污水的化學(xué)處理教程

污水的化學(xué)處理教程第1頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第一節(jié)水的混凝

CoagulationandFlocculation一、概述1、混凝的作用廢水中的大顆?？梢酝ㄟ^(guò)重力沉淀法去除，但微小粒徑的懸浮物和膠體能在水中長(zhǎng)期保持分散懸浮狀態(tài)，即使靜置數(shù)十個(gè)小時(shí)也不會(huì)自然沉降?；炷幚淼膶?duì)象，主要是水和廢水中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。第2頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、凝聚、絮凝和混凝

凝聚(coagulation)：投加混凝劑后水中的膠體失去穩(wěn)定性，膠體顆粒互相凝聚，結(jié)果形成眾多的“小礬花”。

絮凝(flocculation)：凝聚過(guò)程中形成的“小礬花”通過(guò)吸附、卷帶、架橋等作用，形成顆粒較大絮凝體的過(guò)程。

混凝：是凝聚、絮凝兩各過(guò)程的總稱(chēng)。是水中膠體粒子及微小懸浮物的聚集過(guò)程。第3頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、天然水中的膠體雜質(zhì)

通常是負(fù)電荷膠體，如粘土、細(xì)菌、病毒、藻類(lèi)、腐殖質(zhì)等。4、混凝的應(yīng)用給水處理：混凝+沉淀，微絮凝+過(guò)濾廢水處理：5、混凝的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便；便于間歇運(yùn)行，效果好。缺點(diǎn)：運(yùn)行費(fèi)用高；沉渣量大，處置困難；第4頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二、膠體的特性1、膠體的基本特性

膠體在水中形成長(zhǎng)期分散穩(wěn)定的體系。常見(jiàn)的膠體：Fe(OH)3膠體、Al(OH)3膠體、硅酸膠體、淀粉膠體、蛋白質(zhì)、血液、豆?jié){、墨水、涂料、肥皂水、AgI、Ag2S、As2S3

分類(lèi)：按照分散劑狀態(tài)不同分為：

氣溶膠——分散質(zhì)、分散劑都是氣態(tài)物質(zhì)：如霧、云、煙

液溶膠——分散質(zhì)、分散劑都是液態(tài)物質(zhì)：如Fe(OH)3膠體

固溶膠——分散質(zhì)、分散劑都是固態(tài)物質(zhì)：如有色玻璃、合金

一把泥土放到水中,大粒的泥沙很快下沉,渾濁的細(xì)小土粒因受重力的影響最后也沉降于容器底部,而土中的鹽類(lèi)則溶解成真溶液.但是,混雜在真溶液中還有一些極為微小的土壤粒子,它們既不下沉,也不溶解,人們把這些即使在顯微鏡下也觀(guān)察不到的微小顆粒稱(chēng)為膠體顆粒,含有膠體顆粒的體系稱(chēng)為膠體體系江河人海口處形成三角洲,其形成原理是海水中的電解質(zhì)使江河泥沙所形成膠體發(fā)生聚沉.

/tech/detailprof806593GP.htm筑龍網(wǎng)第5頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六光學(xué)特性(丁達(dá)爾現(xiàn)象

)：指膠體在水溶液中能引起光的反射。用激光筆垂直照射淀粉膠體，膠體，溶液?，F(xiàn)象：膠體內(nèi)部存在一條光路而溶液沒(méi)有。結(jié)論：這種由于膠體微粒對(duì)光的散射作用形成的一條光亮的通道的現(xiàn)象叫丁達(dá)爾現(xiàn)象。第6頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六丁達(dá)爾現(xiàn)象第7頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六(2)布朗運(yùn)動(dòng)：1827年，英國(guó)植物學(xué)家布朗把花粉懸浮在水里，用顯微鏡觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)花粉的小顆粒在作不停的、無(wú)秩序的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做布朗運(yùn)動(dòng)。用超顯微鏡觀(guān)察膠體，可觀(guān)察到膠體粒子也在作布朗運(yùn)動(dòng)。這是因?yàn)樗肿樱ɑ蚍稚┓肿樱母鱾€(gè)方面撞擊膠體粒子，而每一瞬間膠體粒子在不同方向受的力是不相同的，所以膠體運(yùn)動(dòng)的方向每一瞬間都在改變，因而形成不停的、無(wú)秩序的運(yùn)動(dòng)。

