污水处理药剂基础第二版教学教材
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• pH<4时，向酸性废水中 • 投加亚铁离子，使六价铬被
还原为三价铬，同时亚铁 离子被氧化成为三价铁离子
Cr6+ +3Fe2+ = 3Fe3+ +Cr3+ 调整pH值7~9时，三价铬离子和三价铁离子
生成氢氧化物沉淀。 Cr3+ + OH- = Cr(0H)3↓ Fe3+ + OH- = Fe(0H)3↓
的水处理产品，其中包括液体产品和 固体产品
A 2 ( O l) n C H 6 n • l m
聚丙烯酰胺 PAM
阴离子型聚丙：主要应用于各种污水 的沉淀过程作为絮凝剂。产品主要 指标为分子量
阳离子型聚丙：主要应用于污水处理 的气浮工艺和污泥浓缩过程。产品 主要指标为离子度
非离子型聚丙：主要应用于工业添加 剂。
污水处理药剂基础
什么是水处理药剂？
• 用于工业废水、工业原水、 工业循环水、生活污水、 给水等各种水体处理的药 剂统称水处理药剂。
• 水处理药剂大体上可分为： 污水处理类药剂、工业循 环水处理剂、油水分离剂 三大类。
混凝剂和絮凝剂
• 混凝剂：凡是能使水溶液 中的溶质、胶体、或者悬 浮物颗粒产生絮状物沉淀 的物质都叫做混凝剂。 （无机混凝剂）
氧化还原反应
• 是在反应前后元素的化合价具有相应的升 降变化的化学反应。
• 这种反应可以理解成两个半反应构成，即 氧化反应和还原反应。
• 氧化还原反应的实质是发生了电子的转移。 即在离子化合物中是电子的得失。
• Fe+Cu2+=Fe2++Cu↓ Fe+2H+=Fe2++H2↑
• 失去电子，价位升高的物质为还原剂 • 得到电子，价位降低的物质为氧化剂
A3lP4 3 O AlP 4O F3ePO 43FeP 4 O
二价铁盐
• 水中解离的二价铁离子只能生成简单的单 核络合物，凝聚速度很慢。
• 二价铁离子在水溶液中的水解反应是一个 复杂的反应过程和生成较复杂的产物。必 须使其氧化成氢氧化铁后，才能形成有效 的絮凝。
• 从理论上说，亚铁离子在PH≥7时易于氧化 成三价铁，实际使用时的PH值必须在8.5以 上，且有足够碱度和氧的条件下才能完成 氧化过程。
三价铁盐的反应机理
Fe3 H2O FeOH2 H Fe3 2H2O Fe(OH )2 2H Fe(OH )3 Fe3 3OH Fe3 4H2O Fe(OH )4 4H 2Fe3 4H2O Fe2 (OH )42 2H
不同PH条件下的水解物种
三价铁盐的特点
• 形成的矾花致密度大，结构紧凑， 内聚系数大。
• 絮凝剂：在脱稳后的胶体 颗粒之间产生架桥作用以 及在沉降过程中产生卷扫 作用的药剂称作絮凝剂。
（有机高分子絮凝剂）
混凝剂的作用机理
• 压缩双电层与电中和作用 • 吸附架桥作用 • 网捕作用（卷扫沉淀作用）
常用混凝剂的分类
• 铁盐类:三氯化铁、聚合硫 酸铁、氯化亚铁、硫酸亚 铁等
• 铝盐类：聚合氯化铝、硫 酸铝、碱式氯化铝等等
• 聚合氯化铝铁？
• 硅酸盐类：聚合硅铁，聚 硅氯化铝等
英文简写的区分
• P:代表聚合物
• A:铝盐
• F:铁盐
S
• C:氯化物
• S:硫酸盐 硅酸盐
• 例:PAC、PFC、PFS
PAM? PASS?
