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1、第一章 化學(xué)處理法,污水的化學(xué)處理是利用化學(xué)反應(yīng)的作用以去除水中的雜質(zhì),從而達(dá) 到改善水質(zhì)、控制水污染的目的。,處理對象主要是污水中無機(jī)的或有機(jī)的(難于生物降解的)溶解物 質(zhì)或膠體物質(zhì)。,常用的化學(xué)處理方法有化學(xué)混凝、中和法、化學(xué)沉淀法和氧化 還原法。,化學(xué)混凝法,,,,,,,10-10 10-9 10-7 10-4 粒度（m）,,,,,,,真溶液 膠體溶液 懸浮液,,,,,混凝法,沉淀法,混凝澄清法，是指在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚為絮凝體，然后予以分離除去的水處理法。,混凝通常置于固液分離設(shè)備前，與分離設(shè)備組合起以下作用。,1.有效去除原水中的懸
2、浮物和交替物質(zhì)，降低出水濁度和BOD5。可用在流程的不同位置上，也可用于污泥的調(diào)理。 2.有效地去除水中微生物、病原菌和病毒。 3.去除污水中的乳化油、色度、重金屬離子及其它一些污染物。 4.混凝沉淀可去除污水中磷的9095，是最便宜和最高效的除磷方法。 5.投加混凝劑可改善水質(zhì)，有利于后續(xù)處理。 6.二級處理出水經(jīng)混凝沉淀處理后，可獲得以下水質(zhì)： SS7mg/l;BOD5 10mg/l;NH3-N15-30mg/l;TP-P7mg/l;,混凝原理,化學(xué)混凝處理的對象主要是水中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。,膠體的穩(wěn)定性,雙電層理論：膠核表面吸附了一層帶同號電荷的離子，電位離子層為為此膠體的電中性，
3、在電位離子層外吸附了電量相同電性相反的離子，稱為反離子層。 膠體表面吸附了電位形成離子與部分反離子（束縛反離子），它緊緊吸附在膠體表面隨膠體微粒移動，形成吸附層。,另一部分反離子（自由反離子）由于熱運動和膠體溶劑化作用而向外擴(kuò)散，當(dāng)微粒運動時，與固體表面脫開而與液體一起移動，它們包圍著吸附層而形成擴(kuò)散層，滑動面即吸附層的邊界面。,膠核與溶液主體間由于表面電荷的存在所產(chǎn)生的電位稱為全電位，膠粒與溶液間主體間由于膠粒剩余電荷的存在所產(chǎn)生的電位成為電動電位或電位。,膠體所 受影響,由于上述的膠體帶電現(xiàn)象，帶相同電荷的膠粒產(chǎn)生靜電斥力，而且電位越高，膠粒間的靜電斥力越大,受水分子熱運動的撞擊，使微粒在
4、水中作不規(guī)則的運動，即“布朗運動”,膠粒之間還存在著相互引力范徳華引力,膠體間的相互斥力不僅與電位有關(guān)，還與膠粒的間距有關(guān)，距離越近，斥力越大。帶電越多，電位越大，擴(kuò)散層中反離子越多，水化作用越大，水化殼就越厚，因此擴(kuò)散層也就越厚，越具穩(wěn)定性。,,,,,膠體間的相互斥力不僅與電位有關(guān)，還與膠粒的間距有關(guān)，距離越近，斥力越大。而布朗運動的動能不足以將兩顆膠粒推進(jìn)到使范徳華引力發(fā)揮作用的距離。因此，膠體微粒不能相互聚結(jié)而長期保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。,水化作用也使膠體不能相互聚結(jié),要使膠體脫穩(wěn)與凝聚，必須降低電位和破壞水化膜，并提供膠粒碰撞的動能。造成膠粒碰撞的主要原因是布朗運動、流速梯度和渦流紊動。對
5、于粒徑在1m左右的顆粒，布朗運動已經(jīng)不起作用。為此工程上采用投藥后快速攪拌，以保持較高的碰撞次數(shù)，從而加快膠體的粒徑增大，加快膠體顆粒的沉降,(1) 壓縮雙電層作用,混凝劑提供大量正離子會涌入膠體擴(kuò)散層甚至吸附層, 使電位降低。當(dāng)電位為零時, 稱為等電狀態(tài)。此時膠體間斥力消失, 膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。,實際上，電位電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運動的動能時，膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，這時的電位稱為臨界電位。,膠粒因電位電位降低或消除以至失去穩(wěn)定性的過程，稱為膠體脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié)，稱為凝聚。,(2) 吸附架橋作用,由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過程。,(3)
