废水化学处理

第三章污水处理的化学法3.1混凝去除的是胶体及部分细小的悬浮物。范围在：1nm~0.1m（有时认为在1m）混凝目的：使胶体脱稳，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）、腐殖酸一、混凝原理1、胶体的稳定性动力学稳定性：布朗运动对抗重力。聚集稳定性：胶体带电相斥（憎水性胶体）水化膜的阻碍（亲水性胶体）两者之中，聚集稳定性对胶体稳定性的影响起关键作用。2、压缩双电层（1）胶体的双电层结构（2）压缩双电层作用胶粒与溶液主体之间胶粒剩余电荷的存在，所产生的电位，称为ζ电位。ζ电位越高，胶粒也就越稳定；若ζ电位越低或接近于零，易于相互接触粘合而沉降。当分散系中加入某种絮凝剂，使胶团ζ电位降低或消除，胶粒相互聚集成絮体，各分散的絮体又相互凝聚成大絮体而沉降。Fe（OH)3胶体分散系胶团结构：整个过程为：电解质加入―与反离子同电荷离子―压缩双电层―电位―稳定性―凝聚3、吸附架桥作用吸附架桥主要是指投加的水溶性链状高分子聚合物絮凝剂，在静电力、范德华力和氢键力等的作用下，将胶体和悬浮颗粒吸附、架桥形成一串串絮体（矾花）相互融合聚结为大絮体而沉降的过程。4、网捕作用三价铝盐或铁盐水解生成的沉淀物在自身沉降过程中，集卷、网捕水中的胶体微粒，使胶体凝结。5、一些概念（1）凝聚——从作用机理来看，是指胶体和分散系双电层压缩、ζ电位破坏、电性中和而脱稳并聚集为絮粒的过程。（2）絮凝——从工艺上看，是指絮粒通过吸附、交联、网捕，聚结为大絮体沉降的过程。（3）混凝——凝聚和絮凝统称为混凝。（4）絮凝剂——是从化学角度看，是使胶体和悬浮颗粒凝聚和絮凝的药剂，所以也称为混凝剂。二、影响混凝效果的因素1、污水水质（1）胶体杂质浓度胶体浓度不同，所需投加金属离子量也不同。（2）PH值不同混凝剂都有最佳PH值。（3）水温一般水温高有利于混凝，但水温过高会使一些高分子混凝剂老化。（4）共存杂质2、混凝剂的影响（1）混凝剂分子形态分子量应适当，不宜过高或过低（2）混凝剂的投加量经实验确定最佳投加量（3）混凝剂的投加顺序3、水利条件的影响混合阶段：激烈紊动，不超过2分钟，使药剂迅速均匀扩散到水中反应阶段：紊动程度逐渐减弱，13~15分钟，使形成具有良好沉淀性能的絮凝体。三、混凝剂和助凝剂1、混凝剂主要分为无机物和有机物两大类，其中又可分为低分子和高分子聚合物无机铝系硫酸铝、明矾、聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PAS）适宜pH：5.5~8铁系三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁适宜pH：5~11，但腐蚀性强有机人工合成阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）天然淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等。微生物絮凝剂2、助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。（1）pH值调整剂：调整水的pH，如石灰、硫酸等（2）絮体结构改良剂：如活化硅酸（SiO2nH2O）、骨胶、高分子絮凝剂（3）氧化剂：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加Cl2、O3等四、混凝设备1、混凝剂的配置与投加设备（1）投配流程：药剂－溶解池－溶液池－计量设备－投加设备－混合设备－（2）计量与投加方式计量：流量计（转子、电磁）、孔口、计量泵投加方式：泵前投加，虹吸投加，水射器投加，泵投加2、混合设备（1）水泵混合：（2）管式混合：（3）机械混合：3、反应设备（1）隔板反应池（2）机械搅拌反应池