水處理工程技術(shù)-葉彩華 漳37課件講解

主講：葉彩華漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院水處理工程技術(shù)第二篇物理、物理化學(xué)、化學(xué)處理工藝原理第三章水質(zhì)的預(yù)處理第四章凝聚和絮凝第五章沉淀第六章過(guò)濾第七章吸附第八章氧化還原與消毒凈水處理第九章

水的幾種特殊處理方法第四章凝聚和絮凝第一節(jié)膠體穩(wěn)定性第二節(jié)混凝機(jī)理1目錄CONTENTS2第三節(jié)混凝劑3第四節(jié)混凝過(guò)程4第五節(jié)混凝設(shè)施5第三節(jié)混凝劑混凝——降低水濁度處理對(duì)象水中細(xì)微懸浮物質(zhì)和膠體雜質(zhì)處理過(guò)程原水形成較大絮凝體顆粒加藥劑沉淀池重力分離較小顆粒未沉淀過(guò)濾截留降低濁度未沉淀一、混凝劑的基本要求（一）混凝效果好；（二）對(duì)人體健康無(wú)害；（三）適應(yīng)性強(qiáng)，使用方便；（四）貨源可靠，價(jià)格低廉?；炷齽耗芷鹉酆托跄饔玫乃巹?，使水中膠體雜質(zhì)和細(xì)微懸浮物質(zhì)形成較大絮凝體顆粒而沉淀。視頻：《污水處理工藝動(dòng)畫(huà)：絮凝和混凝的區(qū)別》《水處理中絮凝和混凝劑的作用二》混凝劑作為混凝工藝中必要的化學(xué)藥劑，有非常多的種類(lèi)。按化學(xué)組成主要分為無(wú)機(jī)混凝劑和有機(jī)混凝劑。二、混凝劑的分類(lèi)P39混凝劑的類(lèi)型及名稱(chēng)二、混凝劑的種類(lèi)無(wú)機(jī)混凝劑：應(yīng)用歷史悠久，廣泛應(yīng)用于飲用水、工業(yè)水的凈化處理以及地下水、廢水淤泥的脫水處理等。有機(jī)混凝劑：雖然價(jià)格低廉，但效果較差。特別是在某些冶煉過(guò)程中，實(shí)質(zhì)上是加入了雜質(zhì)，故應(yīng)用較少。不過(guò)近20年來(lái)有機(jī)混凝劑的使用發(fā)展迅速。無(wú)機(jī)類(lèi)鋁系硫酸鋁明礬聚合氯化鋁（PAC）聚合硫酸鋁（PAS）適宜pH：5.5~8

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：5~11，但腐蝕性強(qiáng)有機(jī)類(lèi)人工合成陽(yáng)離子型：含氨基、亞氨基的聚合物國(guó)外開(kāi)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：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）兩性型：明膠、蛋白素、干乳酪等蛋白質(zhì)，改性聚丙烯酰胺使用極少天然淀粉、動(dòng)物膠、樹(shù)膠、甲殼素等微生物絮凝劑常用混凝劑無(wú)機(jī)類(lèi)鋁系硫酸鋁明礬聚合氯化鋁（PAC）聚合硫酸鋁（PAS）適宜pH：5.5~8

