第16章污水的化学与物理化学处理 PPT
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蒸发、蒸馏、结晶
混 凝 沉 淀 池
第一节 化学混凝法
一.概 述
1.混 凝
向污水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳 定性，使污水中的胶体和细小的悬浮物聚集 成具有可分离性的絮凝体，再加以分离除去 的过程。
2.处理对象
粒度在1nm~100μm部分悬浮液和胶体溶液
3.胶体稳定性的原因
（1） 胶体颗粒间的静电斥力； （2） 微颗粒的布朗运动
3)网捕作用
（沉淀物自身沉淀过程中，卷集、 网捕水中的胶粒等并使之粘 结）
不同情况下高聚物对胶体的吸附架桥作用
5.凝聚和絮凝
1)凝聚 向水中加入混凝剂搅拌混合，使胶体颗粒的脱稳，通过互相接
触、吸附、卷带和桥连等机理凝聚在一起，形成小凝粒的过程。 2)絮凝 小凝粒互相接触，聚合形成大的凝絮体的过程。
反应阶段的搅拌强度和水流速度要随絮凝体的结大而降低
四．水与混凝剂的混合与絮凝反应
（一）混凝剂溶液的配制（湿投法）
1.溶液池容积W1 2.溶解池容积W2
P297
（二）混凝剂溶液的投加
1．计量设备（流量计）
2．投加方式及设备
1)泵前投加
2)高位溶液池重力投加
3)水射器投加
4)采用计量泵投加
高位溶液池重力投加
（不足以将两个胶粒推近到使范 德华引力发生作用）；
（3） 颗粒表面的水化作用
（带电的胶粒将极性水分子吸引 到周围形成水化膜，阻止胶粒
之间的接触）。
图3.1胶体结构及电位示意图
Al(OH)3溶胶
4．混凝原理
1)压缩双电层作用
（降低或消除ζ电位，胶粒布朗 运动的动能足以克服斥力）
2)吸附架桥作用
（高分子物质吸附多个胶粒，并 相互粘结）
混凝过程
二.混凝剂、助凝剂
1.混凝剂 概念
混凝过程中，为使悬浮粒子或胶体变成易于去除的大絮凝体而投加的主 要化学药剂。
种类
1）无机盐类混凝剂及混凝特性 2）有机合成高分子混凝剂
常用无机盐混凝剂及其主要性能
混凝剂分类
铝盐 无机类
铁盐
硫酸铝
Al2(SO4)3·18H2O
明矾
Al2(SO4)3KPo2lSyaOlu4m·2in4iuHm2OChloride
聚合氯化铝（PAC） [Al2(OH)nCl6-n]m
硫酸亚铁 三氯化铁
FeSO4·7H2O
Polymeric ferric sulfate
FeCl3·6H2O
聚合硫酸铁（PFS） [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m
有机类
人工合成
阴离子型 聚丙烯酸钠
polyacrylamide
阳离子型 乙烯吡啶共聚物
(1) 隔板反应池
P300
(2) 机械搅拌反应池
(3) 折板絮凝池
(4) 栅条(网格)絮凝池
(5) 穿孔旋流絮凝池
(6) 其他形式的絮凝池
隔板反应池
主要设计参数
(1)廊道中的流速起端取0.5-0.6m/s,末端取0.15-0.2m/s。隔板间距从进口到出 口逐渐放宽；
(2)池数不少于2个，反应时间为20-30 min； (3) 隔板间距应大于0.5m，池底坡度为0.02-0.03; (4) 转弯处过水断面面积为廊道过水断面面积的1.2-1.3倍; (5) 水头损失计算可分成数段进行计算。总水头损失为各段损失（包括沿程 和局部损失）之和。
图3－11
水射器压力投加
计量泵压力投加
(三)混合设备
1.混合设备的作用
混合设备应满足下列要求： ①保证药剂迅速均匀扩散到整个水中； ②混合时间不宜过长； ③能使水体产生强烈紊动。
2.混合设备
1）水泵混合 （快速剧烈，不需另建设备，但要注意腐蚀和管线长度）
2）隔板混合 P299
3）机械混合
（四）反应设备
折板絮凝池
网格絮凝池
第二节 中和法
一.概念
1.中和法
利用碱性药剂或酸性药剂将废水从酸性或碱性调整到中 性附近的一类处理方法。
2.处理对象：废酸液和废碱液
废酸液：酸含量大于5-10%的高浓度含酸废水； 废碱液: 碱含量大于3-5%的高浓度含碱废水。
中和法分类
1.投药中和法 （湿投加） P288 2.过滤中和法 （采用中和剂为滤料）
