichydrophilic）胶粒表面的极性基）胶粒表面的极性基团对水分子的水分子的强烈吸附，使离子周烈吸附，使离子周围包裹一包裹一层较厚的水化膜阻碍胶粒相互靠近。水化厚的水化膜阻碍胶粒相互靠近。水化膜越厚，胶体膜越厚，胶体稳定性越好。定性越好。胶体的双电层结构模型胶核胶核定位离子定位离子束缚反离子，束缚反离子，滑动面滑动面胶团边界胶团边界2 2）.胶体的结构胶体的结构 胶体的构造胶体的构造胶体的构造胶体的构造:胶核胶核胶核胶核紧密双电层紧密双电层紧密双电层紧密双电层滑动面滑动面滑动面滑动面 吸附层吸附层吸附层吸附层-扩散层扩散层扩散层扩散层(松散双电层松散双电层松散双电层松散双电层)胶粒（独立运动的粒子）胶粒（独立运动的粒子）胶粒（独立运动的粒子）胶粒（独立运动的粒子）电位电位电位电位胶体胶体胶体胶体由胶核、由胶核、由胶核、由胶核、电电位形成离子、束位形成离子、束位形成离子、束位形成离子、束缚缚反离子、自由反离子、自由反离子、自由反离子、自由反离子反离子反离子反离子组组成。成。成。成。双双双双电层电层指吸附指吸附指吸附指吸附层层和和和和扩扩散散散散层层，吸附，吸附，吸附，吸附层层的厚度很的厚度很的厚度很的厚度很薄，薄，薄，薄，约约2-32-32-32-3埃；埃；埃；埃；扩扩散散散散层层很厚，可能是吸附很厚，可能是吸附很厚，可能是吸附很厚，可能是吸附层层的的的的几百倍厚，几百倍厚，几百倍厚，几百倍厚，扩扩散散散散层层中不中不中不中不仅仅有正有正有正有正负负离子，而且离子，而且离子，而且离子，而且可能有比胶核小的可能有比胶核小的可能有比胶核小的可能有比胶核小的带带正正正正电电荷和荷和荷和荷和负电负电荷的胶粒。荷的胶粒。荷的胶粒。荷的胶粒。胶胶胶胶团团3 3）.胶体的脱稳机理胶体的脱稳机理胶体颗粒的胶体颗粒的胶体颗粒的胶体颗粒的稳定性（稳定性（稳定性（稳定性（stabilization)stabilization)stabilization)stabilization)。脱稳脱稳脱稳脱稳(destabilization)(destabilization)(destabilization)(destabilization)：胶体因胶体因胶体因胶体因 电位降低或消电位降低或消电位降低或消电位降低或消除，从而失去稳定性的过程。除，从而失去稳定性的过程。除，从而失去稳定性的过程。除，从而失去稳定性的过程。凝聚凝聚凝聚凝聚(coagulation)(coagulation)(coagulation)(coagulation)：脱稳的胶粒相互聚集为较脱稳的胶粒相互聚集为较脱稳的胶粒相互聚集为较脱稳的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程。大颗粒的过程。大颗粒的过程。大颗粒的过程。絮凝（絮凝（絮凝（絮凝（flocculation):flocculation):flocculation):flocculation):胶体由于高分子聚合物的胶体由于高分子聚合物的胶体由于高分子聚合物的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；吸附架桥作用聚结成大粒絮体的过程；吸附架桥作用聚结成大粒絮体的过程；吸附架桥作用聚结成大粒絮体的过程；混凝混凝混凝混凝(凝聚凝聚凝聚凝聚+絮凝絮凝絮凝絮凝)的机理：的机理：的机理：的机理：压缩双电层、吸附电压缩双电层、吸附电压缩双电层、吸附电压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕中和、吸附架桥、沉淀物网捕中和、吸附架桥、沉淀物网捕中和、吸附架桥、沉淀物网捕四种机理。四种机理。四种机理。四种机理。混凝过程中存混凝过程中存在脱稳、凝聚，在脱稳、凝聚，一般也存在絮一般也存在絮凝凝（1）压缩双电层机理）压缩双电层机理(modification of the electrical double layer)modification of the electrical double layer)双电层的厚度双电层的厚度（扩散层和吸附层）（扩散层和吸附层）与溶液中的与溶液中的反离子的浓度有关。