第16章 污水的化學(xué)和物理化學(xué)處理

1、污水的物理處理污水的物理處理 污水的物理處理污水的物理處理 16-1 16-1 中和中和 污水的物理處理污水的物理處理 一、基本原理 1、概念、概念 中和法就是通過向污水中投加中和法就是通過向污水中投加化學(xué)藥化學(xué)藥 劑劑，使其與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，調(diào)，使其與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，調(diào) 節(jié)污水的酸堿度節(jié)污水的酸堿度(pH)，使污水呈，使污水呈中性中性 或接近中性或接近中性，適宜下一步污水處理的，適宜下一步污水處理的 pH值范圍。值范圍。 污水的物理處理污水的物理處理 (1) 污水排入受納水體污水排入受納水體前，其前，其pH值指標(biāo)超過排放標(biāo)準(zhǔn)，值指標(biāo)超過排放標(biāo)準(zhǔn)， 這時(shí)應(yīng)采用中和處理，以減少對(duì)水生生物

2、的影響。這時(shí)應(yīng)采用中和處理，以減少對(duì)水生生物的影響。 2、適用場(chǎng)合、適用場(chǎng)合 (2) 工業(yè)廢水排入工業(yè)廢水排入城市下水道系統(tǒng)前城市下水道系統(tǒng)前，采用中和處，采用中和處 理理以免以免污水對(duì)管道系統(tǒng)造成污水對(duì)管道系統(tǒng)造成腐蝕腐蝕，同時(shí)，工業(yè)廢水，同時(shí)，工業(yè)廢水 在排入下水道前，對(duì)其進(jìn)行中和處理比之工業(yè)廢水在排入下水道前，對(duì)其進(jìn)行中和處理比之工業(yè)廢水 與其他污水混合進(jìn)行中和處理要與其他污水混合進(jìn)行中和處理要經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)得多。得多。 (3) 污水在污水在化學(xué)處理或生物處理前化學(xué)處理或生物處理前，對(duì)生物處理而，對(duì)生物處理而 言，需將處理系統(tǒng)中污水的言，需將處理系統(tǒng)中污水的pH值維持在值維持在6.58.0范范

3、 圍內(nèi)，以圍內(nèi)，以確保微生物最佳的生物活力確保微生物最佳的生物活力。 污水的物理處理污水的物理處理 二、酸性污水的中和處理 1、藥劑中和法、藥劑中和法 藥劑中和法能處理藥劑中和法能處理任何濃度任何濃度、任何性質(zhì)任何性質(zhì)的酸性污水，對(duì)水的酸性污水，對(duì)水 質(zhì)和水量波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，中和藥劑利用率高。質(zhì)和水量波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，中和藥劑利用率高。 酸性污水一般多來源于化工、冶金、化纖、煉油、金屬酸酸性污水一般多來源于化工、冶金、化纖、煉油、金屬酸 洗、電鍍等工業(yè)的生產(chǎn)過程中。對(duì)濃度較高的酸性污水，洗、電鍍等工業(yè)的生產(chǎn)過程中。對(duì)濃度較高的酸性污水， 首先考慮的是回收和綜合利用首先考慮的是回收和綜合利用；不易回收

4、的酸性污水，酸；不易回收的酸性污水，酸 含量小于含量小于35可進(jìn)行中和處理?？蛇M(jìn)行中和處理。 中和處理常用藥劑有中和處理常用藥劑有石灰石灰、苛性鈉苛性鈉、碳酸鈉碳酸鈉、石灰石石灰石、 電石渣電石渣等。等。 污水的物理處理污水的物理處理 2、過濾中和法、過濾中和法 (1) 定義定義 過濾中和法是指選用過濾中和法是指選用堿性濾料堿性濾料形式的形式的濾床濾床處處 理酸性污水，當(dāng)酸性污水流過濾床的堿性濾料理酸性污水，當(dāng)酸性污水流過濾床的堿性濾料 時(shí)，酸性污水即被中和。時(shí)，酸性污水即被中和。 (2) 適用范圍適用范圍 該法適用于該法適用于含酸濃度不大于含酸濃度不大于23mg/L、并生、并生 成成易溶鹽易

5、溶鹽的各種酸性污水的中和處理。的各種酸性污水的中和處理。 當(dāng)污水含有大量懸浮物、油脂、重金屬鹽和其當(dāng)污水含有大量懸浮物、油脂、重金屬鹽和其 他毒物時(shí)，他毒物時(shí)，不宜采用不宜采用過濾中和法。過濾中和法。 污水的物理處理污水的物理處理 具有中和能力的濾料有石灰石、白云石、具有中和能力的濾料有石灰石、白云石、 大理石等，一般最常用的是石灰石。大理石等，一般最常用的是石灰石。 (3) 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 缺點(diǎn)缺點(diǎn)是被處理污水是被處理污水酸的濃度受到限制酸的濃度受到限制。 這種過濾床具有這種過濾床具有操作方便、運(yùn)行費(fèi)用低操作方便、運(yùn)行費(fèi)用低 和和勞動(dòng)條件好勞動(dòng)條件好等優(yōu)點(diǎn)。等優(yōu)點(diǎn)。 污水的物理處理污水的物理處

6、理 (4) 過濾中和濾池類型過濾中和濾池類型 普通過濾中和濾池普通過濾中和濾池 恒流速升流式膨脹濾池恒流速升流式膨脹濾池 變流速升流式膨脹濾池變流速升流式膨脹濾池 滾筒式中和濾池滾筒式中和濾池 污水的物理處理污水的物理處理 普通過濾中和濾池普通過濾中和濾池 普通過濾中和濾池水的流向有普通過濾中和濾池水的流向有平流平流和和豎流豎流2種，豎流又分升種，豎流又分升 流式和降流式流式和降流式2種。種。 普通中和濾池為普通中和濾池為固定床固定床，濾床厚度一般為，濾床厚度一般為11.5m，過濾，過濾 速度不大于速度不大于5m/h，粒徑為，粒徑為3050mm。 當(dāng)污水中含有堵塞濾料的物質(zhì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。當(dāng)

7、污水中含有堵塞濾料的物質(zhì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。 污水的物理處理污水的物理處理 恒流速恒流速升流式升流式膨脹濾池膨脹濾池 該濾池由底部大阻力穿孔管該濾池由底部大阻力穿孔管 進(jìn)水裝置、卵石墊層、濾料墊進(jìn)水裝置、卵石墊層、濾料墊 層層(石灰石濾料石灰石濾料)、清水層和出、清水層和出 水槽等組成。水槽等組成。 水由下向上流動(dòng)，整個(gè)筒體過水水由下向上流動(dòng)，整個(gè)筒體過水 斷面不變，故斷面不變，故上升流速恒定上升流速恒定。由于。由于 在中和反應(yīng)過程中在中和反應(yīng)過程中產(chǎn)生產(chǎn)生CO2氣體氣體的的 作用，使濾料互相作用，使濾料互相碰撞摩擦碰撞摩擦，所以，所以 濾料面不斷更新濾料面不斷更新，濾料，濾料利用率高利用率高，

8、 中和中和效果好效果好。 污水的物理處理污水的物理處理 變流速升流式膨脹濾池變流速升流式膨脹濾池 該濾池是把上述恒流速升該濾池是把上述恒流速升 流式膨脹濾池的直筒形設(shè)計(jì)流式膨脹濾池的直筒形設(shè)計(jì) 成倒圓錐狀，使其下部濾速成倒圓錐狀，使其下部濾速 為為130150m/h，上部為，上部為 4060m/h，水流上升速度水流上升速度 逐漸減小，這樣防止小濾料逐漸減小，這樣防止小濾料 被水帶走，濾料反應(yīng)更完全被水帶走，濾料反應(yīng)更完全。 該濾池目前得到廣泛應(yīng)用，該濾池目前得到廣泛應(yīng)用， 并有定型產(chǎn)品可供選用。并有定型產(chǎn)品可供選用。 污水的物理處理污水的物理處理 滾筒式中和濾池滾筒式中和濾池 將酸性污水流經(jīng)裝

