廢水的物理化學處理-2混凝、氣浮、吸附

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1、水污染控制工程《水污染控制工程》主要學習內容污水處理技術的基本術語、理論及理念；污水處理技術的基本計算方法；污水處理主要構筑物的構造及工作原理；污水處理技術的應用范圍和運行特點。第四章廢水的物理化學處理廢水物理化學處理法是廢水處理方法之一種。系運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法。它是由物理方法和化學方法組成的廢水處理系統(tǒng)，或是包括物理過程和化學過程的單項處理方法，如浮選、吹脫、結晶、吸附、萃取、電滲析、離子交換、反滲透等。如為去除懸浮的和溶解的污染物而采用的化學混凝——沉淀和活性炭吸附的兩級處理，是一種比較典型的物理化學處理系統(tǒng)。第四章廢水的物理化學處理和生物處理法相比，此法優(yōu)點：

2、占地面積少；出水水質好，且比較穩(wěn)定；對廢水水量、水溫和濃度變化適應性強；可去除有害的重金屬離子；除磷、脫氮、脫色效果好；管理操作易于自動檢測和自動控制等。但是，處理系統(tǒng)的設備費和日常運轉費較高。第一節(jié)混凝第二節(jié)氣浮第三節(jié)吸附第四節(jié)離子交換第五節(jié)膜分離第六節(jié)萃取、吹脫與汽提1、名詞解釋：消毒、混凝、膠體穩(wěn)定性2、氯消毒加氯量包括兩部分，即和。3、膠體穩(wěn)定性分和兩種。4、膠體具有“雙電層結構”，即和。5、請簡述混凝機理。習題：你知道嗎第一節(jié)混凝混凝可去除的顆粒大小為膠體及部分細小的懸浮物。混凝目的：投加混凝劑使膠體脫穩(wěn)，相互凝聚生長成大礬花。主要去除對象：粘土（50nm-4?m）細菌（0.2?m

3、-80?m）病毒（10nm-300nm）蛋白質（1nm-50nm）一、混凝機理第一節(jié)混凝一、混凝機理基本概念混凝：水中膠體粒子以及微小懸浮物的聚集過程稱為混凝，是凝聚和絮凝的總稱。凝聚：膠體失去穩(wěn)定性的過程稱為凝聚。絮凝：脫穩(wěn)膠體相互聚集稱為絮凝?；炷^程涉及：①水中膠體的性質；②混凝劑在水中的水解；③膠體與混凝劑的相互作用。水中膠體的穩(wěn)定性膠體穩(wěn)定性：是指膠體粒子在水中長期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。膠體穩(wěn)定性分“動力學穩(wěn)定性”和“聚集穩(wěn)定性”兩種。動力學穩(wěn)定性：無規(guī)則的布朗運動強，對抗重力影響的能力強。聚集穩(wěn)定性包括：①膠體帶電相斥（憎水性膠體）；②水化膜的阻礙（親水性膠體）在動力學穩(wěn)定性和

4、聚集穩(wěn)定兩者之中，聚集穩(wěn)定性對膠體穩(wěn)定性的影響起關鍵作用。一、混凝機理膠體顆粒的雙電層結構示意圖滑動面上的電位：稱為?電位，決定了憎水膠體的聚集穩(wěn)定性。也決定親水膠體的水化膜的阻礙，當?電位降低，水化膜減薄及至消失。一、混凝機理膠體顆粒之間的相互作用決定于排斥能與吸引能，分別由靜電斥力與范德華引力產生。膠核表面有負電荷，可吸附水中的正離子，與之平衡。在靠近膠核表面的一層內，因吸力較大正電離子緊密地吸附在膠核表面上，故稱為吸附層。厚度較薄較固定，不隨外界的條件（水溫）變化而變化。在吸附層之外，還有一層正電離子，在此范圍內靜電吸力因屏蔽作用而減弱，且受水分子熱運動的干擾，鼓層內的正電離子與膠核的

5、結合力較為松弛，離子擴散游動在吸附層之外，稱為擴散層。一、混凝的機理化學混凝的機理主要有三方面因素。1．電性中和作用機理電性中和作用機理包括壓縮雙電層與吸附電中和作用機理。一、混凝的機理1．電性中和作用機理（1）壓縮雙電層加入電解質加入，形成與反離子同電荷離子，產生壓縮雙電層作用，使ξ電位降低，從而膠體顆粒失去穩(wěn)定性，產生凝聚作用。壓縮雙電層機理適用于叔采－哈代法則，即：凝聚能力?離子價數。該機理認為?電位最多可降至0。因而不能解釋以下兩種現(xiàn)象：①混凝劑投加過多，混凝效果反而下降；②與膠粒帶同樣電號的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。一、混凝的機理1．電性中和作用機理（2）吸附－電性中和這種

6、現(xiàn)象在水處理中出現(xiàn)的較多。指膠核表面直接吸附帶異號電荷的聚合離子、高分子物質、膠粒等，來降低?電位。其特點是：當藥劑投加量過多時，?電位可反號。2．吸附架橋作用高分子混凝劑溶于水后，經水解和縮聚反應形成高分子聚合物，具有線性結構。這類高分子物質可被膠體微粒強烈吸附。在相距較遠的兩膠粒間進行吸附架橋，使顆粒逐漸結大，形成粗大絮凝體。2．吸附架橋作用高分子絮凝劑投加后，通?？赡艹霈F(xiàn)以下兩個現(xiàn)象：①高分子投量過少，不足以形成吸附架橋；②但投加過多，會出現(xiàn)“膠體保護”現(xiàn)象架橋模型示意圖膠體保護示意圖一、混凝的機理3．網捕或卷掃作用金屬氫氧化物在形成過程中對產生膠粒網捕或卷掃作用（如三價鋁鹽或鐵鹽等的

7、水解而生成沉淀物）。這些沉淀物在自身沉降過程中，能集卷、網捕水中的膠體等微粒，使膠體凝結、共同沉淀。一、混凝的機理所需混凝劑量與原水雜質含量成反比，即當原水膠體含量少時，所需混凝劑多，反之亦然。硫酸鋁混凝劑在混凝過程中的作用機理Al2(SO4)3→2Al3++3SO42-Al3++6H2O→[Al(H2O)6]3+[Al(H2O)6]3++H2O→[AlOH(H2O)5]2++H3O+[AlOH(H2O)5]