第三章化學(xué)處理

1、第一節(jié)第一節(jié) 緒論緒論第二節(jié)第二節(jié) 混凝混凝第三節(jié)第三節(jié) 消毒消毒化學(xué)方法化學(xué)方法 處理對(duì)象處理對(duì)象膠體物質(zhì)及小粒徑顆粒物膠體物質(zhì)及小粒徑顆粒物難降解溶解性有機(jī)物難降解溶解性有機(jī)物無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)物概述概述概述概述概述概述概述概述概述概述 電位值的大小是膠粒帶電程度的標(biāo)志電位值的大小是膠粒帶電程度的標(biāo)志電位的符號(hào)標(biāo)志膠粒帶電的性質(zhì)電位的符號(hào)標(biāo)志膠粒帶電的性質(zhì)（即電荷的正負(fù)）（即電荷的正負(fù)）電位值的大小還可以反映擴(kuò)散層的厚電位值的大小還可以反映擴(kuò)散層的厚度。度。值增大，則擴(kuò)散層變厚；反之，值增大，則擴(kuò)散層變厚；反之，則擴(kuò)散層變薄。則擴(kuò)散層變薄。由于顆粒帶電由于顆粒帶電插播：插播：混凝過(guò)程的兩個(gè)重要作用

2、：混凝過(guò)程的兩個(gè)重要作用：使水中原有的離散微粒首先具有粘附在固體顆粒上的性質(zhì) 凝聚（凝聚（coagulation）使這些具有粘附性的離散微粒能夠粘結(jié)成絮體 絮凝（絮凝（flocculation） + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +吸附反離子中和所帶吸附反離子中和所帶電荷，減少了靜電斥電荷，減少了靜電斥力，降低了力，降低了 電位電位這種作用，基本上是一種機(jī)械作用，這種作用，基本上是一種機(jī)械作用， 所需所需混凝劑量與原水雜質(zhì)

3、含量成反比即原水膠混凝劑量與原水雜質(zhì)含量成反比即原水膠體雜質(zhì)含量少時(shí)，所需混凝劑多，反之亦然。體雜質(zhì)含量少時(shí)，所需混凝劑多，反之亦然?；旎炷齽﹦┬跣跄齽﹦o(wú)機(jī)低分子全國(guó)200萬(wàn)噸年硫酸鋁、硫酸鐵、氯化鐵氯化硫酸鐵、硫酸亞鐵無(wú)機(jī)高分子100萬(wàn)噸年聚氯化鋁、聚硫酸鋁、聚氯化鋁鐵聚硫酸鐵、聚硫酸鐵鋁、聚硅氯化鋁聚硅硫酸鋁、聚硅氯化鋁鐵聚硅硫酸鐵、聚硅硫酸鋁鐵合成高分子絮凝劑(20萬(wàn)噸年)聚丙烯酰胺、表氯醇二甲胺聚胺聚二烯丙基二甲基氯化銨丙烯酰胺-二烯丙基二甲基氯化銨共聚物聚丙烯酸、 雙氰胺甲醛縮聚物天然高分子絮凝劑少量改性陽(yáng)離子淀粉、殼聚糖、改性木質(zhì)素使用無(wú)機(jī)混凝劑的歷史可追溯到古埃使用無(wú)機(jī)混凝

4、劑的歷史可追溯到古埃及，那時(shí)人們使用鋁鹽（用硫酸鋁，及，那時(shí)人們使用鋁鹽（用硫酸鋁，堿金屬等制備的復(fù)鹽）來(lái)處理原水。堿金屬等制備的復(fù)鹽）來(lái)處理原水。這類(lèi)混凝劑不僅具有無(wú)機(jī)混凝劑這類(lèi)混凝劑不僅具有無(wú)機(jī)混凝劑的性能，同時(shí)絮凝效果也非常突的性能，同時(shí)絮凝效果也非常突出，可以免除后續(xù)投加高分出，可以免除后續(xù)投加高分子絮凝劑。子絮凝劑。最大缺陷在于投加量高、溶解性差、最大缺陷在于投加量高、溶解性差、性質(zhì)易變化性質(zhì)易變化 典型無(wú)機(jī)混凝劑典型無(wú)機(jī)混凝劑硫酸鋁硫酸鋁OHOHOHAlOHOHAl32522362 OHOHOHAlOHOHOHAl34222252 OHOHOHAlOHOHOHAl332322422