9、有石灰石濾料的臥式旋轉(zhuǎn)滾筒進(jìn)行中將酸性污水流經(jīng)裝有石灰石濾料的臥式旋轉(zhuǎn)滾筒進(jìn)行中 和反應(yīng)，濾料粒徑小于和反應(yīng)，濾料粒徑小于150mm，由于濾料在，由于濾料在滾筒中滾筒中的的激烈激烈 摩擦碰撞摩擦碰撞，故，故濾料表面更新更快濾料表面更新更快，可處理較高濃度的酸性可處理較高濃度的酸性 污水污水(硫酸濃度可達(dá)硫酸濃度可達(dá)33.5g/L)。 但該但該設(shè)備噪音大，設(shè)備費(fèi)用與動(dòng)力費(fèi)用較高設(shè)備噪音大，設(shè)備費(fèi)用與動(dòng)力費(fèi)用較高，故很少采，故很少采 用。用。 污水的物理處理污水的物理處理 過濾中和的出水由于含有過濾中和的出水由于含有大量大量由中和反由中和反 應(yīng)應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)生的CO2，故其出水，故其出水pH值一般為值

10、一般為5左左 右，因此右，因此需設(shè)需設(shè)CO2吹脫塔吹脫塔，其形式一般有，其形式一般有 填料塔、篩板塔等，但最簡(jiǎn)單的為板條式填料塔、篩板塔等，但最簡(jiǎn)單的為板條式 脫氣塔。經(jīng)中和脫氣后的污水進(jìn)入沉淀池脫氣塔。經(jīng)中和脫氣后的污水進(jìn)入沉淀池 以分離其沉渣。以分離其沉渣。 污水的物理處理污水的物理處理 操作簡(jiǎn)單、沉渣少，僅為污水量的操作簡(jiǎn)單、沉渣少，僅為污水量的0.1， 出水出水pH值較穩(wěn)定，不影響環(huán)境衛(wèi)生。值較穩(wěn)定，不影響環(huán)境衛(wèi)生。 只能處理低濃度的硫酸污水，需定期倒床，只能處理低濃度的硫酸污水，需定期倒床， 勞動(dòng)強(qiáng)度較大。勞動(dòng)強(qiáng)度較大。 過濾中和法過濾中和法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 缺缺 點(diǎn)點(diǎn) 污水的物理處理污水的

11、物理處理 三、堿性污水的中和處理 1、利用酸性物質(zhì)的中和、利用酸性物質(zhì)的中和 法法 通常采用的方法有利用通常采用的方法有利用廢酸廢酸進(jìn)行中和進(jìn)行中和 或利用或利用煙道氣煙道氣進(jìn)行中和。進(jìn)行中和。 煙道氣和堿性污水的中和處理一般在煙道氣和堿性污水的中和處理一般在 噴淋塔噴淋塔內(nèi)進(jìn)行。內(nèi)進(jìn)行。 該法該法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是是以污治污以污治污、投資省投資省、運(yùn)行、運(yùn)行 費(fèi)用低費(fèi)用低。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)是出水是出水含硫化物含硫化物、耗氧量耗氧量和和色度色度 都明顯增加都明顯增加。 污水的物理處理污水的物理處理 2、藥劑中和法、藥劑中和法 堿性污水的堿性污水的中和劑中和劑有有H2SO4、HCl、HNO3。 投藥中和應(yīng)用最

12、普遍的中和劑是投藥中和應(yīng)用最普遍的中和劑是石灰乳石灰乳，它，它 能對(duì)酸起能對(duì)酸起中和作用中和作用，還對(duì)污水中其他金屬鹽有，還對(duì)污水中其他金屬鹽有 沉淀作用沉淀作用，并對(duì)污水中雜質(zhì)具有，并對(duì)污水中雜質(zhì)具有凝聚作用凝聚作用。 常用的為工業(yè)硫酸，因其價(jià)格較低。常用的為工業(yè)硫酸，因其價(jià)格較低。 使用使用鹽酸鹽酸的的最大優(yōu)點(diǎn)最大優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)物溶解度大，泥是反應(yīng)物溶解度大，泥 渣量少，渣量少，但但出水中溶解固體濃度高，投加化出水中溶解固體濃度高，投加化 學(xué)藥劑的價(jià)格高。學(xué)藥劑的價(jià)格高。 污水的物理處理污水的物理處理 16-2 16-2 混凝混凝 污水的物理處理污水的物理處理 內(nèi)容 一、概述 二、混凝原理 三

13、、混凝劑和助凝劑 四、影響混凝效果的因素 五、混凝設(shè)備 污水的物理處理污水的物理處理 一、概述 1、化學(xué)混凝處理對(duì)象、化學(xué)混凝處理對(duì)象 水中膠體粒子和細(xì)小懸浮物水中膠體粒子和細(xì)小懸浮物(粒徑分別粒徑分別 為為1l00nm和和100l0000nm)。 污水的物理處理污水的物理處理 由于布朗運(yùn)動(dòng)、水合作用，尤其是微粒間的靜電由于布朗運(yùn)動(dòng)、水合作用，尤其是微粒間的靜電 斥力等原因，膠體和細(xì)微懸浮物能在水中長(zhǎng)期保持斥力等原因，膠體和細(xì)微懸浮物能在水中長(zhǎng)期保持 懸浮狀態(tài)，靜置而不沉。因此，懸浮狀態(tài)，靜置而不沉。因此，膠體和細(xì)微懸浮物膠體和細(xì)微懸浮物 不能直接用重力沉降法分離不能直接用重力沉降法分離，而必

14、須首先投加混凝，而必須首先投加混凝 劑來破壞它們的穩(wěn)定性，使其相互聚集為數(shù)百微米劑來破壞它們的穩(wěn)定性，使其相互聚集為數(shù)百微米 以至數(shù)毫米的絮凝體，才能用沉降、過濾和氣浮等以至數(shù)毫米的絮凝體，才能用沉降、過濾和氣浮等 常規(guī)固液分離法予以去除。常規(guī)固液分離法予以去除。 為什么這些物質(zhì)需要用混凝法處理？為什么這些物質(zhì)需要用混凝法處理？ 污水的物理處理污水的物理處理 2、混凝概念、混凝概念 混凝混凝就是在混凝劑的離解和水就是在混凝劑的離解和水 解產(chǎn)物作用下，使水中的膠體解產(chǎn)物作用下，使水中的膠體 污染物和細(xì)微懸浮物污染物和細(xì)微懸浮物脫穩(wěn)并聚脫穩(wěn)并聚 集集為為具有可分離性的絮凝體具有可分離性的絮凝體的的

15、 過程，其中包括過程，其中包括凝聚凝聚和和絮凝絮凝兩兩 個(gè)過程，統(tǒng)稱為混凝個(gè)過程，統(tǒng)稱為混凝。 污水的物理處理污水的物理處理 二、混凝原理 圖圖16-1 膠體結(jié)構(gòu)和膠體結(jié)構(gòu)和 雙電層示意圖雙電層示意圖 1、膠體結(jié)構(gòu)、膠體結(jié)構(gòu) 膠體粒子都帶有電荷。天然水中的粘膠體粒子都帶有電荷。天然水中的粘 土類膠體粒子以及污水中的膠態(tài)蛋白質(zhì)土類膠體粒子以及污水中的膠態(tài)蛋白質(zhì) 和淀粉微粒等都帶有和淀粉微粒等都帶有負(fù)負(fù)電荷，在它周圍電荷，在它周圍 必然吸引許多帶正電荷的離子，形成一必然吸引許多帶正電荷的離子，形成一 個(gè)電中性的膠團(tuán)。個(gè)電中性的膠團(tuán)。 膠團(tuán)的中心稱為膠團(tuán)的中心稱為膠核膠核。 由于電位離子的靜電引力，