第十六章 污水的化学与物理 化学处理
1.概念
利用化学反应作用来去除水中杂质。 利用物理化学原理和化工单元操作去除水中杂质。 针对无机物或者难以生物降解的有机物、高浓度杂质的回收利 用、污水的深度处理
2.化学处理方法
混凝法、中和法、 化学沉淀法、氧化还原法
3.物理化学处理方法
吸附法、离子交换法、萃取法、膜析法
二、处理对象
废水中的重金属离子Leabharlann Baidu贵金属和放射性元素等，如： Hg、Cr、Cd、Pb、Cu、Ag、Zn、Ni、Fe。。。
给水处理中去除Ca、Mg硬度 大量阴离子的去除，如S2-、SO42-、PO43-、F-。。。
机械搅拌反应池
主要设计参数：
①每台搅拌设备上的浆板总面积为水流截面积的10%-20%，不超过 25%.浆板长度不大于叶轮直径的75%，宽度为19-30cm；
②叶轮半径中心点的旋转线速度，第一格用0.5-0.6m/s，以后逐渐减少， 最后一格采用0.1-0.2m/s，不得大于0.3m/s；
③反应时间为15-20min。
三、影响混凝效果的主要因素
水温
无机盐混凝剂的水解是吸热反应
温度低，粘度大，不利于胶粒的絮凝长大
水的pH值（碱度）
不同混凝剂适合的pH范围不同
水中杂质的成分、性质和浓度
需通过试验来确定合适的混凝剂和投加量
水力条件（混合和反应）
P295-296
混合要求快速和剧烈搅拌
非离子型 聚丙烯酰胺（PAM）
天然高分子物质：淀粉、树胶、动物胶等
明矾
聚 丙 烯 酰 胺
聚合硫酸铁
淀 粉
2.助凝剂
常用的助凝剂作用：
投加酸或碱类以调整pH值； 投加活化硅酸、骨胶、海藻酸钠、PAM等，以增强絮凝体的密实性和沉降性能； 投加氯、臭氧等氧化剂，以提高混凝效果。
骨胶
海 藻 酸 钠
1）普通中和滤池 2）升流式膨胀床滤池（图16-3） 3）喷淋塔（图16-4）
3.以废治废
酸性废水与碱性废水相互中和 ，节约中和剂
第三节 化学沉淀处理
一.概 念
1.化学沉淀法
向水中投加某种化学药剂，使其与水中的溶解物质反应生 成难溶物沉淀下来的方法。
2. 分级沉淀
当溶液中有数种离子都能与同一种离子生成沉淀时，它们 生成沉淀的顺序。
混 凝 沉 淀 池
第一节 化学混凝法
一.概 述
1.混 凝
向污水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳 定性，使污水中的胶体和细小的悬浮物聚集 成具有可分离性的絮凝体，再加以分离除去 的过程。
2.处理对象
粒度在1nm~100μm部分悬浮液和胶体溶液
3.胶体稳定性的原因
（1） 胶体颗粒间的静电斥力； （2） 微颗粒的布朗运动
3)网捕作用
（沉淀物自身沉淀过程中，卷集、 网捕水中的胶粒等并使之粘 结）
不同情况下高聚物对胶体的吸附架桥作用
5.凝聚和絮凝
1)凝聚 向水中加入混凝剂搅拌混合，使胶体颗粒的脱稳，通过互相接
触、吸附、卷带和桥连等机理凝聚在一起，形成小凝粒的过程。 2)絮凝 小凝粒互相接触，聚合形成大的凝絮体的过程。
反应阶段的搅拌强度和水流速度要随絮凝体的结大而降低
四．水与混凝剂的混合与絮凝反应
（一）混凝剂溶液的配制（湿投法）
1.溶液池容积W1 2.溶解池容积W2
P297
（二）混凝剂溶液的投加
1．计量设备（流量计）
2．投加方式及设备
1)泵前投加
2)高位溶液池重力投加
3)水射器投加
4)采用计量泵投加
高位溶液池重力投加
（不足以将两个胶粒推近到使范 德华引力发生作用）；
（3） 颗粒表面的水化作用
（带电的胶粒将极性水分子吸引 到周围形成水化膜，阻止胶粒
之间的接触）。
图3.1胶体结构及电位示意图
Al(OH)3溶胶
4．混凝原理
1)压缩双电层作用
（降低或消除ζ电位，胶粒布朗 运动的动能足以克服斥力）
2)吸附架桥作用
（高分子物质吸附多个胶粒，并 相互粘结）
混凝过程
二.混凝剂、助凝剂
1.混凝剂 概念
混凝过程中，为使悬浮粒子或胶体变成易于去除的大絮凝体而投加的主 要化学药剂。
种类
1）无机盐类混凝剂及混凝特性 2）有机合成高分子混凝剂
常用无机盐混凝剂及其主要性能
混凝剂分类
铝盐 无机类
铁盐
硫酸铝
Al2(SO4)3·18H2O
明矾
