关于化学物理化学处理课件
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2020/12/30
第一节 化学混凝法
➢ 混凝过程具有两个作用：
● 第一个作用：使水中原有的离散微粒首先具有粘附在固 体颗粒上的性质—凝聚（coagulation）
● 第二个作用：使这些具有粘附性的离散微粒能够粘结成絮 体—絮凝（flocculation） 混凝（coagulation-flocculation）
2020/12/30
胶体的脱稳及凝聚（混凝原理）
⑴ 压缩双电层作用（凝聚作用）: ⑵ 吸附架桥作用（絮凝作用）： • 高分子混凝剂溶于水→水解和缩聚反应→高分子聚
合物→两端吸附颗粒，在相距较远的两胶粒间进行 吸附架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大 絮凝体（絮凝）。 ⑶ 网捕作用（过滤作用）： • 三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物 在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等颗 粒，使胶体粘结。
2020/12/30
➢化学沉淀法原理 ☆溶度积（Ks）：
2020/12/30
电位离子 反离子
2020/12/30
滑动面 胶团边界
胶核
吸附层 扩散层
胶粒
ξ电位 Ψ电位
胶体的脱稳及凝聚（混凝原理）
• ⑴ 压缩双电层作用（凝聚作用）:
• 水中投加电解质等混凝剂，消除或降低胶粒的ζ 地位，使颗粒碰撞聚结，失去稳定性（凝聚）。
A 2(S l 4O )32A 3l3 S2 4O
[ A ( H 2 O l ) 6 ] 3 H 2 O [A （ O L 2 H O ) 5 ] 2 )H 3 ( O H [ A ( H 2 l O ) 5 ( ] 2 H O 2 O [H （ A O 2 ( ) 2 O L H H ) 4 ] H 3 O ) [ A ( O ) 2 ( H l 2 O H ) 4 ] H 2 O [ A ( O ) 3 ( H l 2 O H ) 3 ] H 3 O
2020/12/30
目录
第一节 第二节 第三节 第四节
化学混凝法 中和法 化学沉淀法 氧化还原法
2020/12/30
第三节 化学沉淀法
（chemical precipitation)
➢ 用易溶的化学药（沉淀剂）使溶液中某种粒 子以它的一种难溶的盐或氢氧化物从溶液中 析出，在化学上称沉淀法。
➢ 废水处理中，常用化学沉淀法去除废水中有 害离子，如阳离子Hg2+、Cd2+、Pb2+、 Cu2+、Zn2+、Cr6+，阴离子SO42-、PO43-、 CrO42-。
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二、常用混凝剂和助凝剂
1、混凝剂 （1）无机盐类混凝剂：
铝盐（硫酸铝、明矾）、铁盐（三氯化铁、 硫酸亚铁、硫酸铁）。 （2) 高分子混凝剂：
无机类（聚合氯化铝、聚合氯化铁） 有机类（聚丙烯酰胺）。
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二、常用混凝剂和助凝剂
2、助凝剂：
酸碱类：调节碱度（石灰、海藻酸钠） 增加絮体性能类：密实性和沉降性（活性炭） 氧化剂类：破坏混凝过程中的有干扰的
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百度文库
根据污水处理程度
一级处理
二级处理 三级处理
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只去除漂浮物和易沉物，使城市污水 排入水体时不致立即出现不洁现象。
去除漂浮物和易沉物外，进而稳定污 水中的有机物，基本上消除污水的耗氧性 能。使水体接纳污水后不至于出现严重缺 氧情况，水体生态系统将基本上维持原有 的平衡状态。
第二节 中和法
➢ 酸性和碱性废水的处理--中和法。 一、酸性废水中和 碱性废水、废渣 投药中和（石灰、电石渣和石灰石等中和剂
能配制成溶液或浆料）
过滤中和（石灰石、白云石、大理石等中和
剂为粒料或块料时）
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第二节 中和法
二、碱性废水中和 ❖酸性废水、废液 ❖商品酸（工业硫酸、盐酸） ❖酸性废气（烟道气）
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胶体物质难沉淀的原因（稳定性）
➢ 胶体物质的形成 难容物质从液体中析出： ⑴离子聚集形成微粒物质表面---吸附能力 ⑵电离后的颗粒表面---带电性能（负电荷）
➢ 难沉淀（稳定）的原因 同性相斥（静电斥力）--微粒状态 表面水化层--分散状态
• 稳定性：胶体颗粒在水中保持分散状态 的性质。
水射器投加 计量泵投加 ❖计量设备：转子流量计，电磁流量计
2020/12/30
2020/12/30
混合设备
❖ 水泵混合 ❖ 隔板混合 ❖ 机械混合
反应设备