16、在其周圍又由于電位離子的靜電引力，在其周圍又 吸附了大量的異號(hào)離子吸附了大量的異號(hào)離子(或叫反離子或叫反離子)，形，形 成了所謂的成了所謂的“雙電層雙電層”。 吸附層和擴(kuò)散層之間的交界面稱為吸附層和擴(kuò)散層之間的交界面稱為滑動(dòng)面滑動(dòng)面。 滑動(dòng)面以內(nèi)的部分稱為滑動(dòng)面以內(nèi)的部分稱為膠粒膠粒。膠粒與擴(kuò)散層。膠粒與擴(kuò)散層 之間有一個(gè)電位差，此電位稱為膠體的電動(dòng)之間有一個(gè)電位差，此電位稱為膠體的電動(dòng) 電位，常稱為電位，常稱為電位電位。 而膠體表面的電位離子與溶液之間的電位差而膠體表面的電位離子與溶液之間的電位差 稱為總電位或稱為總電位或電位電位。 污水的物理處理污水的物理處理 電位和電位和電位的電位的區(qū)別

17、區(qū)別是：是： 對(duì)于特定的膠體，對(duì)于特定的膠體，電位電位是固定是固定 不變的，而不變的，而電位電位則隨溫度、則隨溫度、pH值值 及溶液中的反離子強(qiáng)度等外部條件及溶液中的反離子強(qiáng)度等外部條件 而變化，而變化，是表征膠體穩(wěn)定性強(qiáng)弱和 研究膠體凝聚條件的重要參數(shù)。 污水的物理處理污水的物理處理 2、膠體穩(wěn)定的原因、膠體穩(wěn)定的原因 (1) 膠粒在水中受到膠粒在水中受到靜電斥力靜電斥力和和范德華引力范德華引力作用。作用。 一般水中膠粒一般水中膠粒電位較高。其相互間斥力不僅與電位較高。其相互間斥力不僅與電電 位有關(guān)，還與膠粒的間距有關(guān)，距離愈近，斥力愈位有關(guān)，還與膠粒的間距有關(guān)，距離愈近，斥力愈 大。而布朗

18、運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不足以將兩顆膠粒推近到使大。而布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不足以將兩顆膠粒推近到使 范德華力發(fā)揮作用的距離。范德華力發(fā)揮作用的距離。 (2) 水化作用水化作用。由于膠粒帶電，將極性水分子吸引。由于膠粒帶電，將極性水分子吸引 到它的周圍形成一層水化膜。水化膜同樣能阻止膠到它的周圍形成一層水化膜。水化膜同樣能阻止膠 粒間相互接觸。粒間相互接觸。但是，水化膜是伴隨膠粒帶電而產(chǎn)生的，但是，水化膜是伴隨膠粒帶電而產(chǎn)生的， 如果膠粒的如果膠粒的電位消除或減弱，水化膜也就隨之消失或減弱。電位消除或減弱，水化膜也就隨之消失或減弱。 污水的物理處理污水的物理處理 3、混凝原理、混凝原理 (1) 壓縮雙電層作用壓縮雙

19、電層作用 (2) 吸附電中和機(jī)理吸附電中和機(jī)理 (3) 吸附架橋吸附架橋 (4) 網(wǎng)捕或卷掃網(wǎng)捕或卷掃 污水的物理處理污水的物理處理 向水中投加電解質(zhì)向水中投加電解質(zhì)混凝劑，如鐵鹽或鋁混凝劑，如鐵鹽或鋁 鹽等?；炷齽┨峁┑拇罅空x子與原有反離子鹽等。混凝劑提供的大量正離子與原有反離子 之間的靜電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附之間的靜電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附 層中，從而使擴(kuò)散層厚度變小，膠體所帶電荷層中，從而使擴(kuò)散層厚度變小，膠體所帶電荷 數(shù)減少，數(shù)減少，電位相應(yīng)降低。因此，膠粒間相互電位相應(yīng)降低。因此，膠粒間相互 排斥力也減少。排斥力也減少。 (1) 壓縮雙電層作用壓縮雙電層作用 當(dāng)大

20、量正離子涌入吸附層當(dāng)大量正離子涌入吸附層,以致以致擴(kuò)散層完全消失擴(kuò)散層完全消失 時(shí)，時(shí)，電位為零，稱為電位為零，稱為等電狀態(tài)等電狀態(tài)。等電狀態(tài)下，等電狀態(tài)下， 膠粒間靜電斥力消失，膠粒最易發(fā)生聚結(jié)膠粒間靜電斥力消失，膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。 污水的物理處理污水的物理處理 實(shí)際上，實(shí)際上，電位只要降至某一程度而使膠電位只要降至某一程度而使膠 粒間排斥的能量粒間排斥的能量小于小于膠粒布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能膠粒布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能 時(shí)，膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，這時(shí)的時(shí)，膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，這時(shí)的 電位稱為電位稱為臨界電位臨界電位。 膠粒因膠粒因電位降低或消除以致失去穩(wěn)定性電位降低或消除以致失去穩(wěn)定性 的過程，稱

21、為的過程，稱為膠粒脫穩(wěn)膠粒脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互。脫穩(wěn)的膠粒相互 聚結(jié)，稱為聚結(jié)，稱為凝聚凝聚。 污水的物理處理污水的物理處理 壓縮雙電層理論壓縮雙電層理論成功解釋了膠體的穩(wěn)定成功解釋了膠體的穩(wěn)定 性與凝聚作用。其缺點(diǎn)在于性與凝聚作用。其缺點(diǎn)在于忽視了忽視了水中水中 反離子水解形態(tài)反離子水解形態(tài)的專屬化學(xué)吸附作用，的專屬化學(xué)吸附作用， 不能解釋混凝過程中出現(xiàn)的膠粒改變電不能解釋混凝過程中出現(xiàn)的膠粒改變電 性而重新穩(wěn)定的現(xiàn)象。性而重新穩(wěn)定的現(xiàn)象。 污水的物理處理污水的物理處理 (2) 吸附電中和機(jī)理吸附電中和機(jī)理 指膠核表面直接吸附帶異號(hào)電荷的聚合離子、指膠核表面直接吸附帶異號(hào)電荷的聚合離子、 高

22、分子物質(zhì)、膠粒等，來降低高分子物質(zhì)、膠粒等，來降低電位。這一點(diǎn)與電位。這一點(diǎn)與 第第1條機(jī)理不同。條機(jī)理不同。 高價(jià)混凝劑在水中經(jīng)水解縮聚而形成高價(jià)混凝劑在水中經(jīng)水解縮聚而形成帶正電的帶正電的 高分子物高分子物，由于靜電作用，帶負(fù)電的膠粒與帶正，由于靜電作用，帶負(fù)電的膠粒與帶正 電的水解產(chǎn)物之間電的水解產(chǎn)物之間發(fā)生吸附發(fā)生吸附，產(chǎn)生，產(chǎn)生電性中和電性中和，導(dǎo)，導(dǎo) 致膠粒致膠粒電位電位降低，最終發(fā)生降低，最終發(fā)生凝聚凝聚。當(dāng)膠粒吸附足。當(dāng)膠粒吸附足 夠多正電荷時(shí)，其夠多正電荷時(shí)，其電性發(fā)生改變電性發(fā)生改變，變成正電荷膠，變成正電荷膠 體，體，重新形成穩(wěn)定重新形成穩(wěn)定。 污水的物理處理污水的物理處