反离子的浓度有关。加入盐使扩散层厚度减小。或者从胶粒对反号加入盐使扩散层厚度减小。或者从胶粒对反号离子的吸附平衡理解。离子的吸附平衡理解。扩散层厚度减小，胶粒迅速凝聚。扩散层厚度减小，胶粒迅速凝聚。（2）吸附电中和机理）吸附电中和机理(electrical neutralization)胶粒表面对胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位子或分子带异号电荷的部位(直接电中和或直接电中和或其它部位其它部位)的吸附，电荷减少，的吸附，电荷减少，电位降低，电位降低，静电斥力减少，使胶体的脱稳和凝聚易于静电斥力减少，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。发生。（3）吸附架桥（桥连）机理）吸附架桥（桥连）机理(polymer bridging of colloids)吸附力吸附力:静电引力、范德华力和氢键力等静电引力、范德华力和氢键力等 活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生桥连桥连。高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架桥高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架桥作用示意图作用示意图混凝剂过量会使悬浮粒子表面从负电转变为带正电。混凝剂过量会使悬浮粒子表面从负电转变为带正电。混凝剂过量会使悬浮粒子表面从负电转变为带正电。混凝剂过量会使悬浮粒子表面从负电转变为带正电。（4）絮体网捕机理）絮体网捕机理(entrapment in the floc structure)水中的胶粒和细微悬浮物在絮体形成或水中的胶粒和细微悬浮物在絮体形成或沉淀物下降所网捕。沉淀物下降所网捕。同同时时或或交交叉叉发发挥挥作作用用的的，在在一一定定情情况况下下以某种机理为主以某种机理为主。4 4）混凝剂在水中的化学反应混凝剂在水中的化学反应以硫酸以硫酸以硫酸以硫酸铝为铝为例：例：例：例：水合形水合形水合形水合形态态AlAlAlAl（H H H H2 2 2 2OOOO3+3+3+3+6 6 6 6存在，水解、聚合或配合反存在，水解、聚合或配合反存在，水解、聚合或配合反存在，水解、聚合或配合反应应形形形形成多种形成多种形成多种形成多种形态产态产物。物。物。物。如：如：如：如：pH3pH3pH3pH8.5pH8.5pH8.5pH8.5时时，以，以，以，以负负离子形离子形离子形离子形态态出出出出现现 其其其其产产物分成四物分成四物分成四物分成四类类：未水解的水合：未水解的水合：未水解的水合：未水解的水合铝铝离子；离子；离子；离子；单单核核核核羟羟基配基配基配基配合物；多核合物；多核合物；多核合物；多核羟羟基配合物或聚合物；基配合物或聚合物；基配合物或聚合物；基配合物或聚合物；氢氢氧化物沉淀物。氧化物沉淀物。氧化物沉淀物。氧化物沉淀物。铝盐混凝机理铝盐混凝机理以硫酸以硫酸铝为例例铝离子、水合离子、水合铝-压缩双双电层作用作用 单核、多核核、多核羟基配合物基配合物电性中和作用性中和作用 氢氧化氧化铝聚合物聚合物-吸附架吸附架桥作用作用 氢氧化氧化铝-网捕或卷网捕或卷扫作用作用 几种作用同几种作用同时存在，程度不同。存在，程度不同。2.2.22.2.2、混凝剂与助凝剂、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、絮凝和混凝这三个词常引起混淆。凝聚凝聚(aggregation)(aggregation)是指胶体被压缩双电层是指胶体被压缩双电层而脱稳的过程；而脱稳的过程；絮凝（絮凝（flocculationflocculation）混凝混凝coagulationcoagulation （aggregation-aggregation-flocculationflocculation）则包括凝聚与絮凝两种过）则包括凝聚与絮凝两种过程程。凝聚是瞬时的。凝聚是瞬时的。