水的物理化學處理法課件

第3章水的物理化學處理法

第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除

第二節(jié)水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除

第三節(jié)水中溶解物質(zhì)的去除第四節(jié)水中有害微生物的去除

第3章水的物理化學處理法第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除18-11月-223水的物理化學處理方法3粗大顆粒物質(zhì)

大小約在0.1或1毫米以上

去除方法篩濾、截留、重力沉降和離心分離等

處理設備格柵、篩網(wǎng)、微濾機、沉砂池、離心機和旋流分離器等

11-11月-223水的物理化學處理方法3粗大顆粒物質(zhì)大18-11月-223水的物理化學處理方法4一、格柵與篩網(wǎng)

1、格柵

格柵多用于廢水前處理作業(yè)，以截留廢水中較大的懸浮物與漂流物，防止水泵、排水管以及處理設備堵塞。

11-11月-223水的物理化學處理方法4一、格柵與篩網(wǎng)18-11月-223水的物理化學處理方法5

格柵是由金屬棒或柵條按一定間距平行排列而成。

柵條形狀有圓形、矩形、方形等

11-11月-223水的物理化學處理方法518-11月-223水的物理化學處理方法6清除格柵上污物的方法人工清除機械清除

11-11月-223水的物理化學處理方法6清除格柵上污物的18-11月-223水的物理化學處理方法7自動機械格柵鋼繩牽引式格柵除污機回轉(zhuǎn)式格柵除污機移動伸縮臂式格柵除污機11-11月-223水的物理化學處理方法7自動機18-11月-223水的物理化學處理方法82、篩網(wǎng)

用于截留與去除細小的懸浮固體雜質(zhì)。

對于水中不同尺寸的懸浮物，可以選擇不同材質(zhì)的金屬絲網(wǎng)和不同尺寸的篩網(wǎng)孔眼來去除。篩網(wǎng)過濾可用于水預處理，也可用于廢水的深度處理。

11-11月-223水的物理化學處理方法82、篩網(wǎng)用于截18-11月-223水的物理化學處理方法9設備特點：

篩網(wǎng)的設備具有簡便、占地較小、不必投加化學藥劑、運行費用低以及維修方便等特點。

11-11月-223水的物理化學處理方法9設備特點：18-11月-223水的物理化學處理方法10注意事項：⑴當廢水呈酸性或堿性時，篩網(wǎng)的設備應選用耐腐蝕材料制作。⑵篩網(wǎng)尺寸應按需截留的微粒大小選定，最好通過實驗確定。

⑶廢水中如含油類物質(zhì)，應先除去油污，以防堵塞網(wǎng)孔。11-11月-223水的物理化學處理方法10注意事項：⑴18-11月-223水的物理化學處理方法11二、沉砂池11-11月-223水的物理化學處理方法11二、沉砂池18-11月-223水的物理化學處理方法12三、離心分離

用離心力分離水中懸浮顆粒的方法稱為離心分離法。

11-11月-223水的物理化學處理方法12三、離心分離18-11月-223水的物理化學處理方法13分類及應用

按離心力產(chǎn)生的方式

水力旋流器

器旋分離器

壓力式重力式

低速離心機中速離心機高速離心機11-11月-223水的物理化學處理方法13分類及應用按第二節(jié)

水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除

第二節(jié)

水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除18-11月-223水的物理化學處理方法15一、沉淀的基本原理與類型

（一）沉淀的作用

⒈作為化學處理與生物處理的預處理；⒉用于化學處理或生物處理后，分離化學沉淀物、分離活性污泥或生物膜；⒊污泥的濃縮脫水；⒋灌溉農(nóng)田前作灌前處理。

11-11月-223水的物理化學處理方法15一、沉淀的基本18-11月-223水的物理化學處理方法16（二）沉淀的類型

自由沉淀

絮凝沉淀

擁擠沉淀

壓縮沉淀

11-11月-223水的物理化學處理方法16（二）沉淀的類18-11月-223水的物理化學處理方法17（三）單體球形顆粒的自由沉淀

U-------顆粒沉降速度；ρs，ρ-------顆粒、水的密度；g-------重力加速度；d-------與顆粒等體積的圓球直徑；μ------水的動力粘滯系數(shù)，與水溫有關(guān)。