23、理 (3) 吸附架橋吸附架橋 指鏈狀高分子物質(zhì)在靜電力、范德華力和氫鍵指鏈狀高分子物質(zhì)在靜電力、范德華力和氫鍵 力等作用下，通過力等作用下，通過活性部位活性部位與膠粒和細(xì)微懸浮物與膠粒和細(xì)微懸浮物 等發(fā)生吸附橋聯(lián)作用的過程。等發(fā)生吸附橋聯(lián)作用的過程。 吸附橋聯(lián)過程中，膠粒并不一定要脫穩(wěn)，也無吸附橋聯(lián)過程中，膠粒并不一定要脫穩(wěn)，也無 需直接接觸需直接接觸。 這個(gè)機(jī)理可以解釋非離子型或帶同號(hào)電荷的離這個(gè)機(jī)理可以解釋非離子型或帶同號(hào)電荷的離 子型高分子絮凝劑得到好的絮凝效果的現(xiàn)象。子型高分子絮凝劑得到好的絮凝效果的現(xiàn)象。 污水的物理處理污水的物理處理 圖圖16-2 高分子絮凝劑對(duì)微粒的吸附架橋模式高

24、分子絮凝劑對(duì)微粒的吸附架橋模式 (a)初期吸附，初期吸附，(b)絮凝體形成絮凝體形成 污水的物理處理污水的物理處理 (4) 網(wǎng)捕或卷掃網(wǎng)捕或卷掃 采用鋁鹽、鐵鹽或石灰等高價(jià)金屬采用鋁鹽、鐵鹽或石灰等高價(jià)金屬 鹽類作為凝聚劑時(shí)，當(dāng)投加量大足以鹽類作為凝聚劑時(shí)，當(dāng)投加量大足以 迅速產(chǎn)生金屬氫氧化物迅速產(chǎn)生金屬氫氧化物Al(OH)3、 Fe(OH)3或金屬碳酸鹽或金屬碳酸鹽 (如如CaCO3) 時(shí)，水中膠粒和細(xì)微懸浮物可被這些時(shí)，水中膠粒和細(xì)微懸浮物可被這些 沉淀物在形成時(shí)沉淀物在形成時(shí)作為晶核或吸附質(zhì)所作為晶核或吸附質(zhì)所 網(wǎng)捕。網(wǎng)捕。 污水的物理處理污水的物理處理 三、混凝劑和助凝劑 無 機(jī) 鋁

25、系 硫酸鋁 明礬 聚合氯化鋁（PAC） 聚合硫酸鋁（PAS） 適宜pH：5.58 鐵 系 三氯化鐵 硫酸亞鐵 硫酸鐵（國(guó)內(nèi)生產(chǎn)少） 聚合硫酸鐵 聚合氯化鐵 適宜pH：511，但腐蝕 性強(qiáng) 固體細(xì)粉 高嶺土、膨潤(rùn)土、酸性白土、炭黑、飄 塵 有 機(jī) 人工合成 陽離子型：含氨基、亞氨基的聚合物 國(guó)外開始增多，國(guó)內(nèi)尚 少 陰離子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM） 非離子型： PAM，聚氧化乙烯（PEO） 兩性型：使用極少 天 然淀粉、動(dòng)物膠、樹膠、甲殼素等 微生物絮凝劑 表表16-1常用的混凝劑常用的混凝劑 1、混凝劑、混凝劑 污水的物理處理污水的物理處理 無機(jī)復(fù)合聚合物混凝劑：無機(jī)復(fù)合聚合物混凝劑：聚合

26、硫酸鋁鐵（PFAS）、聚合氯化鋁鐵 （PFAC）、聚合硫酸氯化鐵（PFSC）、聚合 硫酸氯化鋁（PASC）、聚合鋁硅（PASi）、 聚合鐵硅（PFSi）、聚合硅酸鋁（PSA）、聚 合硅酸鐵（PSF）; 無機(jī)無機(jī)- -有機(jī)復(fù)合：有機(jī)復(fù)合：聚合鋁/鐵-聚丙烯酰胺、聚合鋁/鐵-甲殼素、聚 合鋁/鐵-天然有機(jī)高分子、聚合鋁/鐵-其它 合成有機(jī)高分子; 有機(jī)高分子絮凝劑有機(jī)高分子絮凝劑：陽離子有機(jī)化合物; 天然改性高分子絮凝劑：無毒易降解，如甲 殼素等; 多功能絮凝劑：絮凝、緩蝕阻垢、殺菌滅藻; 微生物絮凝劑微生物絮凝劑. 發(fā)展方向發(fā)展方向 污水的物理處理污水的物理處理 2、助凝劑、助凝劑 當(dāng)單用某種混

27、凝劑不能取得良好效果時(shí)，可投加某些當(dāng)單用某種混凝劑不能取得良好效果時(shí)，可投加某些 輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑助凝劑。 (1) 酸堿類：調(diào)整水的酸堿類：調(diào)整水的pH，如石灰、硫酸等；，如石灰、硫酸等； ( 2 ) 加 大 礬 花 的 粒 度 和 結(jié) 實(shí) 性 ： 如 活 化 硅 酸加 大 礬 花 的 粒 度 和 結(jié) 實(shí) 性 ： 如 活 化 硅 酸 （SiO2nH2O）、骨膠、高分子絮凝劑；）、骨膠、高分子絮凝劑； (3) 氧化劑類：如投加氧化劑類：如投加Cl2、O3等。破壞干擾混凝的物質(zhì)等。破壞干擾混凝的物質(zhì) (如有機(jī)物如有機(jī)物)。 助凝

28、劑可調(diào)節(jié)或改善混凝的條件，可以參加混凝，也助凝劑可調(diào)節(jié)或改善混凝的條件，可以參加混凝，也 可不參加混凝?？刹粎⒓踊炷?。 污水的物理處理污水的物理處理 四、影響混凝效果的因素 1、水溫、水溫 低溫，混凝效果差，原因是：低溫，混凝效果差，原因是： (1) 無機(jī)鹽水解吸熱無機(jī)鹽水解吸熱(尤其是硫酸鋁，水溫低于尤其是硫酸鋁，水溫低于5，水解，水解 速率非常緩慢速率非常緩慢)； (2) 溫度降低，粘度升高溫度降低，粘度升高布朗運(yùn)動(dòng)減弱；布朗運(yùn)動(dòng)減弱； (3) 膠體顆粒水化作用增強(qiáng)，妨礙凝聚。膠體顆粒水化作用增強(qiáng)，妨礙凝聚。 改善方法改善方法：投加高分子助凝劑，或是用氣浮法代替沉淀：投加高分子助凝劑，或是

29、用氣浮法代替沉淀 法作為后續(xù)處理。法作為后續(xù)處理。 污水的物理處理污水的物理處理 2、pH及堿度及堿度 pH對(duì)混凝的影響視混凝劑品種而異。高分子絮對(duì)混凝的影響視混凝劑品種而異。高分子絮 凝劑尤其是有機(jī)高分子絮凝劑受此影響小。凝劑尤其是有機(jī)高分子絮凝劑受此影響小。 (1) 無機(jī)鹽水解，造成無機(jī)鹽水解，造成pH下降，影響水解產(chǎn)物形下降，影響水解產(chǎn)物形 態(tài)。態(tài)。 (2) 根據(jù)水質(zhì)、去除對(duì)象，最佳根據(jù)水質(zhì)、去除對(duì)象，最佳pH范圍也不同。范圍也不同。 需堿度來調(diào)整需堿度來調(diào)整pH，堿度不夠時(shí)需要投加石灰。，堿度不夠時(shí)需要投加石灰。 污水的物理處理污水的物理處理 3、水中雜質(zhì)成分、組成和濃度、水中雜質(zhì)成分