絮凝与凝聚作用不同，需要一定的时间絮凝与凝聚作用不同，需要一定的时间让絮体长大。让絮体长大。混凝剂混凝剂(coagulant)助凝剂助凝剂(coagulant aids)1.1.混凝剂混凝剂水处理对混凝剂的要求：水处理对混凝剂的要求：水处理对混凝剂的要求：水处理对混凝剂的要求：混凝效果好；混凝效果好；对人类健康无害；对人类健康无害；价廉易得；价廉易得；使用方便。使用方便。(1)无机盐类无机盐类1 1）三氯化铁）三氯化铁）三氯化铁）三氯化铁(ferric chloride)(ferric chloride)2 2）硫酸亚铁）硫酸亚铁）硫酸亚铁）硫酸亚铁(ferrous sulfate)(ferrous sulfate)3 3）硫酸铝）硫酸铝）硫酸铝）硫酸铝(aluminum sulfate,alum)(aluminum sulfate,alum)混凝剂按化学组成可分为混凝剂按化学组成可分为 无机盐类和有机高分子类无机盐类和有机高分子类。普通普通无机盐无机盐4 4）聚合氯化铝）聚合氯化铝(poly-aluminum chloride,(poly-aluminum chloride,(poly-aluminum chloride,(poly-aluminum chloride,PAC)PAC)PAC)PAC)聚合氯化铝聚合氯化铝聚合氯化铝聚合氯化铝PAC(poly-aluminium chloride)PAC(poly-aluminium chloride)PAC(poly-aluminium chloride)PAC(poly-aluminium chloride)化学式为化学式为化学式为化学式为AlAlAlAl2 2 2 2(OH)(OH)(OH)(OH)n n n nClClClCl6-n6-n6-n6-n mmmm，式中，式中，式中，式中n n n n取取取取1 1 1 1到到到到5 5 5 5中间的中间的中间的中间的任何整数，任何整数，任何整数，任何整数，mmmm为为为为 10101010的整数。这个化学式实际是指的整数。这个化学式实际是指的整数。这个化学式实际是指的整数。这个化学式实际是指 mmmm个个个个 AlAlAlAl2 2 2 2(OH)(OH)(OH)(OH)n n n nClClClCl6-n 6-n 6-n 6-n 单体的聚合物。单体的聚合物。单体的聚合物。单体的聚合物。与氯化铝的不同？与氯化铝的不同？与氯化铝的不同？与氯化铝的不同？聚聚聚聚合合合合氯氯氯氯化化化化铝铝铝铝中中中中OHOHOHOH与与与与AlAlAlAl的的的的当当当当量量量量数数数数比比比比值值值值用用用用碱碱碱碱化化化化度度度度B B B B表表表表示示示示：B=0HB=0HB=0HB=0H含含含含量量量量100100100100/3Al/3Al/3Al/3Al，例例例例如如如如n n n n4 4 4 4时时时时，碱碱碱碱化化化化度度度度B=4/B=4/B=4/B=4/（32323232）100100100100=66.7=66.7=66.7=66.7。一一一一般般般般要要要要求求求求B B B B为为为为4040404060606060。聚合氯化铝优点：聚合氯化铝优点：(a)(a)(a)(a)应用范围广，对各种废水都可以获得较好的应用范围广，对各种废水都可以获得较好的应用范围广，对各种废水都可以获得较好的应用范围广，对各种废水都可以获得较好的混凝效果。混凝效果。混凝效果。混凝效果。(b)(b)(b)(b)易快速形成大的矾花，沉降性能好，投药量易快速形成大的矾花，沉降性能好，投药量易快速形成大的矾花，沉降性能好，投药量易快速形成大的矾花，沉降性能好，投药量一般比硫酸铝低，过量投加时也不会象硫酸铝一般比硫酸铝低，过量投加时也不会象硫酸铝一般比硫酸铝低，过量投加时也不会象硫酸铝一般比硫酸铝低，过量投加时也不会象硫酸铝那样造成水浑浊。那样造成水浑浊。那样造成水浑浊。那样造成水浑浊。(c)(c)(c)(c)适宜的适宜的适宜的适宜的pHpHpHpH值范围较宽值范围较宽值范围较宽值范围较宽(在在在在5 5 5 59 9 9 9间间间间)，处理后水，处理后水，处理后水，处理后水的的的的pHpHpHpH值和碱度下降较小。