为什么是这样子？
• 铝、铁等多价金属离子的水解过程 中，随着羟基配位体数目的增加， 当pH>4时，则通过羟基配位体的 桥联作用，把单核络合物的金属离 子结合成为多羟基络合物
氧化剂
向废水中投加氧化剂，氧化废水中的有害 物质，使其转变为无毒无害的或毒性小的 新物质的方法叫做氧化法。
污水处理中常用的氧化剂有次氯酸钠（漂白 水）、次氯酸钙（漂白粉）、过氧化氢 （双氧水）、液氯、二氧化氯。
二级破氰
• 电镀工业中产生的含氰废水具有很大毒性，属于 一类污染物质的范畴。含氰废水的处理通常分为 两个阶段进行。
铝盐的特点
• 适应水质范围较宽 • 形成絮体的速度较快，絮体颗粒和相
对密度都较大，沉淀性能好 • 适宜的pH范围在5~9之间。 • 药剂配制后投加对设备的腐蚀作用小。
铝盐的水解产物
聚合氯化铝 PAC
聚合氯化铝，又称聚铝、碱式氯化铝 我国生产的聚合氯化铝年产量约为35
万吨，占世界总产量的1/4。 目前，聚合氯化铝是市场上应用最广泛
芬顿反应
• 过氧化氰与亚铁离子的混合液具有强氧化性，据 计算在pH=4的溶液中，混合液中生成的羟基自 由基的氧化电势高达2.73V。在自然界中，氧化 能力在溶液中仅次于氟气。
• 在环境化学中，芬顿反应被广泛应用于去除难降 解有机污染物。在印染废水、焦化废水、含硝基 苯废水等废水处理中体现了很广泛的应用
铝盐羟基络合物的百度文库成过程
三价铁盐的反应机理
三价铁盐：三价铁在水体中会形成各种 形态的水合络合物从而起到凝聚作用， Fe(H2O)3(OH)3沉淀物、带正电荷的水 合单核离子及多核离子络合物可以吸附 带负电荷的胶质粒子，通过压缩双电层 、电荷中和、羟基间的桥联和网捕等作 用，使胶体颗粒体系脱稳沉降。
• 铁盐沉淀物的体积远小于铝系沉淀 物的体积。
• 最适宜氯化铁形成絮体的pH值为 5~6
• 腐蚀性强。 • 出水具有色度。
化学除磷
• GB 18918-2002《城市污水厂 污染物排放标准》[6-7],该标准 中一级A总磷指标由原来的 ≤1mg/L提高到≤0.5mg/L ，要 求自2006年以后新建或改扩建 的城镇污水处理厂必须执行此 新标准。
• 第一阶段：CN- + OCl- + H20 → CNCl+2OH-
CNCl + 2OH- → CNO- + Cl- +H2O
pH:10~11
反应时间：10~15min
第二阶段：2CNO- + 3OCl- → CO2↑ +N2↑ +3Cl- + CO32pH:8~8.5 反应时间：30min
二级破氰
•
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + •OH
芬顿反应
还原剂
向废水中投加还原剂， 还原废水中的有毒物质，使其 转化为无毒的或毒性小的新物质 这种方法称为还原法。 还原法目前主要用于含铬、含汞废水的处理 目前常用的还原剂有，亚铁盐、焦亚硫酸钠、
亚硫酸氢钠、亚硫酸钠等
含铬废水的处理
还原为三价铬，同时亚铁 离子被氧化成为三价铁离子
Cr6+ +3Fe2+ = 3Fe3+ +Cr3+ 调整pH值7~9时，三价铬离子和三价铁离子
生成氢氧化物沉淀。 Cr3+ + OH- = Cr(0H)3↓ Fe3+ + OH- = Fe(0H)3↓
的水处理产品，其中包括液体产品和 固体产品
A 2 ( O l) n C H 6 n • l m
聚丙烯酰胺 PAM
阴离子型聚丙：主要应用于各种污水 的沉淀过程作为絮凝剂。产品主要 指标为分子量
阳离子型聚丙：主要应用于污水处理 的气浮工艺和污泥浓缩过程。产品 主要指标为离子度
非离子型聚丙：主要应用于工业添加 剂。
污水处理药剂基础
什么是水处理药剂？
• 用于工业废水、工业原水、 工业循环水、生活污水、 给水等各种水体处理的药 剂统称水处理药剂。
• 水处理药剂大体上可分为： 污水处理类药剂、工业循 环水处理剂、油水分离剂 三大类。
混凝剂和絮凝剂
• 混凝剂：凡是能使水溶液 中的溶质、胶体、或者悬 浮物颗粒产生絮状物沉淀 的物质都叫做混凝剂。 （无机混凝剂）
氧化还原反应
• 是在反应前后元素的化合价具有相应的升 降变化的化学反应。
• 这种反应可以理解成两个半反应构成，即 氧化反应和还原反应。
• 氧化还原反应的实质是发生了电子的转移。 即在离子化合物中是电子的得失。
• Fe+Cu2+=Fe2++Cu↓ Fe+2H+=Fe2++H2↑
• 失去电子，价位升高的物质为还原剂 • 得到电子，价位降低的物质为氧化剂
A3lP4 3 O AlP 4O F3ePO 43FeP 4 O
二价铁盐
• 水中解离的二价铁离子只能生成简单的单 核络合物，凝聚速度很慢。
• 二价铁离子在水溶液中的水解反应是一个 复杂的反应过程和生成较复杂的产物。必 须使其氧化成氢氧化铁后，才能形成有效 的絮凝。
• 从理论上说，亚铁离子在PH≥7时易于氧化 成三价铁，实际使用时的PH值必须在8.5以 上，且有足够碱度和氧的条件下才能完成 氧化过程。
三价铁盐的反应机理
Fe3 H2O FeOH2 H Fe3 2H2O Fe(OH )2 2H Fe(OH )3 Fe3 3OH Fe3 4H2O Fe(OH )4 4H 2Fe3 4H2O Fe2 (OH )42 2H
不同PH条件下的水解物种
三价铁盐的特点
• 形成的矾花致密度大，结构紧凑， 内聚系数大。
• 絮凝剂：在脱稳后的胶体 颗粒之间产生架桥作用以 及在沉降过程中产生卷扫 作用的药剂称作絮凝剂。
（有机高分子絮凝剂）
混凝剂的作用机理
• 压缩双电层与电中和作用 • 吸附架桥作用 • 网捕作用（卷扫沉淀作用）
常用混凝剂的分类
• 铁盐类:三氯化铁、聚合硫 酸铁、氯化亚铁、硫酸亚 铁等
• 铝盐类：聚合氯化铝、硫 酸铝、碱式氯化铝等等
• 聚合氯化铝铁？
• 硅酸盐类：聚合硅铁，聚 硅氯化铝等
英文简写的区分
• P:代表聚合物
• A:铝盐
• F:铁盐
S
• C:氯化物
• S:硫酸盐 硅酸盐
• 例:PAC、PFC、PFS
PAM? PASS?