30、、組成和濃度 (1) 成分成分 (2) 組成組成 除硫、磷化合物以外的其他各種無機(jī)金屬鹽，均能除硫、磷化合物以外的其他各種無機(jī)金屬鹽，均能 壓縮膠體擴(kuò)散層，促進(jìn)膠體凝聚。壓縮膠體擴(kuò)散層，促進(jìn)膠體凝聚。 天然水中含粘土類雜質(zhì)為主，需要投加的混凝劑天然水中含粘土類雜質(zhì)為主，需要投加的混凝劑 的量就少；的量就少； 污水中含有大量有機(jī)物，需要投加的量較多。污水中含有大量有機(jī)物，需要投加的量較多。 PO43-、SO32-、高級(jí)有機(jī)酸，氯、螯合物、水溶性、高級(jí)有機(jī)酸，氯、螯合物、水溶性 高分子物質(zhì)和表面活性劑都不利于混凝。高分子物質(zhì)和表面活性劑都不利于混凝。 污水的物理處理污水的物理處理 (3) 濃度濃度

31、 對(duì)策：對(duì)策：1）加高分子助凝劑）加高分子助凝劑 2）加粘土）加粘土 3）投加混凝劑后直接過濾）投加混凝劑后直接過濾 雜質(zhì)濃度低，顆粒間碰撞幾率下降，混凝效果差。雜質(zhì)濃度低，顆粒間碰撞幾率下降，混凝效果差。 污水的物理處理污水的物理處理 4、水力條件、水力條件 混凝過程中水力條件對(duì)絮凝體的形成混凝過程中水力條件對(duì)絮凝體的形成 影響極大。影響極大。 整個(gè)混凝過程可分為整個(gè)混凝過程可分為2個(gè)階段：混合和個(gè)階段：混合和 反應(yīng)。反應(yīng)。 污水的物理處理污水的物理處理 混合混合的要求是：使藥劑的要求是：使藥劑迅速均勻地?cái)U(kuò)散迅速均勻地?cái)U(kuò)散到全部水中以創(chuàng)造到全部水中以創(chuàng)造 良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)并借

32、顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)并借顆粒的布朗運(yùn)動(dòng) 和紊動(dòng)水流進(jìn)行凝聚。和紊動(dòng)水流進(jìn)行凝聚。 該階段要求該階段要求快速和劇烈攪拌快速和劇烈攪拌，在幾秒或，在幾秒或1分鐘之內(nèi)完成。分鐘之內(nèi)完成。 反應(yīng)反應(yīng)的要求是：使混凝劑的微粒通過絮凝形成大的具有的要求是：使混凝劑的微粒通過絮凝形成大的具有 良好沉淀性能的絮凝體。良好沉淀性能的絮凝體。 反應(yīng)階段的攪拌速度或水流速度應(yīng)隨著絮凝體的結(jié)大而反應(yīng)階段的攪拌速度或水流速度應(yīng)隨著絮凝體的結(jié)大而 逐漸降低，以免打碎絮凝體。逐漸降低，以免打碎絮凝體。 如果在化學(xué)混凝后不經(jīng)沉淀處理而直接進(jìn)行接觸過濾或如果在化學(xué)混凝后不經(jīng)沉淀處理而直接進(jìn)行接觸過濾或

33、 氣浮處理，則反應(yīng)階段可省略。氣浮處理，則反應(yīng)階段可省略。 污水的物理處理污水的物理處理 五、混凝設(shè)備 化學(xué)混凝的設(shè)備包括：混凝劑化學(xué)混凝的設(shè)備包括：混凝劑 的的配制和投加配制和投加設(shè)備、設(shè)備、混合混合設(shè)備和設(shè)備和 反應(yīng)反應(yīng)設(shè)備。設(shè)備。 污水的物理處理污水的物理處理 1、混凝劑的配制和投加設(shè)備、混凝劑的配制和投加設(shè)備 混凝藥劑投加方法有混凝藥劑投加方法有2種：干投法和濕種：干投法和濕 投法。投法。 目前常用的目前常用的濕投法濕投法是將混凝劑先溶解，是將混凝劑先溶解， 再配制成一定濃度的溶液后定量地投加。再配制成一定濃度的溶液后定量地投加。 因此，它包括因此，它包括溶解配制設(shè)備溶解配制設(shè)備和和投

34、加設(shè)備投加設(shè)備。 污水的物理處理污水的物理處理 (1) 混凝劑的溶解和配制混凝劑的溶解和配制 混凝劑在混凝劑在溶解池溶解池中進(jìn)行溶解。中進(jìn)行溶解。 溶解池中有攪拌裝置，其目的是加速藥溶解池中有攪拌裝置，其目的是加速藥 劑的溶解。劑的溶解。 攪拌方法攪拌方法: : 機(jī)械攪拌機(jī)械攪拌 壓縮空氣攪拌壓縮空氣攪拌 水泵攪拌水泵攪拌 污水的物理處理污水的物理處理 圖16-3 機(jī)械攪拌溶藥池 1,2軸承;3異徑管箍;4出 管;5槳葉;6鋸齒角鋼槳葉;7 立軸;8底板 圖16-5 水力攪拌溶 藥池 圖16-4 壓縮空氣攪 拌溶藥池 污水的物理處理污水的物理處理 溶溶液液池的容積計(jì)算：池的容積計(jì)算： cn a

35、Q cn aQ W 41710001000 10024 式中：a混凝劑最大用量，mg/L； Q處理水量，m3/h； c溶液濃度，按藥劑固體重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，一般為1020； n每天配制次數(shù)，一般為26次。 溶溶藥藥池體積池體積W1(0.20.3)W 污水的物理處理污水的物理處理 (2) 混凝劑溶液的投加混凝劑溶液的投加 藥劑投入原水中的方式，有藥劑投入原水中的方式，有2種：種： 重力投加重力投加 壓力投加壓力投加 污水的物理處理污水的物理處理 重力投加重力投加 依靠溶液池的依靠溶液池的 液位將藥液投入液位將藥液投入 水泵的吸水口，水泵的吸水口， 與原水一起吸入與原水一起吸入 水泵進(jìn)行混合。水泵進(jìn)

36、行混合。 圖16-6 泵前重力投加 1.吸水管;2.出水管;3.水泵;4.水封箱; 5.浮球閥;6.溶液池;7.漏斗 污水的物理處理污水的物理處理 壓力投加壓力投加 壓力投加又分為壓力投加又分為2種形式：種形式： 一是一是泵投加泵投加，采用耐酸泵配以轉(zhuǎn)子或電磁流量計(jì)，這是，采用耐酸泵配以轉(zhuǎn)子或電磁流量計(jì)，這是 廣泛采用的方法廣泛采用的方法，或者直接用計(jì)量泵，將藥液送到投藥，或者直接用計(jì)量泵，將藥液送到投藥 點(diǎn)；點(diǎn)； 二是二是水射器投加水射器投加，水射器利用，水射器利用 高壓水通過噴嘴和喉管之間的高壓水通過噴嘴和喉管之間的 真空抽吸作用將藥液吸入，同真空抽吸作用將藥液吸入，同 時(shí)隨水的余壓注入原

37、水管中。時(shí)隨水的余壓注入原水管中。 1.溶液池溶液池;2.閥門閥門;3.投藥箱投藥箱;4.閥門閥門;5.漏斗漏斗;6.高高 壓水管壓水管;7.水射器水射器;8.原水管原水管 污水的物理處理污水的物理處理 2、混合設(shè)備、混合設(shè)備 常用的混合方式常用的混合方式: : 水泵混合水泵混合 隔板混合隔板混合 機(jī)械混合機(jī)械混合 污水的物理處理污水的物理處理 (1) 水泵混合水泵混合 利用提升水泵進(jìn)行混合是一種利用提升水泵進(jìn)行混合是一種 常用的方法。藥劑在水泵的吸常用的方法。藥劑在水泵的吸 水管上或吸水喇叭口處投入水管上或吸水喇叭口處投入(圖圖 16-6)，利用水泵葉輪的高速轉(zhuǎn)，利用水泵葉輪的高速轉(zhuǎn) 動(dòng)達(dá)到