值和碱度下降较小。值和碱度下降较小。值和碱度下降较小。(d)(d)(d)(d)水温低时，保持稳定的混凝效果。水温低时，保持稳定的混凝效果。水温低时，保持稳定的混凝效果。水温低时，保持稳定的混凝效果。(e)(e)(e)(e)其碱化度比其它铝盐、铁盐为高，对设备的其碱化度比其它铝盐、铁盐为高，对设备的其碱化度比其它铝盐、铁盐为高，对设备的其碱化度比其它铝盐、铁盐为高，对设备的侵蚀作用小。侵蚀作用小。侵蚀作用小。侵蚀作用小。5 5）活化硅酸）活化硅酸(activated silicate)(activated silicate)基本制备法。基本制备法。吸附架桥使粒子粘连。吸附架桥使粒子粘连。改善絮体结构改善絮体结构絮凝体快、粗大、密实絮凝体快、粗大、密实低温、低碱度也能良好絮凝，低温、低碱度也能良好絮凝，pHpH值范围宽。值范围宽。与其它的混凝剂配合使用与其它的混凝剂配合使用，节省混凝剂用量，节省混凝剂用量。6 6）聚合硫酸铁）聚合硫酸铁(poly-ferric sulfate,(poly-ferric sulfate,PFS)PFS)化学式为化学式为FeFe2 2(OH)(OH)n n(SO(SO4 4)3-n/23-n/2 m m优点：用量小，絮体快，对水质的适应优点：用量小，絮体快，对水质的适应范围广以及水解时消耗水中碱度少。范围广以及水解时消耗水中碱度少。(2)有机高分子类混凝剂有机高分子类混凝剂(polyelectrolytes)分类：高分子混凝剂分为天然和人工两种。分类：高分子混凝剂分为天然和人工两种。可分为可分为阴离子型阴离子型(anionic)、阳离子型阳离子型(cationic)和和非离子型非离子型(nonionic)1)人工合成人工合成有机高分子类混凝剂有机高分子类混凝剂特点：高分子混凝剂特点：高分子混凝剂特点：高分子混凝剂特点：高分子混凝剂一般一般一般一般为为为为链状链状链状链状结构，水溶。结构，水溶。结构，水溶。结构，水溶。单体总数称聚合度，高分子混凝剂的聚合度约从单体总数称聚合度，高分子混凝剂的聚合度约从单体总数称聚合度，高分子混凝剂的聚合度约从单体总数称聚合度，高分子混凝剂的聚合度约从1000100050005000，甚，甚，甚，甚至更高，生成大量的线形高分子至更高，生成大量的线形高分子至更高，生成大量的线形高分子至更高，生成大量的线形高分子。作用机理：作用机理：作用机理：作用机理：（a a）由于氢键结合、静电结合、范德华力）由于氢键结合、静电结合、范德华力）由于氢键结合、静电结合、范德华力）由于氢键结合、静电结合、范德华力 等作用对胶粒的吸附结合；等作用对胶粒的吸附结合；等作用对胶粒的吸附结合；等作用对胶粒的吸附结合；（b b）线型高分子在溶液中的吸附架桥作用，阳离子还有电中和。）线型高分子在溶液中的吸附架桥作用，阳离子还有电中和。）线型高分子在溶液中的吸附架桥作用，阳离子还有电中和。）线型高分子在溶液中的吸附架桥作用，阳离子还有电中和。如如离离子子型型的的电电性性与与胶胶粒粒电电性性相相反反，就就能能起起降降低低电电位位和和吸吸附附架架桥桥双双重重作作用用，可可明明显显提提高高絮絮凝效果。凝效果。聚丙烯酰胺简介聚丙烯酰胺简介(polyacrylamides,PAM)分子式：分子式：产量占高分子混凝剂总产量的产量占高分子混凝剂总产量的8080，其聚合度可达其聚合度可达2102104 49109104 4。相应的相对。相应的相对分子质量高达分子质量高达10001000万以上。万以上。CH2CH CONH2 n其中其中 n 称为聚合度称为聚合度阳离子聚丙烯酰胺阳离子聚丙烯酰胺阴离子聚丙烯酰胺阴离子聚丙烯酰胺2）微生物絮凝剂）微生物絮凝剂3）天然改性絮凝剂）天然改性絮凝剂 有机高分子絮凝剂的发展有机高分子絮凝剂的发展有机高分子絮凝剂的发展有机高分子絮凝剂的发展:1 1 1 1 超高分子量、低单体残留、高水溶性超高分子量、低单体残留、高水溶性超高分子量、低单体残留、高水溶性超高分子量、低单体残留、高水溶性;2 2 2 2 两性和两亲两性和两亲两性和两亲两性和两亲;同时含有正、负同时含有正、负2 2种电荷基团的水溶性高分子种电荷基团的水溶性高分子,水水溶性好、分子量很高溶性好、分子量很高;适用于处理带不同电荷的适用于处理带不同电荷的污水污水,pH,pH范围宽及抗盐性好等优良特性。