5、 2O)5 + Al(OH)(H2O)5 (H2O)4Al) Al(H2O)4 +2H2O2+2+4+OHOH 典型無(wú)機(jī)混凝劑典型無(wú)機(jī)混凝劑硫酸鋁硫酸鋁 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：三價(jià)鐵適用的三價(jià)鐵適用的pHpH值范圍較寬；值范圍較寬；形成的絮凝體比鋁鹽絮凝體密實(shí)；形成的絮凝體比鋁鹽絮凝體密實(shí)；處理低溫或低濁水的效果優(yōu)于硫酸鋁。處理低溫或低濁水的效果優(yōu)于硫酸鋁。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：三氯化鐵腐蝕性較強(qiáng)，固體產(chǎn)品易吸水潮解，三氯化鐵腐蝕性較強(qiáng)，固體產(chǎn)品易吸水潮解，不易保管。不易保管。 典型無(wú)機(jī)混凝劑典型無(wú)機(jī)混凝劑氯化鐵氯化鐵 FeSO4 7H2O采用硫酸亞鐵作混凝劑時(shí)，應(yīng)將二價(jià)鐵采用硫酸亞鐵作混凝劑時(shí)，應(yīng)將二價(jià)鐵FeF

6、e2 2氧化成三價(jià)鐵。氧化成三價(jià)鐵。氧化方法有氯化、曝氣等方法。生產(chǎn)上常用氧化方法有氯化、曝氣等方法。生產(chǎn)上常用的是氯化法，反應(yīng)如下：的是氯化法，反應(yīng)如下： 6FeSO4 7H2O 3C122Fe2(SO4）32FeCl3 7H2O 典型無(wú)機(jī)混凝劑典型無(wú)機(jī)混凝劑硫酸亞鐵硫酸亞鐵 典型有機(jī)高分子絮凝劑典型有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺（PAM） CH2CH C=O NH2nCH2CHCH2CHCH2CH CO N H2 CO N H2 nnCO O Na CO N H2 CH2CHCH2CHCH2CH CO N H2 CO N H2 + nH2O + nNaO H+ nN H4O H聚丙烯酰胺的聚合

7、度可高達(dá)聚丙烯酰胺的聚合度可高達(dá)20000200009000090000，相應(yīng)的分子量高，相應(yīng)的分子量高達(dá)達(dá)150150萬(wàn)萬(wàn)600600萬(wàn)。它的混凝效果萬(wàn)。它的混凝效果在于對(duì)膠體表面具有強(qiáng)烈的吸附在于對(duì)膠體表面具有強(qiáng)烈的吸附作用，在膠粒之間形成橋聯(lián)。作用，在膠粒之間形成橋聯(lián)?，F(xiàn)在很多研究人員都在積極研究開(kāi)發(fā)復(fù)合型混凝劑或者絮凝劑，在這方面國(guó)內(nèi)的研究相當(dāng)活躍。近幾年國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始吸附型混凝劑的研究。例如在混凝劑中加入超微粉吸附劑，如粉末活性炭、硅藻土、活性黏土等，這樣，吸附劑可以與混凝劑協(xié)同作用，達(dá)到去除膠體和分子分散狀態(tài)物質(zhì)的目的。針對(duì)微污染的特點(diǎn)，現(xiàn)在開(kāi)發(fā)和使用的吸附劑，包括一些絡(luò)合型吸附劑，