38、快速而劇烈的混合目的。動(dòng)達(dá)到快速而劇烈的混合目的。 水泵混合效果好，不水泵混合效果好，不 需另建混合設(shè)備需另建混合設(shè)備。 圖16-6 泵前重力投加 1.吸水管;2.出水管;3.水泵;4.水封箱; 5.浮球閥;6.溶液池;7.漏斗 污水的物理處理污水的物理處理 (2) 隔板混合隔板混合 如圖如圖16-8所示，在混合池內(nèi)設(shè)有數(shù)塊隔板，所示，在混合池內(nèi)設(shè)有數(shù)塊隔板， 水流通過水流通過隔板孔道隔板孔道時(shí)產(chǎn)生時(shí)產(chǎn)生急劇的急劇的收縮和擴(kuò)散收縮和擴(kuò)散， 形成渦流，使藥劑與原水充分混合。形成渦流，使藥劑與原水充分混合。 處理水量穩(wěn)定時(shí)，混合效處理水量穩(wěn)定時(shí)，混合效 果好；果好； 圖圖16-8 隔板混合池隔板混

39、合池 如流量變化大，混合效如流量變化大，混合效 果不穩(wěn)定。果不穩(wěn)定。 污水的物理處理污水的物理處理 (3)機(jī)械混合機(jī)械混合 用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)槳板或螺旋用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)槳板或螺旋 槳進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，是一種槳進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，是一種 有效的混合方法。有效的混合方法。 機(jī)械攪拌強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)，機(jī)械攪拌強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)， 比較機(jī)動(dòng)。比較機(jī)動(dòng)。 槳板混合池槳板混合池 缺點(diǎn)缺點(diǎn)是使用了機(jī)械設(shè)備，是使用了機(jī)械設(shè)備， 增加了維修保養(yǎng)工作和動(dòng)增加了維修保養(yǎng)工作和動(dòng) 力消耗。力消耗。 污水的物理處理污水的物理處理 污水的物理處理污水的物理處理 3、反應(yīng)設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備 反應(yīng)設(shè)備有反應(yīng)設(shè)備有水力攪拌水力攪拌和和機(jī)械攪拌機(jī)械攪拌2大類。大

40、類。 水力攪拌反應(yīng)池在中國(guó)應(yīng)用廣泛，類型也水力攪拌反應(yīng)池在中國(guó)應(yīng)用廣泛，類型也 較多，主要有較多，主要有隔板反應(yīng)池隔板反應(yīng)池、渦流式反應(yīng)池渦流式反應(yīng)池等。等。 其中比較常用的是其中比較常用的是隔板反應(yīng)池隔板反應(yīng)池。 污水的物理處理污水的物理處理 隔板反應(yīng)池有：隔板反應(yīng)池有： (1) 隔板反應(yīng)池隔板反應(yīng)池 平流式平流式 豎流式豎流式 回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式 污水的物理處理污水的物理處理 平流式隔板反應(yīng)池平流式隔板反應(yīng)池 其結(jié)構(gòu)見下圖。多為矩形鋼筋混凝土池子，池其結(jié)構(gòu)見下圖。多為矩形鋼筋混凝土池子，池 內(nèi)設(shè)內(nèi)設(shè)木質(zhì)或水泥隔板木質(zhì)或水泥隔板，水流沿廊道回轉(zhuǎn)流動(dòng)，水流沿廊道回轉(zhuǎn)流動(dòng)， 可形成很好的絮凝體。可形成

41、很好的絮凝體。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)效果好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便。是反應(yīng)效果好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便。 但但池容大，水頭損失大。池容大，水頭損失大。 flash 污水的物理處理污水的物理處理 污水的物理處理污水的物理處理 豎流式隔板反應(yīng)池豎流式隔板反應(yīng)池 此類反應(yīng)池的原理與平流式此類反應(yīng)池的原理與平流式 隔板反應(yīng)池相同。隔板反應(yīng)池相同。 污水的物理處理污水的物理處理 回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池 回轉(zhuǎn)式隔板回轉(zhuǎn)式隔板 反應(yīng)池反應(yīng)池是平流式是平流式 反應(yīng)池的一種改反應(yīng)池的一種改 進(jìn)形式，常與平進(jìn)形式，常與平 流式沉淀池合建。流式沉淀池合建。 圖圖16-11回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池 優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)點(diǎn)是

42、反應(yīng)效果好，反應(yīng)效果好， 水頭損失小。水頭損失小。 污水的物理處理污水的物理處理 圖圖16-12 帶回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池的平流式沉淀池帶回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池的平流式沉淀池 1.進(jìn)水管;2.回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池;3.穿孔配水墻;4.導(dǎo)流墻； 5.隔墻;6.吸泥機(jī)桁架;7.上部穿孔出水墻;8.出水井 隔板式反應(yīng)池適用于處理隔板式反應(yīng)池適用于處理水量大水量大 且且變化小變化小的情況。的情況。 污水的物理處理污水的物理處理 (2) 渦流式反應(yīng)池渦流式反應(yīng)池 其結(jié)構(gòu)如圖其結(jié)構(gòu)如圖16-13所示。下半所示。下半 部為圓錐形，水從錐底部流入，部為圓錐形，水從錐底部流入， 形成渦流擴(kuò)散后緩慢上升，隨形成渦流擴(kuò)散后緩慢上升

43、，隨 錐體面積變大，反應(yīng)液流速由錐體面積變大，反應(yīng)液流速由 大變小，流速變化的結(jié)果有利大變小，流速變化的結(jié)果有利 于絮凝體形成于絮凝體形成。 優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)時(shí)間短，容積小，反應(yīng)時(shí)間短，容積小， 好布置。好布置。 圖16-13 渦流式反應(yīng)池 1.進(jìn)水管;2.圓周集水槽;3.出水管; 4.放水閥;5.格柵 污水的物理處理污水的物理處理 (3) 機(jī)械攪拌反應(yīng)池機(jī)械攪拌反應(yīng)池 機(jī)械攪拌式反應(yīng)池結(jié)構(gòu)如圖機(jī)械攪拌式反應(yīng)池結(jié)構(gòu)如圖16-14所示。所示。 反應(yīng)池用隔板分成反應(yīng)池用隔板分成24格，每格裝一攪拌格，每格裝一攪拌 葉輪，葉輪有水平和垂直葉輪，葉輪有水平和垂直2種。水力停留種。水力停留 時(shí)間一般采用

44、時(shí)間一般采用1530分鐘。分鐘。 圖圖16-14 機(jī)械攪拌式反應(yīng)池機(jī)械攪拌式反應(yīng)池 1.槳板槳板;2.葉輪葉輪;3.轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸;4.隔板隔板 污水的物理處理污水的物理處理 16-3 化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 污水的物理處理污水的物理處理 1、概念、概念 用易溶的化學(xué)藥劑用易溶的化學(xué)藥劑(可稱沉淀劑可稱沉淀劑)使溶使溶 液中的某種離子以它的液中的某種離子以它的難溶的鹽難溶的鹽或或氫氧氫氧 化物化物從溶液中析出，在化學(xué)上稱為從溶液中析出，在化學(xué)上稱為沉淀沉淀 法法，在化工或環(huán)境工程中則稱在化工或環(huán)境工程中則稱化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 法法。 污水的物理處理污水的物理處理 2、原理、原理 從普通化學(xué)得知，水中的難溶鹽