范围宽及抗盐性好等优良特性。亲水和亲油亲水和亲油亲水和亲油亲水和亲油3 3 3 3 脱水溶性污染物脱水溶性污染物脱水溶性污染物脱水溶性污染物;2.助凝剂（1）pH调整剂调整剂常常用用的的pHpH调调整整剂剂包包括括石石灰灰、硫硫酸酸、氢氢氧氧化化钠钠、碳酸钠等。碳酸钠等。（2）絮体结构改良剂絮体结构改良剂如活性硅酸、粘土等。如活性硅酸、粘土等。（3）氧化剂氧化剂可可投投加加氯氯气气、次次氯氯酸酸钠钠、臭臭氧氧等等氧氧化化剂剂来来破破坏有机物，以提高混凝效果。坏有机物，以提高混凝效果。2.2.3、影响混凝的因素混凝剂种类混凝剂种类和投加量和投加量水温水温水质水质（成分（成分组成和浓度）组成和浓度）时间时间水流状态水流状态pH混凝效果混凝效果1.1.废水水质的影响废水水质的影响（1）浊度）浊度(turbidity)低温低低温低低温低低温低浊浊水的混凝更水的混凝更水的混凝更水的混凝更为为困困困困难难。（2）水的）水的pH值和碱度值和碱度pHpHpHpH值的影响应该从对值的影响应该从对值的影响应该从对值的影响应该从对混凝剂和胶体颗粒表面化学状混凝剂和胶体颗粒表面化学状混凝剂和胶体颗粒表面化学状混凝剂和胶体颗粒表面化学状态态态态的分析的分析的分析的分析pH对哪些混凝剂影响小对哪些混凝剂影响小?为什么为什么?对混凝剂和水中污染物的影响对混凝剂和水中污染物的影响对对铝盐和和铁盐混凝混凝剂：不同的不同的pHpH值，其水解，其水解产物的形物的形态不同，混凝效果也各不相同。不同，混凝效果也各不相同。对聚合聚合铝和聚合和聚合铁的影响的影响较小。小。高分子混凝高分子混凝剂：其混凝效果受水的：其混凝效果受水的pHpH值影响影响较小。小。pHpH影响某些胶体和微细颗粒的表面的电位影响某些胶体和微细颗粒的表面的电位赤铁矿微细颗粒的表面的电位与赤铁矿微细颗粒的表面的电位与赤铁矿微细颗粒的表面的电位与赤铁矿微细颗粒的表面的电位与pHpH的关系的关系的关系的关系 续：续：pH 影响微生物絮凝剂及悬浮颗粒表面影响微生物絮凝剂及悬浮颗粒表面电荷的性质、数量电荷的性质、数量,不同絮凝剂对不同絮凝剂对pH 的变的变化敏感程度不同化敏感程度不同,同一种絮凝剂对不同的被同一种絮凝剂对不同的被絮凝物有不同的最适絮凝物有不同的最适pH.（3 3）水温）水温）水温）水温(temperature)(temperature)对不同的混凝剂影响不同。对不同的混凝剂影响不同。对不同的混凝剂影响不同。对不同的混凝剂影响不同。低温低温低温低温时时水解困水解困水解困水解困难难 低温水粘度大，低温水粘度大，低温水粘度大，低温水粘度大，布朗运布朗运布朗运布朗运动动减弱，不利凝聚减弱，不利凝聚减弱，不利凝聚减弱，不利凝聚和和和和沉淀沉淀沉淀沉淀水流剪力水流剪力水流剪力水流剪力增大，影响絮凝体的成增大，影响絮凝体的成增大，影响絮凝体的成增大，影响絮凝体的成长长 胶体胶体胶体胶体颗颗粒粒粒粒水化作用水化作用水化作用水化作用增增增增强强，不利于，不利于，不利于，不利于颗颗粒粒粒粒间间的粘附的粘附的粘附的粘附 低温低温低温低温絮凝体絮凝体絮凝体絮凝体形成形成形成形成缓缓慢，絮凝慢，絮凝慢，絮凝慢，絮凝颗颗粒粒粒粒细细小、松散小、松散小、松散小、松散水温水温水温水温过过高，无机混凝高，无机混凝高，无机混凝高，无机混凝剂剂水解速度加快，水解速度加快，水解速度加快，水解速度加快，产产生的絮凝生的絮凝生的絮凝生的絮凝体大而体大而体大而体大而轻轻，沉速慢，沉速慢，沉速慢，沉速慢污污泥含水量高，体泥含水量高，体泥含水量高，体泥含水量高，体积积大，大，大，大，难处难处理理理理 （4 4）共存杂质）共存杂质）共存杂质）共存杂质(impurities)(impurities)有有有有些些些些杂杂杂杂质质质质的的的的存存存存在在在在能能能能促促促促进进进进混混混混凝凝凝凝过过过过程程程程。而而而而有有有有些些些些物物物物质质质质则不利于混凝的进行。