6、 網(wǎng)捕作用,沉淀物在自身沉降過程中，作為晶核，能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結(jié)。,酸鋁Al2(SO4)318H2O溶于水后，離解出Al3+，并結(jié)合有6個配位水分子，成為水合鋁離子Al(H2O)63+。,水合鋁離子進(jìn)一步水解，形成單羥基單核絡(luò)合物：,單羥基單核絡(luò)合物又進(jìn)一步水解：,上述反應(yīng)中，降低水中H+(或H3O+)濃度或提高pH，使反應(yīng)趨向右方，水合羥基絡(luò)合物的電荷逐漸降低，最終生成中性氫氧化鋁難溶沉淀物。,當(dāng)pH<4時，水解受到抑制，水中存在的主要是Al(H2O)33+ 。,當(dāng)pH45時，水中有Al(OH)(H2O)52+、Al(OH)2(H2O)4+及少量Al(OH)3(H2O)
7、3。,當(dāng)pH78時，水中主要是Al(OH)3(H2O)3沉淀物。,但在某一特定pH時，水解產(chǎn)物還有許多復(fù)雜的高聚物和絡(luò)合物同時共存。,因為初步水解產(chǎn)物中的羥基OH-具有橋鍵性質(zhì)。,在由Al(H2O)63+轉(zhuǎn)向Al(OH)3(H2O)3的中間過程中，羥基可將單核絡(luò)合物通過橋鍵縮聚成多核絡(luò)合物：,兩個單羥基絡(luò)合物通過羥基橋聯(lián)可縮合成雙羥基雙核絡(luò)合物：,或,從上述反應(yīng)可以看出，三價鋁鹽發(fā)揮混凝作用的是各種形態(tài)的水解聚合物。,帶有正電的水解聚合物，同時起到壓縮雙電層的脫穩(wěn)和吸附架橋的作用。,為使硫酸鋁達(dá)到優(yōu)異的混凝效果，應(yīng)盡量使膠體脫穩(wěn)和吸附架橋作用都得到充分發(fā)揮。,當(dāng)混凝劑投放水中后，應(yīng)立即進(jìn)行劇烈
8、攪拌，使帶電聚合物迅速均勻地與全部膠體雜質(zhì)接觸，使膠體脫穩(wěn)，隨后，脫穩(wěn)膠體在相互凝聚的同時，靠聚合度不斷增大的高聚物的吸附架橋作用，形成大的絮凝體，使混凝過程很好完成。,混凝劑和助凝劑,混凝劑,要求,混凝劑效果良好,對人體健康無害,價廉易得,使用方便,,,,,,,(1) 無機(jī)鹽類混凝劑,(2) 高分子混凝劑,鐵鹽和鋁鹽,有機(jī)和無機(jī),助凝劑,影響混凝效果的主要因素,(1)水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度,(2) 混凝劑的影響,(3)水力條件,混凝工藝一般流程及設(shè)計要點,(1)根據(jù)混凝處理目的，通過實驗選擇混凝劑品種、用量及pH； (2)選擇合適的混凝劑投加位置核方式，調(diào)制、條件濃度和設(shè)備； (3)選擇
9、合適的混合、反應(yīng)方法核設(shè)備; (4)考慮與上、下構(gòu)筑物的銜接。,化學(xué)混凝的設(shè)備,(1) 混凝劑的配制和投加設(shè)備,a.混凝劑的溶液和配制,混凝劑在溶解池中進(jìn)行溶解:,攪拌,加速藥 劑溶解,機(jī)械攪拌,壓縮空氣攪拌,水泵攪拌,,,,,藥劑溶解完全后，將濃藥液送入溶液池，用清水稀釋到一定的濃度備用。,溶液池的容積可按下式計算：,式中: W1溶液池容積，m3； qv處理地水量，m3/h; A混凝劑地最大投加量，mg/L; c溶液濃度，； n每天配置次數(shù)，一般為26次。,溶解池的容積：,b. 混凝劑溶液的投加,計量設(shè)備,投加方式,轉(zhuǎn)子流量計,電磁流量計,泵前重力投加,水射器投加,,,,,,,,,(2) 混合設(shè)備,a.水泵混合,b.隔板混合,c. 機(jī)械混合,(3) 反應(yīng)設(shè)備,a.隔板反應(yīng)池,利用水流斷面上流速分布不均所造成的速度梯度，促進(jìn)顆粒相互碰撞進(jìn)行絮凝。,為避免結(jié)成的絮凝體被打碎，隔板中的流速應(yīng)逐漸減小。,b.機(jī)械反應(yīng)池,池體分24格，每格長寬比為1.01.2 。葉輪半徑中點線速由第一格的0.5 0.6m/ s 依次遞減到最后一格的0.1 0.2m/s 。有效池容按水力停留時間為1530min計算；,
水污染處理-化學(xué)處理法