为什么是这样子？
• 铝、铁等多价金属离子的水解过程 中，随着羟基配位体数目的增加， 当pH>4时，则通过羟基配位体的 桥联作用，把单核络合物的金属离 子结合成为多羟基络合物
氧化剂
向废水中投加氧化剂，氧化废水中的有害 物质，使其转变为无毒无害的或毒性小的 新物质的方法叫做氧化法。
污水处理中常用的氧化剂有次氯酸钠（漂白 水）、次氯酸钙（漂白粉）、过氧化氢 （双氧水）、液氯、二氧化氯。
二级破氰
• 电镀工业中产生的含氰废水具有很大毒性，属于 一类污染物质的范畴。含氰废水的处理通常分为 两个阶段进行。
铝盐的特点
• 适应水质范围较宽 • 形成絮体的速度较快，絮体颗粒和相
对密度都较大，沉淀性能好 • 适宜的pH范围在5~9之间。 • 药剂配制后投加对设备的腐蚀作用小。
铝盐的水解产物
聚合氯化铝 PAC
聚合氯化铝，又称聚铝、碱式氯化铝 我国生产的聚合氯化铝年产量约为35
万吨，占世界总产量的1/4。 目前，聚合氯化铝是市场上应用最广泛
芬顿反应
• 过氧化氰与亚铁离子的混合液具有强氧化性，据 计算在pH=4的溶液中，混合液中生成的羟基自 由基的氧化电势高达2.73V。在自然界中，氧化 能力在溶液中仅次于氟气。
• 在环境化学中，芬顿反应被广泛应用于去除难降 解有机污染物。在印染废水、焦化废水、含硝基 苯废水等废水处理中体现了很广泛的应用
铝盐羟基络合物的百度文库成过程
三价铁盐的反应机理
三价铁盐：三价铁在水体中会形成各种 形态的水合络合物从而起到凝聚作用， Fe(H2O)3(OH)3沉淀物、带正电荷的水 合单核离子及多核离子络合物可以吸附 带负电荷的胶质粒子，通过压缩双电层 、电荷中和、羟基间的桥联和网捕等作 用，使胶体颗粒体系脱稳沉降。
• 铁盐沉淀物的体积远小于铝系沉淀 物的体积。
• 最适宜氯化铁形成絮体的pH值为 5~6
• 腐蚀性强。 • 出水具有色度。
化学除磷
• GB 18918-2002《城市污水厂 污染物排放标准》[6-7],该标准 中一级A总磷指标由原来的 ≤1mg/L提高到≤0.5mg/L ，要 求自2006年以后新建或改扩建 的城镇污水处理厂必须执行此 新标准。
• 第一阶段：CN- + OCl- + H20 → CNCl+2OH-
CNCl + 2OH- → CNO- + Cl- +H2O
pH:10~11
反应时间：10~15min
第二阶段：2CNO- + 3OCl- → CO2↑ +N2↑ +3Cl- + CO32pH:8~8.5 反应时间：30min
二级破氰
•
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + •OH
芬顿反应
还原剂
向废水中投加还原剂， 还原废水中的有毒物质，使其 转化为无毒的或毒性小的新物质 这种方法称为还原法。 还原法目前主要用于含铬、含汞废水的处理 目前常用的还原剂有，亚铁盐、焦亚硫酸钠、
亚硫酸氢钠、亚硫酸钠等
含铬废水的处理