Al2(SO4)3KPo2lSyaOlu4m·2in4iuHm2OChloride
聚合氯化铝（PAC） [Al2(OH)nCl6-n]m
硫酸亚铁 三氯化铁
FeSO4·7H2O
Polymeric ferric sulfate
FeCl3·6H2O
聚合硫酸铁（PFS） [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m
有机类
人工合成
阴离子型 聚丙烯酸钠
polyacrylamide
阳离子型 乙烯吡啶共聚物
(1) 隔板反应池
P300
(2) 机械搅拌反应池
(3) 折板絮凝池
(4) 栅条(网格)絮凝池
(5) 穿孔旋流絮凝池
(6) 其他形式的絮凝池
隔板反应池
主要设计参数
(1)廊道中的流速起端取0.5-0.6m/s,末端取0.15-0.2m/s。隔板间距从进口到出 口逐渐放宽；
(2)池数不少于2个，反应时间为20-30 min； (3) 隔板间距应大于0.5m，池底坡度为0.02-0.03; (4) 转弯处过水断面面积为廊道过水断面面积的1.2-1.3倍; (5) 水头损失计算可分成数段进行计算。总水头损失为各段损失（包括沿程 和局部损失）之和。
图3－11
水射器压力投加
计量泵压力投加
(三)混合设备
1.混合设备的作用
混合设备应满足下列要求： ①保证药剂迅速均匀扩散到整个水中； ②混合时间不宜过长； ③能使水体产生强烈紊动。
2.混合设备
1）水泵混合 （快速剧烈，不需另建设备，但要注意腐蚀和管线长度）
2）隔板混合 P299
3）机械混合
（四）反应设备
折板絮凝池
网格絮凝池
第二节 中和法
一.概念
1.中和法
利用碱性药剂或酸性药剂将废水从酸性或碱性调整到中 性附近的一类处理方法。
2.处理对象：废酸液和废碱液
废酸液：酸含量大于5-10%的高浓度含酸废水； 废碱液: 碱含量大于3-5%的高浓度含碱废水。
中和法分类
1.投药中和法 （湿投加） P288 2.过滤中和法 （采用中和剂为滤料）
第十六章 污水的化学与物理 化学处理
1.概念
利用化学反应作用来去除水中杂质。 利用物理化学原理和化工单元操作去除水中杂质。 针对无机物或者难以生物降解的有机物、高浓度杂质的回收利 用、污水的深度处理
2.化学处理方法
混凝法、中和法、 化学沉淀法、氧化还原法
3.物理化学处理方法
吸附法、离子交换法、萃取法、膜析法
二、处理对象
废水中的重金属离子Leabharlann Baidu贵金属和放射性元素等，如： Hg、Cr、Cd、Pb、Cu、Ag、Zn、Ni、Fe。。。
给水处理中去除Ca、Mg硬度 大量阴离子的去除，如S2-、SO42-、PO43-、F-。。。
机械搅拌反应池
主要设计参数：
①每台搅拌设备上的浆板总面积为水流截面积的10%-20%，不超过 25%.浆板长度不大于叶轮直径的75%，宽度为19-30cm；
②叶轮半径中心点的旋转线速度，第一格用0.5-0.6m/s，以后逐渐减少， 最后一格采用0.1-0.2m/s，不得大于0.3m/s；
③反应时间为15-20min。
三、影响混凝效果的主要因素
水温
无机盐混凝剂的水解是吸热反应
温度低，粘度大，不利于胶粒的絮凝长大
水的pH值（碱度）
不同混凝剂适合的pH范围不同
水中杂质的成分、性质和浓度
需通过试验来确定合适的混凝剂和投加量
水力条件（混合和反应）
P295-296
混合要求快速和剧烈搅拌
非离子型 聚丙烯酰胺（PAM）
天然高分子物质：淀粉、树胶、动物胶等
明矾
聚 丙 烯 酰 胺
聚合硫酸铁
淀 粉
2.助凝剂
常用的助凝剂作用：
投加酸或碱类以调整pH值； 投加活化硅酸、骨胶、海藻酸钠、PAM等，以增强絮凝体的密实性和沉降性能； 投加氯、臭氧等氧化剂，以提高混凝效果。
骨胶
海 藻 酸 钠
1）普通中和滤池 2）升流式膨胀床滤池（图16-3） 3）喷淋塔（图16-4）
3.以废治废
酸性废水与碱性废水相互中和 ，节约中和剂
第三节 化学沉淀处理
一.概 念
1.化学沉淀法
向水中投加某种化学药剂，使其与水中的溶解物质反应生 成难溶物沉淀下来的方法。
2. 分级沉淀
当溶液中有数种离子都能与同一种离子生成沉淀时，它们 生成沉淀的顺序。