8、例如去除重金屬的硫代磺酸鹽及其聚合物。 研究新進(jìn)展20-40度SiOH2+OHK1-H+SiO-OH2+K2-H+SiO-OHRCOOHNH3+K1-H+RCOO-NH3+RCOO-NH2K2-H+(a)粘土顆粒(b)細(xì)菌顆粒低pH值高pH值羥基在粘土顆粒(a)和細(xì)菌顆粒(b)上的電化學(xué)行為強(qiáng)度過(guò)大和過(guò)長(zhǎng)：大顆粒攪碎成小顆粒，不利沉降，降低絮凝效果強(qiáng)度過(guò)小和過(guò)短：懸浮物和混凝劑未充分接觸，混凝劑分布不均，同樣不利于去除攪拌速度攪拌速度40-80r/min為宜，攪拌時(shí)間為宜，攪拌時(shí)間2-4min1配制2 2投加投加3混合4反應(yīng)5分離污水方法方法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)干投法干投法1、占地小；、占地??；2

9、、投配設(shè)備無(wú)腐蝕投配設(shè)備無(wú)腐蝕問(wèn)題；問(wèn)題；3、藥劑較、藥劑較新鮮新鮮1、計(jì)量大時(shí)需粉、計(jì)量大時(shí)需粉碎設(shè)備；碎設(shè)備；2、藥用、藥用量過(guò)小時(shí)，不易量過(guò)小時(shí)，不易調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)；3、易混合、易混合不均；不均；4、不適用、不適用吸水性強(qiáng)混凝劑吸水性強(qiáng)混凝劑濕投法濕投法1、充分混合；、充分混合；2、適用于各種混凝適用于各種混凝劑；劑；3、投加量易投加量易于控制于控制；4、管理、管理運(yùn)行方便運(yùn)行方便1、設(shè)備復(fù)雜、占、設(shè)備復(fù)雜、占地面積大；地面積大；2、設(shè)、設(shè)備易腐蝕；備易腐蝕；工藝流程：工藝流程：藥劑輸送藥劑輸送粉碎粉碎提升提升計(jì)量計(jì)量加藥混合加藥混合工藝流程：工藝流程： 溶解池溶解池溶液池溶液池定量控制設(shè)備

10、定量控制設(shè)備投加設(shè)備投加設(shè)備混合池混合池 溶解設(shè)備：溶解池、攪拌設(shè)備。 藥劑調(diào)配：水力調(diào)配、機(jī)械調(diào)配、壓縮空氣調(diào)配和人工調(diào)配等。 溶液池：配制一定濃度溶液的設(shè)施。 其它設(shè)備：（略）利用藥液高位槽與投加點(diǎn)的水頭高差加藥，直接將藥液投入管道或水泵吸水喇叭口處。利用藥液高位槽與投加點(diǎn)的水頭高差加藥，直接將藥液投入管道或水泵吸水喇叭口處。水封箱的作用？水封箱的作用？ 可直接將混凝可直接將混凝劑溶液投入管道內(nèi)劑溶液投入管道內(nèi)或水泵吸水管喇叭或水泵吸水管喇叭口處?？谔?。利用水射器的調(diào)整水流形成負(fù)壓，從而吸入藥液。同時(shí)，水泵和水射器充當(dāng)混合設(shè)備。利用水射器的調(diào)整水流形成負(fù)壓，從而吸入藥液。同時(shí)，水泵和水射器

11、充當(dāng)混合設(shè)備。主要是利用空氣壓力進(jìn)行加藥，并通過(guò)改變虹吸管進(jìn)出口高差控制投加量主要是利用空氣壓力進(jìn)行加藥，并通過(guò)改變虹吸管進(jìn)出口高差控制投加量方式方式原理原理優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)適用范圍適用范圍重力投加重力作用將藥壓入水中操作簡(jiǎn)單，投加安全；但需建高位溶液池中小規(guī)模水廠壓力投加（水射器）利用水射器噴嘴處形成的負(fù)壓抽吸藥劑并投加到水中使用方便，不受溶液池高程限制；藥液濃度不當(dāng)時(shí)易堵塞大中小均可壓力投加（加藥泵）泵從溶液池抽取藥液投入水中可定量投加，不受管道壓力限制；價(jià)格高、泵易堵塞、維修不易大中型水廠 利用槽內(nèi)浮球閥與槽底管口高差利用槽內(nèi)浮球閥與槽底管口高差(H)(H)恒定，槽底管口恒定，槽底管口流量不