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：5~11，但腐蝕性強(qiáng)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)：投加鋁鹽或鐵鹽后，發(fā)生金屬離子水解和聚合反應(yīng)過(guò)程，其產(chǎn)物兼有凝聚和絮凝作用的特性。無(wú)機(jī)電解質(zhì)在水中發(fā)生電離水解生成帶電離子，其電性與水中顆粒所帶電性相反，水解離子的價(jià)態(tài)越高，凝聚作用越強(qiáng)。但用于水處理時(shí)，無(wú)機(jī)低分子混凝劑成本高，腐蝕性大，在某些場(chǎng)合凈水效果還不理想。無(wú)機(jī)高分子無(wú)機(jī)高分子有機(jī)類(lèi)人工合成陽(yáng)離子型：含氨基、亞氨基的聚合物國(guó)外開(kāi)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：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）兩性型：明膠、蛋白素、干乳酪等蛋白質(zhì)，改性聚丙烯酰胺使用極少天然淀粉、動(dòng)物膠、樹(shù)膠、甲殼素等微生物絮凝劑有機(jī)類(lèi)混凝劑：指線(xiàn)型高分子有機(jī)聚合物，即我們通常所說(shuō)的絮凝劑。常用的有機(jī)類(lèi)混凝劑，主要是人工合成的有機(jī)高分子混凝劑。人工合成有機(jī)高分子混凝劑：最大的特點(diǎn)是可根據(jù)使用需要，采用合成的方法對(duì)碳?xì)滏湹拈L(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，在碳?xì)滏溕峡梢砸氩煌再|(zhì)的官能團(tuán)。這些有效官能團(tuán)可以強(qiáng)烈吸附細(xì)微顆粒，在微粒與微粒之間形成架橋作用。有機(jī)類(lèi)人工合成陽(yáng)離子型：含氨基、亞氨基的聚合物國(guó)外開(kāi)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：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）兩性型：明膠、蛋白素、干乳酪等蛋白質(zhì)，改性聚丙烯酰胺使用極少如果雜質(zhì)顆粒表面帶正電荷，則采用陰離子型絮凝劑；如果顆粒表面帶負(fù)電荷，則采用陽(yáng)離子或非離子型絮凝劑。應(yīng)用范圍——陰離子型絮凝劑：一般適用于處理氧化物和含氧酸鹽。陽(yáng)離子型絮凝劑：一般適用于處理有機(jī)固體。有機(jī)類(lèi)人工合成陽(yáng)離子型：含氨基、亞氨基的聚合物國(guó)外開(kāi)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：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）兩性型：明膠、蛋白素、干乳酪等蛋白質(zhì)，改性聚丙烯酰胺使用極少應(yīng)用范圍——對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間放置能沉降的懸浮液：使用陰離子型或非離子型的高分子絮凝劑可以促進(jìn)其絮凝速度。對(duì)不能自然沉降的膠體溶液：濁度較高的廢水，單獨(dú)使用陽(yáng)離子型的高分子絮凝劑，就可以取得較佳的絮凝效果。有機(jī)類(lèi)人工合成陽(yáng)離子型：含氨基、亞氨基的聚合物國(guó)外開(kāi)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：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）兩性型：明膠、蛋白素、干乳酪等蛋白質(zhì)，改性聚丙烯酰胺使用極少陰離子、陽(yáng)離子和非離子型高分子絮凝劑由于自身應(yīng)用的范圍限制，故都將逐漸被兩性高分子絮凝劑取代。兩性高分子絮凝劑：在同一高分子鏈節(jié)上兼具陰離子、陽(yáng)離子兩種基團(tuán)。

在不同介質(zhì)中均可應(yīng)用。三、介紹一些重要常見(jiàn)混凝劑

（一）無(wú)機(jī)類(lèi)混凝劑

1、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)（硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵）

2、無(wú)機(jī)高分子類(lèi)（聚合氯化鋁PAC、聚合硫酸鐵PFS、活化硅酸AS）教材：P39—（一）無(wú)機(jī)類(lèi)混凝劑

1、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)（硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵）硫酸鋁分子式：Al2(SO4)3?18H2O，精制產(chǎn)品為白色結(jié)晶體。使用方便，混凝效果較好，是使用歷史最久、目前應(yīng)用仍較廣泛。另有液體硫酸鋁，使用范圍與固體硫酸鋁相同，但運(yùn)輸、配制和使用更方便，近年來(lái)在南方地區(qū)使用較為廣泛。硫酸鋁硫酸鉀明礬Al2(SO4)3?18H2OKAl(SO4)2·12H2O復(fù)鹽Al2(SO4)3?K2SO4?24H2O明礬KAl(SO?)?·12H?O十二水硫酸鉀鋁，是含有結(jié)晶水的硫酸鉀和硫酸鋁的復(fù)鹽。又稱(chēng)：明礬、白礬、鉀礬、鉀鋁礬、鉀明礬。無(wú)色立方晶體，外表常呈八面體，或與立方體、菱形十二面體形成聚形，有時(shí)以{111}面附于容器壁上而形似六方板狀，屬于α型明礬類(lèi)復(fù)鹽，有玻璃光澤。密度1.757g/cm3，熔點(diǎn)92.5℃。92.5℃時(shí)失去9個(gè)分子結(jié)晶水，200℃時(shí)失去12個(gè)分子結(jié)晶水，溶于水，不溶于乙醇。明礬性味酸澀，寒，有毒。故有抗菌作用、收斂作用等，可用做中藥，在我們的生活中常用于凈水。明礬還可用于制備鋁鹽、發(fā)酵粉、油漆、鞣料、澄清劑、媒染劑、造紙、防水劑等。國(guó)家已經(jīng)禁止明礬使用于食品添加劑。視頻：《利用明礬凈水》（一）無(wú)機(jī)類(lèi)混凝劑