g(ρs-ρ)d2U=18μ

11-11月-223水的物理化學處理方法17（三）單體球形18-11月-223水的物理化學處理方法18（四）沉降試驗和沉降曲線

通常要通過沉淀試驗來判定其沉淀性能，并根據(jù)所要求的沉淀效率來取得和這兩個基本的設計參數(shù)。

沉淀時間沉降速度11-11月-223水的物理化學處理方法18（四）沉降試驗18-11月-223水的物理化學處理方法19沉降試驗u0uhHHt0

＝u0ht0

＝uH0=1.5~2.0mφ100mm沉淀實驗裝置11-11月-223水的物理化學處理方法19沉降試驗u0u18-11月-223水的物理化學處理方法20沉降曲線

按照試驗結(jié)果所繪制的各參數(shù)之間的相互關(guān)系的曲線，統(tǒng)稱為沉降曲線(settlementcurve)。

對于不同類型的沉淀，它們的沉淀曲線的繪制方法是不同的。

11-11月-223水的物理化學處理方法20沉降曲線18-11月-223水的物理化學處理方法21例：自由沉淀型的沉淀曲線

Tmin20406080100E%0306090120150沉淀時間與沉淀效率關(guān)系曲線11-11月-223水的物理化學處理方法21例：自由沉淀型18-11月-223水的物理化學處理方法22例：自由沉淀型的沉淀曲線

Umm/s20406080100E%00.050.100.150.200.25顆粒沉速與沉淀效率關(guān)系曲線11-11月-223水的物理化學處理方法22例：自由沉淀型18-11月-223水的物理化學處理方法23Tmin20406080100E%0306090120150E-T曲線Umm/s20406080100E%00.050.100.150.200.25E-U曲線對于自由沉淀過程，E-U曲線與實驗水深無關(guān)。11-11月-223水的物理化學處理方法23Tmin2018-11月-223水的物理化學處理方法24（五）理想沉淀池的工作原理

vu1vvu1u2AA’BCDE’EHLQQ沉淀區(qū)11-11月-223水的物理化學處理方法24（五）理想沉淀18-11月-223水的物理化學處理方法25理想的沉淀池(settler)的條件①池內(nèi)水流按水平方向流動，各過水斷面的水平速度相同；②懸浮固體顆粒在沉淀過程中都以等速下沉；③懸浮固體顆粒在沉淀過程中的水平分速度等于水平速度；④顆粒沉到池底即認為被去除，即不再上浮。11-11月-223水的物理化學處理方法25理想的沉淀池(18-11月-223水的物理化學處理方法26理想沉淀池各項關(guān)系式：L=VH/UO

T=L/V=H/UOW=QT=HBLqO=Q/A=UO沉淀池進水流量與沉淀池平面面積的比值為沉淀池表面負荷率，又稱過流率

11-11月-223水的物理化學處理方法26理想沉淀池各項18-11月-223水的物理化學處理方法27二、沉砂池的類型與特征

沉砂池的功能是從廢水中分離比重較大的無機顆粒

沉砂池型式：平流式、豎流式、離心式、和曝氣式。11-11月-223水的物理化學處理方法27二、沉砂池的類18-11月-223水的物理化學處理方法28進水管出水管出水渠環(huán)流式（離心式）沉砂池集砂渠集油區(qū)沉砂區(qū)行車進水管出水管曝氣沉砂池11-11月-223水的物理化學處理方法28進水管出水管出18-11月-223水的物理化學處理方法29㈠平流式沉砂池11-11月-223水的物理化學處理方法29㈠平流式沉砂18-11月-223水的物理化學處理方法30㈡曝氣沉砂池

(Aerationgritsettlingtank)11-11月-223水的物理化學處理方法30㈡曝氣沉砂池18-11月-223水的物理化學處理方法31鏈斗式除砂機11-11月-223水的物理化學處理方法31鏈斗式除砂機18-11月-223水的物理化學處理方法32三、沉淀池的類型與特征

11-11月-223水的物理化學處理方法32三、沉淀池的類18-11月-223水的物理化學處理方法33各種沉淀池的比較池型優(yōu)點缺點適用條件平流式對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強；施工簡單，造價低采用多斗排泥時，操作工作量大，采用機械排泥時，機械設備和驅(qū)動件均浸于水中，易銹蝕。適用于地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)；適用于大、中、小型污水處理廠豎流式排泥方便、占地面積小池子深度大，施工困難；對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較差；造價高，池徑不宜太大適用于水量不大的小型污水處理廠。輻流式采用機械排泥，運行較好，管理簡單，排泥設備已有定型產(chǎn)品池內(nèi)水流不易穩(wěn)定；機械排泥設備復雜，對施工質(zhì)量要求較高。適用于地下水位較高的地區(qū)；適用于大型污水處理廠。11-11月-223水的物理化學處理方法33各種沉淀池的比18-11月-223水的物理化學處理方法34平流式沉淀池示意圖㈠平流式沉淀池

11-11月-223水的物理化學處理方法34平流式沉淀池示18-11月-223水的物理化學處理方法35㈠平流式沉淀池

⒈構(gòu)造

Q沉淀區(qū)污泥區(qū)進水區(qū)出水區(qū)出水堰穿孔擋板導流板11-11月-223水的物理化學處理方法35㈠平流式沉淀池18-11月-223水的物理化學處理方法36⒉工作原理理想沉淀池工作原理11-11月-223水的物理化學處理方法36⒉工作原理理18-11月-223水的物理化學處理方法37⒊設計計算設計依據(jù)：UO、TO