12、變?cè)?，通過(guò)改變池底管口苗嘴或孔板的孔徑來(lái)控流量不變?cè)恚ㄟ^(guò)改變池底管口苗嘴或孔板的孔徑來(lái)控制投藥量制投藥量。效果好，不需另建混合設(shè)備，投資省，不效果好，不需另建混合設(shè)備，投資省，不另外消耗動(dòng)能，適用于各種水量。另外消耗動(dòng)能，適用于各種水量。如果管線過(guò)長(zhǎng)，則過(guò)早形成的絮體易被打如果管線過(guò)長(zhǎng)，則過(guò)早形成的絮體易被打碎，影響后續(xù)處理的效果。碎，影響后續(xù)處理的效果。1普通管道混合 3擴(kuò)散混合器 在管式孔板混合器前加在管式孔板混合器前加一錐形帽，水流和藥劑一錐形帽，水流和藥劑對(duì)沖錐形帽而后擴(kuò)散形對(duì)沖錐形帽而后擴(kuò)散形成劇烈紊流，使藥劑和成劇烈紊流，使藥劑和水達(dá)到快速混合。水達(dá)到快速混合。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有定

13、型產(chǎn)品，易于安裝，不占地，混結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有定型產(chǎn)品，易于安裝，不占地，混合效果良好。合效果良好。 水頭損失較大，水中雜質(zhì)較多時(shí)易堵塞。一般適水頭損失較大，水中雜質(zhì)較多時(shí)易堵塞。一般適于中小型水處理工程。于中小型水處理工程。當(dāng)處理水量穩(wěn)定時(shí)，隔板混合器效果良好；當(dāng)處理水量穩(wěn)定時(shí)，隔板混合器效果良好；若水量變化較大，隔板混合器的混合效果會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，若水量變化較大，隔板混合器的混合效果會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，同時(shí)其水頭損失較大。隔板混合器通常占地面積較大，適于大中同時(shí)其水頭損失較大。隔板混合器通常占地面積較大，適于大中型水量工程（型水量工程（100030000 m3/d）。來(lái)回隔板混合池來(lái)回隔板混

14、合池 適用于水量適用于水量大于大于3000m3/d3000m3/d的水廠，水在的水廠，水在隔板間流速約隔板間流速約0.9m/S0.9m/S設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)計(jì)要點(diǎn)：用于中小型水廠，特別適合用于中小型水廠，特別適合于石灰乳的混合。于石灰乳的混合。底部錐角底部錐角30-4530-45；反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間1-1.5min1-1.5min，2min2min；入口流速入口流速1-1.5m/s1-1.5m/s；圓柱部分上升流速圓柱部分上升流速25mm/s25mm/s。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，混合效果好，水結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，混合效果好，水頭損失小頭損失小維護(hù)管理復(fù)雜，消耗電能維護(hù)管理復(fù)雜，消耗電能研究進(jìn)展 a、往復(fù)式 b、回轉(zhuǎn)式a a、

15、往復(fù)式、往復(fù)式 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 水流在池內(nèi)作水流在池內(nèi)作180180 轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失較大，且絮凝體局部水頭損失較大，且絮凝體有破碎的可能。有破碎的可能。 水頭損失水頭損失0.3-0.5m0.3-0.5m。 b、回轉(zhuǎn)式 特點(diǎn)： 水流在池內(nèi)作90轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失大為減小，且絮凝效果有所提高。 水頭損失比往復(fù)式小40%。 由若干方格組成，由若干方格組成，分格數(shù)不少于分格數(shù)不少于6 6格。格。 隔墻上下開(kāi)孔，水隔墻上下開(kāi)孔，水流沿池壁切線進(jìn)入形成流沿池壁切線進(jìn)入形成旋流。第一格孔口小，旋流。第一格孔口小，旋轉(zhuǎn)速度大，隨后依次旋轉(zhuǎn)速度大，隨后依次遞減。遞減。設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 反應(yīng)時(shí)間8-15min； 噴嘴