45、類服從溶度積原則，從普通化學(xué)得知，水中的難溶鹽類服從溶度積原則，即在一定溫即在一定溫 度下，在含有難溶鹽度下，在含有難溶鹽MmNn（固體）的飽和溶液中，各種離子濃度（固體）的飽和溶液中，各種離子濃度 的乘積為一常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)的乘積為一常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，記為，記為Ks： MmNn mMn+ +nNm- Ks = Mn+m Nm-n 上式對(duì)各種難溶鹽都應(yīng)成立。上式對(duì)各種難溶鹽都應(yīng)成立。 當(dāng)當(dāng)Mn+mNm-nKs時(shí)，溶液呈過飽和，超過飽和那部分溶質(zhì)將時(shí)，溶液呈過飽和，超過飽和那部分溶質(zhì)將 析出沉淀，直到符合析出沉淀，直到符合 Ks =Mn+m Nm-n時(shí)為止；時(shí)為止； 當(dāng)當(dāng)Mn+mNm-n

46、Ks ，溶液不飽和，難溶鹽將還可以繼續(xù)溶解，溶液不飽和，難溶鹽將還可以繼續(xù)溶解， 也直到符合也直到符合KsMn+m Nm-n時(shí)為止。時(shí)為止。 污水的物理處理污水的物理處理 廢水處理中常用化學(xué)沉淀法去除廢水中廢水處理中常用化學(xué)沉淀法去除廢水中 的有害離子，的有害離子，陽離子陽離子如如Hg2+、Cd2+、 Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr 6+， ，陰離子陰離子如如 SO42-、PO43-。 污水的物理處理污水的物理處理 1 氫氧化物沉淀法氫氧化物沉淀法 采用氫氧化物作沉淀劑使工業(yè)廢水中的許多重金屬離子生采用氫氧化物作沉淀劑使工業(yè)廢水中的許多重金屬離子生 成氫氧化物沉淀而得以去除，這種方法一般稱

47、作氫氧化物沉成氫氧化物沉淀而得以去除，這種方法一般稱作氫氧化物沉 淀法。淀法。 氫氧化物沉淀與氫氧化物沉淀與pH值有很大的關(guān)系，金屬氫氧化物的生成值有很大的關(guān)系，金屬氫氧化物的生成 條件和存在狀態(tài)與溶液的條件和存在狀態(tài)與溶液的pH值有直接關(guān)系。值有直接關(guān)系。 此外，有些金屬如此外，有些金屬如 Zn、Pb、Cr、Al等的氫氧化物為兩性化等的氫氧化物為兩性化 合物，如合物，如 pH值過高，它們會(huì)重新溶解。值過高，它們會(huì)重新溶解。 3 沉淀方法沉淀方法 污水的物理處理污水的物理處理 2 硫化物沉淀法硫化物沉淀法 工業(yè)廢水中的許多重金屬離子可以形成硫化物沉淀而得以工業(yè)廢水中的許多重金屬離子可以形成硫化

48、物沉淀而得以 去除。由于大多數(shù)金屬硫化物的溶解度一般比其氫氧化物的去除。由于大多數(shù)金屬硫化物的溶解度一般比其氫氧化物的 要小得多，采用硫化物可使重金屬得到較完全的去除。要小得多，采用硫化物可使重金屬得到較完全的去除。 硫化物沉淀法常用的沉淀劑有硫化物沉淀法常用的沉淀劑有硫化氫、硫化鈉、硫化鉀硫化氫、硫化鈉、硫化鉀等。等。 重金屬離子的濃度和重金屬離子的濃度和pH有關(guān)，隨著有關(guān)，隨著pH值增加而降低。值增加而降低。 雖然硫化物法比氫氧化物法可更完全地去除重金屬離子，雖然硫化物法比氫氧化物法可更完全地去除重金屬離子， 但是由于它的處理費(fèi)用較高，硫化物沉淀困難，常常需要投但是由于它的處理費(fèi)用較高，硫

49、化物沉淀困難，常常需要投 加凝聚劑以加強(qiáng)去除效果，因此，采用得并不廣泛，有時(shí)僅加凝聚劑以加強(qiáng)去除效果，因此，采用得并不廣泛，有時(shí)僅 作為氫氧化物沉淀法的補(bǔ)充方法使用。此外，在使用過程中作為氫氧化物沉淀法的補(bǔ)充方法使用。此外，在使用過程中 還應(yīng)注意避免造成硫化物的二次污染問題。還應(yīng)注意避免造成硫化物的二次污染問題。 污水的物理處理污水的物理處理 3 碳酸鹽沉淀法碳酸鹽沉淀法 金屬離子的碳酸鹽的溶度積很小，對(duì)于高濃度的金屬離子的碳酸鹽的溶度積很小，對(duì)于高濃度的 重金屬廢水，可以用投加碳酸鈉的方法加以回收。重金屬廢水，可以用投加碳酸鈉的方法加以回收。 污水的物理處理污水的物理處理 4鋇鹽沉淀法鋇鹽沉

50、淀法 主要用于處理含六價(jià)鉻的廢水。主要用于處理含六價(jià)鉻的廢水。 沉淀劑：碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氫氧化鋇等。沉淀劑：碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氫氧化鋇等。 以碳酸鋇為例：以碳酸鋇為例： BaCO3+CrO42- BaCrO4+ CO32- 為了提高除鉻效果，應(yīng)投加過量的碳酸鋇，反應(yīng)時(shí)為了提高除鉻效果，應(yīng)投加過量的碳酸鋇，反應(yīng)時(shí) 間應(yīng)保持間應(yīng)保持2530min。投加過量的碳酸鋇會(huì)使出水中。投加過量的碳酸鋇會(huì)使出水中 含有一定數(shù)量的殘鋇。在回用前可用石膏法去除：含有一定數(shù)量的殘鋇。在回用前可用石膏法去除： CaSO4+Ba2+ BaSO4+Ca2+ 污水的物理處理污水的物理處理 16-4 氧化還原法

51、氧化還原法 污水的物理處理污水的物理處理 氧化還原在廢水處理中不多見氧化還原在廢水處理中不多見！ 目的目的： 水中溶解性物質(zhì)，包括無機(jī)物和有機(jī)物，水中溶解性物質(zhì)，包括無機(jī)物和有機(jī)物， 可以通過氧化還原反應(yīng)過程將其可以通過氧化還原反應(yīng)過程將其氧化氧化或或還還 原原，轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成無害的新物質(zhì)無害的新物質(zhì)，或者，或者轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成容容 易從水中分離排除的形態(tài)易從水中分離排除的形態(tài)(氣體或固體氣體或固體)，從，從 而達(dá)到處理的目的。而達(dá)到處理的目的。 污水的物理處理污水的物理處理 一、氧化法一、氧化法 2、空氣氧化除鐵、空氣氧化除鐵 1、氯氧化、氯氧化 3、臭氧氧化、臭氧氧化 二、還原法二、還原法 三、

52、電化學(xué)處理法三、電化學(xué)處理法 (一一) 電解凝聚法電解凝聚法 (二二) 電解氧化法電解氧化法 (三三) 電解氣浮法電解氣浮法 (四四) 電還原法電還原法 內(nèi)容框架內(nèi)容框架 污水的物理處理污水的物理處理 一、氧化法 常用的氧化劑常用的氧化劑有：氯氣、次氯酸鹽、二氧化有：氯氣、次氯酸鹽、二氧化 氯、氧氣、臭氧、氯、氧氣、臭氧、H2O2以及高錳酸鉀等。以及高錳酸鉀等。 考慮采用化學(xué)氧化法處理廢水時(shí)，必須重視考慮采用化學(xué)氧化法處理廢水時(shí)，必須重視 經(jīng)濟(jì)條件，因此，目前僅在下述場(chǎng)合下才使經(jīng)濟(jì)條件，因此，目前僅在下述場(chǎng)合下才使 用化學(xué)氧化法：用化學(xué)氧化法： (1) 飲用水處理；飲用水處理； (2) 特殊工