1、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)（硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵）硫酸亞鐵半透明綠色晶體，又稱(chēng)為綠礬。Fe2SO4?7H2O（一）無(wú)機(jī)類(lèi)混凝劑

1、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)（硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵）三氯化鐵FeCl?6H2O是黑褐色晶體。具有強(qiáng)腐蝕性，尤其是對(duì)鐵的腐蝕性最強(qiáng)，對(duì)混凝土也有腐蝕性。三、介紹一些重要常見(jiàn)混凝劑

（二）有機(jī)類(lèi)混凝劑分為天然高分子改性和化學(xué)合成兩大類(lèi)。如聚丙烯酰胺（PAM）。教材：P42—（三）復(fù)合類(lèi)混凝劑1、復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子混凝劑是在普通無(wú)機(jī)高分子絮凝劑中引入其他活性離子，以提高藥劑的電中和能力，諸如聚鋁、聚鐵、聚活性硅膠及其改性產(chǎn)品。2、無(wú)機(jī)-有機(jī)高分子混凝劑復(fù)合使用即無(wú)機(jī)高分子絮凝劑與有機(jī)高分子絮凝劑復(fù)合使用。為什么？?jī)?yōu)勢(shì)與局限無(wú)機(jī)高分子絮凝劑：（1）優(yōu)勢(shì)：對(duì)含各種復(fù)雜成分的水處理適應(yīng)性強(qiáng)，可有效除去細(xì)微懸浮顆粒。（2）局限：①生成的絮體不如有機(jī)高分子生成的絮體大，②單獨(dú)使用無(wú)機(jī)混凝劑投藥量大。因此，目前已很少單獨(dú)使用。有機(jī)高分子絮凝劑：（1）優(yōu)勢(shì)：①用量小，絮凝速度快，受共存鹽、介質(zhì)和PH值及環(huán)境溫度的影響小，生成污泥量也少。②其分子結(jié)構(gòu)有利于污染物進(jìn)入絮體，脫色性好。（2）局限：①某些有機(jī)高分子絮凝劑因其水解、降解產(chǎn)物有毒，②合成產(chǎn)物價(jià)格較高，故現(xiàn)多以無(wú)機(jī)高分子絮凝劑與高分子絮凝劑復(fù)合使用，或以無(wú)機(jī)鹽的存在與污染物電荷中和，促進(jìn)有機(jī)高分子絮凝劑的作用。（四）助凝劑凡能提高或改善混凝劑作用效果的化學(xué)藥劑可稱(chēng)為助凝劑。助凝劑可以參加混凝，也可不參加混凝。可分為三種類(lèi)型：

1、調(diào)整劑

2、絮體結(jié)構(gòu)改良劑

3、氧化劑（四）助凝劑1、調(diào)整劑在污水pH值不符合工藝要求時(shí)，或在投加混凝劑后pH值變化較大時(shí)，需要投加pH調(diào)整劑。常用的pH調(diào)整劑，包括石灰、硫酸和氫氧化鈉等。（四）助凝劑2、絮體結(jié)構(gòu)改良劑當(dāng)生成的絮體較小，且松散易碎時(shí)，可投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以改善絮體的結(jié)構(gòu)，增加其粒徑、密度和強(qiáng)度。例如采用活化硅酸、黏土等。良好的絮體改善絮體的結(jié)構(gòu)（四）助凝劑3、氧化劑當(dāng)污水中有機(jī)物含量高時(shí)易起泡沫，使絮凝體不易沉降。這時(shí)可以投加氯氣、次氯酸鈉、臭氧等氧化劑來(lái)破壞有機(jī)物，從而提高混凝效果。（五）微生物絮凝劑

1、微生物絮凝劑概念微生物絮凝劑是指由微生物的自身產(chǎn)生的、具有高效絮凝作用的天然高分子物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、糖蛋白、多糖、DNA等）。

（五）微生物絮凝劑

2、微生物絮凝劑絮凝能力的影響因素（1）絮凝劑的分子結(jié)構(gòu)和分子量（2）絮凝劑的投加劑量（3）溫度（4）pH

（5）金屬離子

3、微生物絮凝劑的特點(diǎn)（1）高效（2）無(wú)毒（3）消除二次污染（4）絮凝廣泛

（5）價(jià)格較低教材P464、微生物絮凝劑絮凝機(jī)理及應(yīng)用前景絮凝機(jī)理還在不斷研究