则不利于混凝的进行。则不利于混凝的进行。则不利于混凝的进行。硫酸根硫酸根氯离子氯离子含含粘土颗粒粘土颗粒可减少絮凝剂用量可减少絮凝剂用量 含大量的含大量的有机物有机物会增加絮凝剂用量会增加絮凝剂用量 Ca2+在菌体絮凝过程中在菌体絮凝过程中,能显著改变胶体的能显著改变胶体的电位电位,降低其表面电荷降低其表面电荷,促进大分子与胶体颗粒的吸附和架桥促进大分子与胶体颗粒的吸附和架桥.2.混凝剂的影响（1）混凝剂种类）混凝剂种类(kinds of coagulants)和性质和性质 絮凝剂的分子结构、形状、分子量和所带絮凝剂的分子结构、形状、分子量和所带基团对絮凝剂活性也有影响。基团对絮凝剂活性也有影响。线性结构。线性结构。相对分子质量越大相对分子质量越大,絮凝活性就越高，溶解絮凝活性就越高，溶解性差。性差。（2 2）混凝剂投加量）混凝剂投加量）混凝剂投加量）混凝剂投加量(dosage)(dosage)投投投投加加加加量量量量除除除除与与与与水水水水中中中中微微微微粒粒粒粒种种种种类类类类、性性性性质质质质、浓浓浓浓度度度度有有有有关关关关外外外外，还还还还与混凝剂品种、投加方式及介质条件有关。与混凝剂品种、投加方式及介质条件有关。与混凝剂品种、投加方式及介质条件有关。与混凝剂品种、投加方式及介质条件有关。最佳投药量的问题，应通过试验确定最佳投药量的问题，应通过试验确定最佳投药量的问题，应通过试验确定最佳投药量的问题，应通过试验确定。投加量越大投加量越大投加量越大投加量越大,去除率为什么增加不大甚至降低去除率为什么增加不大甚至降低去除率为什么增加不大甚至降低去除率为什么增加不大甚至降低?（3 3）混凝剂投加顺序）混凝剂投加顺序）混凝剂投加顺序）混凝剂投加顺序(sequence)(sequence)当当当当使使使使用用用用多多多多种种种种混混混混凝凝凝凝剂剂剂剂时时时时，其其其其最最最最佳佳佳佳投投投投加加加加顺顺顺顺序序序序可可可可通通通通过过过过试试试试验验验验来确定。来确定。来确定。来确定。3.水力条件的影响两个主要的控制指标是两个主要的控制指标是搅拌强度和搅拌时间搅拌强度和搅拌时间。混合阶段：混合阶段：要求混凝剂与废水要求混凝剂与废水迅速迅速均匀混合，均匀混合，速度梯度速度梯度G G在在5001000s5001000s1 1V V1 1V V2 2L L搅拌时间在搅拌时间在搅拌时间在搅拌时间在1030s1030s。反应阶段：反应阶段：搅拌搅拌小心谨慎小心谨慎搅拌强度要逐渐减小，而反应时间要长，搅拌强度要逐渐减小，而反应时间要长，相应相应G G和和t t值分别应在值分别应在202070s70s-1-1和和151530min30min。废水废水混凝剂混凝剂混合混合反应反应沉降（澄沉降（澄清）清）出水出水污泥污泥2.2.42.2.4、混凝的工艺过程和设备、混凝的工艺过程和设备混凝剂尽快与水混凝剂尽快与水混合混合，需要短时间高强度搅拌需要短时间高强度搅拌反应反应阶段阶段生成尽可能大的絮体，需要生成尽可能大的絮体，需要低强度长时间搅拌。低强度长时间搅拌。生成的絮体与水分生成的絮体与水分离，离，净化净化1 工艺过程工艺过程四、混凝设备四、混凝设备投药方法有投药方法有干干(dry)投法和湿投法和湿(wetted)投法投法。干投法干投法,目前应用的较少目前应用的较少。湿投法是混凝剂和助凝剂溶液，按处理水量大小定量湿投法是混凝剂和助凝剂溶液，按处理水量大小定量湿投法是混凝剂和助凝剂溶液，按处理水量大小定量湿投法是混凝剂和助凝剂溶液，按处理水量大小定量添加。混凝剂的湿法投加包括添加。混凝剂的湿法投加包括添加。混凝剂的湿法投加包括添加。混凝剂的湿法投加包括药剂的配制、药剂的计药剂的配制、药剂的计药剂的配制、药剂的计药剂的配制、药剂的计量和药剂的投加量和药剂的投加量和药剂的投加量和药剂的投加三个过程三个过程三个过程三个过程。1 溶解和配制混凝混凝剂的剂的水力水力调制调制设备设备溶解溶解混凝剂的压缩空气调制 溶液的投加溶液的投加计量计量方式方式2 2、混合与反应、混合与反应(mixing and reaction)(mixing and reaction)1.