第8頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

(3)表面特性：膠體為常見(jiàn)的分散體系之一。分散度越大，膠體顆粒的比表面積越大，具有的表面自由能越大，使膠體看來(lái)產(chǎn)生特殊的吸附能力和溶解現(xiàn)象。

第9頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六(4)動(dòng)電現(xiàn)象

（電泳現(xiàn)象）：膠體的帶電性膠體粒子吸附溶液中的離子而帶電，當(dāng)吸附了正離子時(shí)，膠體粒子荷正電，吸附了負(fù)離子則荷負(fù)電。不同情況下膠體粒子容易吸附何種離子，與被吸附離子的本性及膠體粒子表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。法揚(yáng)斯規(guī)則表明：與膠體粒子有相同化學(xué)元素的離子優(yōu)先被吸附。以AgI膠體為例，AgNO3與KI反應(yīng)，生成AgI溶膠，若KI過(guò)量，則膠核AgI吸附過(guò)量的I-而帶負(fù)電，若AgNO3過(guò)量，則AgI吸附過(guò)量的Ag+而帶正電。膠粒帶電的一般規(guī)律:帶正電的膠粒：金屬氧化物、金屬氫氧化物帶負(fù)電的膠粒：金屬硫化物、非金屬氧化物第10頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、膠體的結(jié)構(gòu)

膠核

膠粒膠團(tuán)吸附層擴(kuò)散層第11頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第12頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、雙電層理論

膠核的靜電作用把溶液中的反離子吸附到其周?chē)?。受膠核電位離子的靜電引力和反離子熱運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)散作用、溶液對(duì)反離子的水化作用，反離子的濃度隨與固體表面距離增加濃度逐漸減少。

雙電層：吸附層和擴(kuò)散層

Ψ電位離子和反離子形成的總電位。

ξ滑動(dòng)面上的電位。第13頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4、膠體的類(lèi)型

(1)疏水性膠體（憎水性膠體）吸附層中的離子直接與膠核接觸，水分子不能直接接觸膠核。如氫氧化鋁、二氧化硅在水中形成的膠體。

(2)親水性膠體膠核表面存在某些極性基團(tuán)和水分子親和力很大，使水分子直接吸附到膠核表面而形成一層水膜的膠體。第14頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六5、膠體的穩(wěn)定性

膠體的穩(wěn)定性，指膠體粒子在水中長(zhǎng)期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。

穩(wěn)定因素

靜電斥力布朗運(yùn)動(dòng)水化作用

不穩(wěn)定因素范德華引力布朗運(yùn)動(dòng)重力作用第15頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六膠體的穩(wěn)定性

（1）動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定：是指顆粒布朗運(yùn)動(dòng)對(duì)抗重力影響的能力。粒子越小，動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性越高。

（2）聚集穩(wěn)定：指膠體粒子間不能相互聚集的特性。膠體粒子小，比表面積大，故表面能大，在布朗運(yùn)動(dòng)作用下，有自發(fā)地相互聚集的傾向，但由于粒子表面同性電荷的排斥力作用或水化膜的阻礙使這種自發(fā)聚集不能發(fā)生。第16頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六★★★可見(jiàn)膠體粒子表面電荷或水化膜消除，便失去聚集穩(wěn)定性，小顆粒便可相互聚集成大的顆粒，從而動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性也隨之破壞，沉淀就會(huì)發(fā)生。因此，膠體穩(wěn)定性關(guān)鍵在于聚集穩(wěn)定性。

混凝處理即是要破壞膠體的聚集穩(wěn)定性。第17頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三、混凝原理根據(jù)膠體的特性，在水處理中，采取措施破壞膠體的穩(wěn)定性。采用的方法：投加電解質(zhì)投加電荷不同或水化作用不同的膠體或產(chǎn)生此類(lèi)膠體的電解質(zhì)投加高分子物質(zhì)接觸凝聚上述投加的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)——混凝劑第18頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

化學(xué)混凝的機(jī)理至今仍未完全清楚。因?yàn)樗婕暗囊蛩睾芏?，如水中雜質(zhì)的成分和濃度、水溫、水的pH值、堿度，以及混凝劑的性質(zhì)和混凝條件等。

（一）雙電層壓縮機(jī)理（二）吸附電中和機(jī)理（三）吸附架橋機(jī)理（四）沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理

第19頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

（一）、雙電