➢ 根据搅拌方式的不同： ❖ 水力搅拌反应设备 ❖ 机械搅拌反应设备
2020/12/30
2020/12/30
2020/12/30
2020/12/30
有机物质 （氯气） ❖作用：提高沉淀效果
提高澄清效果
2020/12/30
三、影响混凝效果的主要因素
➢水温
♀水解速率非常缓慢。
♀粘度大，不利于脱稳胶粒相互絮凝。
➢PH
用硫酸铝去除水中浊度时，最佳pH值范围在6.5-7.5 ；用 于除色时，pH值在4.5-5之间
➢水中杂质的成分、性质和浓度 ➢水力条件
混凝过程中的水力条件对絮凝体的形成影响极大。 整个混凝过程可以分为两个阶段：混合和反应。
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四、化学混凝的设备
➢化学混凝的设备包括： 混凝剂的配置和投加设备 混合设备 反应设备
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混凝剂的配置和投加设备
❖调配方法：干法、湿法 ❖调配设备：溶解池、溶液池 ❖投加设备：泵前重力投加
残留微量的悬浮固体和溶解的有害物。
课程内容
➢ 概论 ➢ 污水的物理处理 ➢ 污水的生化处理 ➢ 污水的化学处理 ➢ 污水的物理化学处理 ➢ 城市污水回用 ➢ 污泥的处理和处置 ➢ 水处理工艺设计
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污水的化学处理
是利用化学反应的作用以去除水中的杂质。
处理对象
废水中无机或有机的溶解性物质和胶体物质。 （难生物降解的）
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目录
第一节 第二节 第三节 第四节
化学混凝法 中和法 化学沉淀法 氧化还原法
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第一节 化学混凝法
去除对象 ➢ 水处理中常见胶体：
粘土颗粒（对于d<4μm），大部分细菌（0.2～ 80nm），病毒（10～300nm），蛋白质。 ➢胶体可分为憎水性、亲水性胶体或介于两者之间 对憎水性胶体，其稳定性可用双电层结构来说明。 对于亲水性胶体，其稳定性主要由于它所吸附的大 量水分子所构成的水壳来说明。
第一节 化学混凝法
➢ 混凝过程具有两个作用：
● 第一个作用：使水中原有的离散微粒首先具有粘附在固 体颗粒上的性质—凝聚（coagulation）
● 第二个作用：使这些具有粘附性的离散微粒能够粘结成絮 体—絮凝（flocculation） 混凝（coagulation-flocculation）
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胶体的脱稳及凝聚（混凝原理）
⑴ 压缩双电层作用（凝聚作用）: ⑵ 吸附架桥作用（絮凝作用）： • 高分子混凝剂溶于水→水解和缩聚反应→高分子聚
合物→两端吸附颗粒，在相距较远的两胶粒间进行 吸附架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大 絮凝体（絮凝）。 ⑶ 网捕作用（过滤作用）： • 三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物 在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等颗 粒，使胶体粘结。
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➢化学沉淀法原理 ☆溶度积（Ks）：
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电位离子 反离子
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滑动面 胶团边界
胶核
吸附层 扩散层
胶粒
ξ电位 Ψ电位
胶体的脱稳及凝聚（混凝原理）
• ⑴ 压缩双电层作用（凝聚作用）:
• 水中投加电解质等混凝剂，消除或降低胶粒的ζ 地位，使颗粒碰撞聚结，失去稳定性（凝聚）。
A 2(S l 4O )32A 3l3 S2 4O
[ A ( H 2 O l ) 6 ] 3 H 2 O [A （ O L 2 H O ) 5 ] 2 )H 3 ( O H [ A ( H 2 l O ) 5 ( ] 2 H O 2 O [H （ A O 2 ( ) 2 O L H H ) 4 ] H 3 O ) [ A ( O ) 2 ( H l 2 O H ) 4 ] H 2 O [ A ( O ) 3 ( H l 2 O H ) 3 ] H 3 O
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目录
第一节 第二节 第三节 第四节
化学混凝法 中和法 化学沉淀法 氧化还原法
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第三节 化学沉淀法
（chemical precipitation)