混合混合两种混合型式：两种混合型式：一种水泵的吸水管或压水管混合。一种水泵的吸水管或压水管混合。另一种混合槽内进行混合。另一种混合槽内进行混合。混合槽混合常用的有混合槽混合常用的有机械混合槽，分流机械混合槽，分流隔板式混合槽，多孔隔板式混合槽隔板式混合槽，多孔隔板式混合槽。（1）分流隔板式混合槽）分流隔板式混合槽（3）多孔隔板式混合槽）多孔隔板式混合槽3.反应反应(reaction)反反应应池池内内水水流流特特点点是是流流速速由由大大到到小小，要要预预防沉降防沉降。小心结成小心结成更大的矾花更大的矾花。反反应应池池的的型型式式有有机机械械搅搅拌拌、隔隔板板反反应应池池，涡流式反应池涡流式反应池等。等。（1）隔板反应池）隔板反应池（平流式）（平流式）隔板宽度变大，水流速度逐渐减小隔板宽度变大，水流速度逐渐减小转弯处和隔板间的流速转弯处和隔板间的流速（1）隔板反应池）隔板反应池回回转转式式（2）机械搅拌反应池）机械搅拌反应池（3）涡流式反应池）涡流式反应池进水进水出水出水 反应池后还有处理设施。反应池后还有处理设施。混凝方法的优缺点混凝方法的优缺点优点：优点：设备简单，维护操作易于掌握，间歇或连续设备简单，维护操作易于掌握，间歇或连续运行均可以。运行均可以。缺点：缺点：经常性运行费用较高，经常性运行费用较高，沉渣量大（如何减少沉渣量大（如何减少？），且脱水较困难（混凝剂亲水）。？），且脱水较困难（混凝剂亲水）。2.3 化学沉淀法化学沉淀法问题：问题：问题：问题：1 1 水处理中的沉淀与一般化学中的沉淀有何不同？水处理中的沉淀与一般化学中的沉淀有何不同？水处理中的沉淀与一般化学中的沉淀有何不同？水处理中的沉淀与一般化学中的沉淀有何不同？(目的、有时沉淀干扰因素更多）目的、有时沉淀干扰因素更多）目的、有时沉淀干扰因素更多）目的、有时沉淀干扰因素更多）2溶解度和溶度积：溶解度和溶度积：溶解度和溶度积：溶解度和溶度积：沉淀处理法去除重金属离子或某些阴离子时为什么不沉淀处理法去除重金属离子或某些阴离子时为什么不沉淀处理法去除重金属离子或某些阴离子时为什么不沉淀处理法去除重金属离子或某些阴离子时为什么不能从溶度积去计算出水中这些离子的残留浓度和沉淀剂的能从溶度积去计算出水中这些离子的残留浓度和沉淀剂的能从溶度积去计算出水中这些离子的残留浓度和沉淀剂的能从溶度积去计算出水中这些离子的残留浓度和沉淀剂的用量？用量？用量？用量？(配位体和实际沉降不是完全沉降配位体和实际沉降不是完全沉降配位体和实际沉降不是完全沉降配位体和实际沉降不是完全沉降)3 3 如何改进化学沉淀效果？如何改进化学沉淀效果？如何改进化学沉淀效果？如何改进化学沉淀效果？阅读文献见课件阅读文献见课件阅读文献见课件阅读文献见课件1电镀含铬废水处理技术探讨电镀含铬废水处理技术探讨电镀含铬废水处理技术探讨电镀含铬废水处理技术探讨1.pdf1.pdf2络合铜废水预处理技术探讨络合铜废水预处理技术探讨络合铜废水预处理技术探讨络合铜废水预处理技术探讨1.pdf1.pdf 2.4 氧化还原氧化还原（Oxidation and Reduction）城市污水处理中用得很少，城市污水处理中用得很少，工业废水处理和废水深度处理中很重要，工业废水处理和废水深度处理中很重要，高级处理研究得很多。高级处理研究得很多。2.4.1 2.4.1 氧化还原的基础氧化还原的基础氧化还原的基础氧化还原的基础 水中有机物水中有机物水中有机物水中有机物 无害物或低害物、中间产物。无害物或低害物、中间产物。无害物或低害物、中间产物。无害物或低害物、中间产物。无机物：如硫化氢、氨的氧化无机物：如硫化氢、氨的氧化无机物：如硫化氢、氨的氧化无机物：如硫化氢、氨的氧化 失去电子失去电子失去电子失去电子氧化，失去电子的物质氧化，失去电子的物质氧化，失去电子的物质氧化，失去电子的物质还原剂还原剂还原剂还原剂 得到电子得到电子得到电子得到电子还原，得到电子的物质还原，得到电子的物质还原，得到电子的物质还原，得到电子的物质氧化剂氧化剂氧化剂氧化剂 每个物质都有各自的氧化态和还原态。每个物质都有各自的氧化态和还原态。每个物质都有各自的氧化态和还原态。每个物质都有各自的氧化态和还原态。