53、業(yè)用水和廢水處理；特殊工業(yè)用水和廢水處理； (3) 廢水的深度處理廢水的深度處理 污水的物理處理污水的物理處理 水和廢水處理中成功地應(yīng)用水和廢水處理中成功地應(yīng)用氯氯作為氧化劑已有很作為氧化劑已有很 長(zhǎng)的歷史、在水處理上氯的最廣泛用法是消毒，長(zhǎng)的歷史、在水處理上氯的最廣泛用法是消毒， 其次是在工業(yè)廢水處理上其次是在工業(yè)廢水處理上(除除CN 、 、NH3等等)。 (1) 氯消毒氯消毒 (2) 廢水的氯化廢水的氯化 1、氯氧化、氯氧化 污水的物理處理污水的物理處理 含氰廢水處理含氰廢水處理 Cl2 + H2O HOCl + HCl CN + HOCl CNCl + OH- CNCl + 2OH CN

54、O + Cl + H2O 反應(yīng)中，反應(yīng)中，CNCl是與是與HCN毒性相等的揮發(fā)性物質(zhì)，毒性相等的揮發(fā)性物質(zhì)， 在酸性介質(zhì)中在酸性介質(zhì)中CNCl穩(wěn)定，因而在穩(wěn)定，因而在pH8.5，CO2將形成半化合狀或化合狀將形成半化合狀或化合狀CO2，不利于反應(yīng)，不利于反應(yīng) 向右移動(dòng)。向右移動(dòng)。 pH2時(shí)難以吸附。時(shí)難以吸附。 1/n lgqe lgce 圖圖17-2 Freundlich吸附等溫式常數(shù)圖解法吸附等溫式常數(shù)圖解法 lgK 污水的物理處理污水的物理處理 Freundlich吸附等溫式在吸附等溫式在一般的濃度一般的濃度范圍內(nèi)范圍內(nèi) 與與Langmuir吸附等溫式比較接近，但在吸附等溫式比較接近，但

55、在高濃高濃 度度時(shí)不像時(shí)不像Langmuir吸附等溫式那樣趨向于一吸附等溫式那樣趨向于一 個(gè)定值；在低濃度時(shí)也不會(huì)還原成一條直線。個(gè)定值；在低濃度時(shí)也不會(huì)還原成一條直線。 當(dāng)污水中混合著吸附難易不同的物質(zhì)時(shí)，則當(dāng)污水中混合著吸附難易不同的物質(zhì)時(shí)，則 等溫線不成直線。等溫線不成直線。 污水的物理處理污水的物理處理 【例】用活性炭吸附水中色素的試驗(yàn)方程式為：【例】用活性炭吸附水中色素的試驗(yàn)方程式為： 。今有。今有 100L溶液，色素濃度為溶液，色素濃度為0.05g/L，欲將色素除去，欲將色素除去90，應(yīng)加多，應(yīng)加多 少活性炭？少活性炭？ 解：平衡時(shí)的解：平衡時(shí)的c0.05(190%)=0.005g

56、/L ggq/276. 0005. 09 . 3 5 . 0 g q ccV W3 .16 276. 0 )005. 005. 0(100)( 0 5 . 0 9 . 3 cq 污水的物理處理污水的物理處理 三、影響吸附的因素三、影響吸附的因素 1、吸附劑的性質(zhì)、吸附劑的性質(zhì) 2、吸附質(zhì)的性質(zhì)、吸附質(zhì)的性質(zhì) 3、吸附操作條件、吸附操作條件 污水的物理處理污水的物理處理 1、吸附劑的性質(zhì)、吸附劑的性質(zhì) (1) 孔的大小孔的大小 吸附劑的內(nèi)孔吸附劑的內(nèi)孔大小和分布大小和分布對(duì)吸附性能影對(duì)吸附性能影 響很大。響很大。 孔徑太大，表面積小，吸附能力差；孔孔徑太大，表面積小，吸附能力差；孔 徑太小，則不

57、利于吸附質(zhì)擴(kuò)散，并對(duì)直徑太小，則不利于吸附質(zhì)擴(kuò)散，并對(duì)直 徑較大的分子起屏蔽作用。徑較大的分子起屏蔽作用。 污水的物理處理污水的物理處理 (2) 比表面積比表面積 由于吸附現(xiàn)象是發(fā)生在固體表面上，所以由于吸附現(xiàn)象是發(fā)生在固體表面上，所以吸附吸附 劑的比表面積越大，吸附能力越強(qiáng)，吸附容量也劑的比表面積越大，吸附能力越強(qiáng)，吸附容量也 越大，越大，因此，比表面積是吸附作用的基礎(chǔ)。因此，比表面積是吸附作用的基礎(chǔ)。 但但要注意要注意與處理水的性質(zhì)相適應(yīng)，對(duì)分子量大與處理水的性質(zhì)相適應(yīng)，對(duì)分子量大 的吸附質(zhì)，微孔提供的表面積不起很大作用，所的吸附質(zhì)，微孔提供的表面積不起很大作用，所 以單純強(qiáng)調(diào)比表面積會(huì)有

58、片面性，不能不分處理以單純強(qiáng)調(diào)比表面積會(huì)有片面性，不能不分處理 對(duì)象任意用。對(duì)象任意用。 污水的物理處理污水的物理處理 (3) 吸附劑的表面化學(xué)特性吸附劑的表面化學(xué)特性 一般一般極性分子極性分子型吸附劑易吸附型吸附劑易吸附極性分子極性分子型吸附質(zhì)，型吸附質(zhì)， 非極性分子型非極性分子型吸附劑易吸附吸附劑易吸附非極性非極性的吸附質(zhì)。的吸附質(zhì)。 污水的物理處理污水的物理處理 2、吸附質(zhì)的性質(zhì)、吸附質(zhì)的性質(zhì) (1) 溶解度溶解度 一般溶質(zhì)溶解度越低，越容易被吸附，一般溶質(zhì)溶解度越低，越容易被吸附， 而不易被解吸。而不易被解吸。 通常有機(jī)物在水中溶解度隨著鏈長(zhǎng)的增加而減小通常有機(jī)物在水中溶解度隨著鏈長(zhǎng)的

59、增加而減小 污水的物理處理污水的物理處理 (2) 表面自由能表面自由能 能夠使液體表面自由能能夠使液體表面自由能(或叫或叫表面張力表面張力) 降低越多降低越多的吸附質(zhì)，的吸附質(zhì)，越容易被吸附越容易被吸附。 例如例如活性炭在水溶液中吸附脂肪酸，由于含碳活性炭在水溶液中吸附脂肪酸，由于含碳 越多的脂肪酸分子可使炭液界面自由能降低得越多的脂肪酸分子可使炭液界面自由能降低得 越多，所以吸附量也越大。越多，所以吸附量也越大。 污水的物理處理污水的物理處理 (3) 極性極性 吸附質(zhì)極性強(qiáng)弱對(duì)吸附影響很大。吸附質(zhì)極性強(qiáng)弱對(duì)吸附影響很大。極性極性 的吸附質(zhì)易被極性的吸附劑吸附，的吸附質(zhì)易被極性的吸附劑吸附，非

60、極性非極性 的吸附質(zhì)易被非極性的吸附劑吸附。的吸附質(zhì)易被非極性的吸附劑吸附。 硅膠和活性氧化鋁為極性吸附劑，可以從污 水中吸附極性分子。 污水的物理處理污水的物理處理 3、吸附操作條件、吸附操作條件 (1) 污水污水(或廢水或廢水)的的pH值值 溶液的溶液的pH值影響值影響溶質(zhì)處于分子或離子絡(luò)合狀溶質(zhì)處于分子或離子絡(luò)合狀 態(tài)的程度態(tài)的程度；也影響到；也影響到吸附劑表面電荷特性吸附劑表面電荷特性(電荷電荷 正、負(fù)性及電荷密度等正、負(fù)性及電荷密度等)。 研究表明，在等電點(diǎn)處可發(fā)生最大的吸附，研究表明，在等電點(diǎn)處可發(fā)生最大的吸附， 說明說明中性物質(zhì)的吸附為最大中性物質(zhì)的吸附為最大。 污水的物理處理污