➢ 用易溶的化学药（沉淀剂）使溶液中某种粒 子以它的一种难溶的盐或氢氧化物从溶液中 析出，在化学上称沉淀法。
➢ 废水处理中，常用化学沉淀法去除废水中有 害离子，如阳离子Hg2+、Cd2+、Pb2+、 Cu2+、Zn2+、Cr6+，阴离子SO42-、PO43-、 CrO42-。
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二、常用混凝剂和助凝剂
1、混凝剂 （1）无机盐类混凝剂：
铝盐（硫酸铝、明矾）、铁盐（三氯化铁、 硫酸亚铁、硫酸铁）。 （2) 高分子混凝剂：
无机类（聚合氯化铝、聚合氯化铁） 有机类（聚丙烯酰胺）。
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二、常用混凝剂和助凝剂
2、助凝剂：
酸碱类：调节碱度（石灰、海藻酸钠） 增加絮体性能类：密实性和沉降性（活性炭） 氧化剂类：破坏混凝过程中的有干扰的
2020/12/30
百度文库
根据污水处理程度
一级处理
二级处理 三级处理
2020/12/30
只去除漂浮物和易沉物，使城市污水 排入水体时不致立即出现不洁现象。
去除漂浮物和易沉物外，进而稳定污 水中的有机物，基本上消除污水的耗氧性 能。使水体接纳污水后不至于出现严重缺 氧情况，水体生态系统将基本上维持原有 的平衡状态。
第二节 中和法
➢ 酸性和碱性废水的处理--中和法。 一、酸性废水中和 碱性废水、废渣 投药中和（石灰、电石渣和石灰石等中和剂
能配制成溶液或浆料）
过滤中和（石灰石、白云石、大理石等中和
剂为粒料或块料时）
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第二节 中和法
二、碱性废水中和 ❖酸性废水、废液 ❖商品酸（工业硫酸、盐酸） ❖酸性废气（烟道气）
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胶体物质难沉淀的原因（稳定性）
➢ 胶体物质的形成 难容物质从液体中析出： ⑴离子聚集形成微粒物质表面---吸附能力 ⑵电离后的颗粒表面---带电性能（负电荷）
➢ 难沉淀（稳定）的原因 同性相斥（静电斥力）--微粒状态 表面水化层--分散状态
• 稳定性：胶体颗粒在水中保持分散状态 的性质。
水射器投加 计量泵投加 ❖计量设备：转子流量计，电磁流量计
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2020/12/30
混合设备
❖ 水泵混合 ❖ 隔板混合 ❖ 机械混合
反应设备
➢ 根据搅拌方式的不同： ❖ 水力搅拌反应设备 ❖ 机械搅拌反应设备
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2020/12/30
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有机物质 （氯气） ❖作用：提高沉淀效果
提高澄清效果
2020/12/30
三、影响混凝效果的主要因素
➢水温
♀水解速率非常缓慢。
♀粘度大，不利于脱稳胶粒相互絮凝。
➢PH
用硫酸铝去除水中浊度时，最佳pH值范围在6.5-7.5 ；用 于除色时，pH值在4.5-5之间
➢水中杂质的成分、性质和浓度 ➢水力条件
混凝过程中的水力条件对絮凝体的形成影响极大。 整个混凝过程可以分为两个阶段：混合和反应。
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四、化学混凝的设备
➢化学混凝的设备包括： 混凝剂的配置和投加设备 混合设备 反应设备
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混凝剂的配置和投加设备
❖调配方法：干法、湿法 ❖调配设备：溶解池、溶液池 ❖投加设备：泵前重力投加
残留微量的悬浮固体和溶解的有害物。
课程内容
➢ 概论 ➢ 污水的物理处理 ➢ 污水的生化处理 ➢ 污水的化学处理 ➢ 污水的物理化学处理 ➢ 城市污水回用 ➢ 污泥的处理和处置 ➢ 水处理工艺设计
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污水的化学处理
是利用化学反应的作用以去除水中的杂质。
处理对象
废水中无机或有机的溶解性物质和胶体物质。 （难生物降解的）
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目录
第一节 第二节 第三节 第四节
化学混凝法 中和法 化学沉淀法 氧化还原法
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第一节 化学混凝法
去除对象 ➢ 水处理中常见胶体：
粘土颗粒（对于d<4μm），大部分细菌（0.2～ 80nm），病毒（10～300nm），蛋白质。 ➢胶体可分为憎水性、亲水性胶体或介于两者之间 对憎水性胶体，其稳定性可用双电层结构来说明。 对于亲水性胶体，其稳定性主要由于它所吸附的大 量水分子所构成的水壳来说明。