氧化还原能力（失去或得到电子的能力）：氧化还原能力（失去或得到电子的能力）：氧化还原能力（失去或得到电子的能力）：氧化还原能力（失去或得到电子的能力）：氧化还原电位作为指标。氧化还原电位作为指标。氧化还原电位作为指标。氧化还原电位作为指标。标准氧化还原电位标准氧化还原电位标准氧化还原电位标准氧化还原电位E E0 0以氢的电位值作为基准，氧化态和还原态的浓度以氢的电位值作为基准，氧化态和还原态的浓度以氢的电位值作为基准，氧化态和还原态的浓度以氢的电位值作为基准，氧化态和还原态的浓度为为为为1.0M1.0M时所测的值。时所测的值。时所测的值。时所测的值。E E0 0越大，氧化性越大，如：越大，氧化性越大，如：越大，氧化性越大，如：越大，氧化性越大，如：E E0 0/(S/S/(S/S2-2-)=-0.428 V)=-0.428 V E E0 0/(Cr/(Cr2 2OO7 72-2-/2Cr/2Cr3+3+)=1.33V)=1.33V E E0 0/(MnO/(MnO4 4-/Mn)=1.51V/Mn)=1.51V 当物质浓度不为当物质浓度不为当物质浓度不为当物质浓度不为1.0M1.0M1.0M1.0M时可用能斯特方程计算：时可用能斯特方程计算：时可用能斯特方程计算：时可用能斯特方程计算：E E E EE E E E0 0 0 0 RT/nF ln RT/nF ln RT/nF ln RT/nF ln 氧化态氧化态氧化态氧化态/还原态还原态还原态还原态 R:R:R:R:气体常数；气体常数；气体常数；气体常数；T T T T：绝对温度：绝对温度：绝对温度：绝对温度F F F F：法拉第常数；：法拉第常数；：法拉第常数；：法拉第常数；n n n n：反应中转移的电子数：反应中转移的电子数：反应中转移的电子数：反应中转移的电子数 有机物：难以用电子的转移来分析（因为涉有机物：难以用电子的转移来分析（因为涉及到共价健，电子的移动很复杂，只是发生及到共价健，电子的移动很复杂，只是发生电子云密度变动）电子云密度变动）氧化：加氧或去氢反应，或生成氧化：加氧或去氢反应，或生成CO2，H2O还原：加氢或去氧反应还原：加氢或去氧反应 2.4.1 2.4.1 氧化法氧化法氧化法氧化法氧化剂？氧化剂？氧化剂？氧化剂？一、氯氧化法一、氯氧化法一、氯氧化法一、氯氧化法投加药剂：漂白粉、次氯酸钠、液氯等。投加药剂：漂白粉、次氯酸钠、液氯等。投加药剂：漂白粉、次氯酸钠、液氯等。投加药剂：漂白粉、次氯酸钠、液氯等。氯在水中瞬间水解：氯在水中瞬间水解：氯在水中瞬间水解：氯在水中瞬间水解：ClCl2 2 HH2 2O O HOCl HOCl HCl HCl HOCl HOCl H+O C lH+O C l-pH9pH9时，时，时，时，OClOCl-接近接近接近接近100100 O C l O C l-的标准氧化还原电位的标准氧化还原电位的标准氧化还原电位的标准氧化还原电位1.2V1.2V主要用途：氰化物、硫化物、酚、醛、油类的氧主要用途：氰化物、硫化物、酚、醛、油类的氧主要用途：氰化物、硫化物、酚、醛、油类的氧主要用途：氰化物、硫化物、酚、醛、油类的氧化去除以及脱色、脱臭、化去除以及脱色、脱臭、化去除以及脱色、脱臭、化去除以及脱色、脱臭、消毒消毒消毒消毒等等等等 含氰废水处理。含氰废水处理。含氰废水处理。含氰废水处理。氰的毒性与其结合状态有关。一般游离氰的毒性与其结合状态有关。一般游离氰的毒性与其结合状态有关。一般游离氰的毒性与其结合状态有关。一般游离CNCN毒性大，络合毒性大，络合毒性大，络合毒性大，络合离子形态毒性小。离子形态毒性小。离子形态毒性小。离子形态毒性小。第一阶段（局部氧化法）：第一阶段（局部氧化法）：第一阶段（局部氧化法）：第一阶段（局部氧化法）：CNCNCNCN OClOClOClOCl H H H H2 2 2 2O CNClO CNClO CNClO CNCl（有毒）（有毒）（有毒）（有毒）2OH2OH2OH2OH 该式在任何该式在任何该式在任何该式在任何pHpHpHpH下，反应都很快。但生成的下，反应都很快。但生成的下，反应都很快。但生成的下，反应都很快。但生成的 CN