UO計算條件：顆粒下沉時間t=水在池內(nèi)停留時間t*LHv11-11月-223水的物理化學處理方法37⒊設計計算設計18-11月-223水的物理化學處理方法38經(jīng)驗數(shù)據(jù)

表面負荷q=2-3m3/(m2h)停留時間t=1.5-2.0h最大水流速V=5-7mm/s11-11月-223水的物理化學處理方法38經(jīng)驗數(shù)據(jù)表面18-11月-223水的物理化學處理方法39①沉淀區(qū)尺寸

長度L2=vt深度h2=uOt總寬度B=A斷/h2池數(shù)（n≮2）n=B/b校核：一般L2/b在2：1~5：1之間11-11月-223水的物理化學處理方法39①沉淀區(qū)尺寸18-11月-223水的物理化學處理方法40②污泥區(qū)容積

Q---廢水設計流量，m3/hCO和C---分別為進水和出水的SS濃度，mg/Lγ---污泥容重，kg/m3，當污泥主要為有機物且含水率在95%以上時，可取1000kg/m3。

T---排泥周期，一般取1-2天。Vm=Q（CO-C）100×24γ（100－P）×T11-11月-223水的物理化學處理方法40②污泥區(qū)容積18-11月-223水的物理化學處理方法41③進水區(qū)和出水區(qū)的設計

進水區(qū)的長L1=0.5m出水區(qū)的長L3=0.3m11-11月-223水的物理化學處理方法41③進水區(qū)和出水18-11月-223水的物理化學處理方法42④池總高和總長尺寸

池總高H=h1+h2+h3+h4

h1：超高，一般h1=0.3mh2：有效水深

h3：緩沖層高度，當設有刮泥機時，h3=hm+0.3，hm為刮泥板高度，不設刮泥機時，h3取0.5mh4：污泥斗高度池總長L=L1+L2+L3

11-11月-223水的物理化學處理方法42④池總高和總長18-11月-223水的物理化學處理方法43中心進水周邊出水輻流式沉淀池示意圖（二）輻流式沉淀池11-11月-223水的物理化學處理方法43中心進水周邊出18-11月-223水的物理化學處理方法44（三）豎流沉淀池豎流式沉淀池示意圖進水排泥出水11-11月-223水的物理化學處理方法44（三）豎流沉淀18-11月-223水的物理化學處理方法45豎流及輻流式沉淀池設計自學11-11月-223水的物理化學處理方法45豎流及輻流式沉18-11月-223水的物理化學處理方法46例3-1:

已知某工業(yè)廢水的最大流量為8640m3/d

，原水中平均懸浮固體濃度為450mg/L

，經(jīng)沉降試驗，得如圖所示的沉降曲線?，F(xiàn)擬用平流式沉淀池進行處理，此水中懸浮固體濃度要求不超過135mg/L

，污泥含水率為97%，試確定沉淀池的尺寸。Tmin20406080100E%01020305040607080Um/h20406080100E%024610812141611-11月-223水的物理化學處理方法46例3-1:已18-11月-223水的物理化學處理方法47例3-2:生活污水流量為500m3/h，懸浮物濃度250mg/L，由靜置沉淀實驗可知去除率為65%時，相應的過流率qO=1.8m/h，若要求去除率為65%，求平流式沉淀池的主要尺寸。

11-11月-223水的物理化學處理方法47例3-2:生18-11月-223水的物理化學處理方法48（四）斜流式沉淀池

1、淺池沉降原理

hlAvuh/2lAvu2hAlvuvu111-11月-223水的物理化學處理方法48（四）斜流式沉18-11月-223水的物理化學處理方法49

若處理水量不變，則可大大提高沉降效率；若保持原有去除率不變，相同容積的淺池的處理量大大增高。HALvuHALvu`vu11-11月-223水的物理化學處理方法4918-11月-223水的物理化學處理方法502、構(gòu)造

斜板斜管沉淀池分為逆向流、同向流和橫向流三種類型

見書P65斜板沉淀池示意圖11-11月-223水的物理化學處理方法502、構(gòu)造18-11月-223水的物理化學處理方法513、設計計算

逆向流斜板沉淀池：已知傾角θ，板寬B，板長l，水中顆粒沿水流方向的上升流速為v，受重力作用往下沉降的速度為u，顆粒沿兩者矢量之和的方向移動，碰到斜板就認為已被除去。abvul1l2L/nθabvul1l2L/nθ11-11月-223水的物理化學處理方法513、設計計算18-11月-223水的物理化學處理方法52斜板沉淀池處理水量Q=u（nlBcosθ+LB）

注意：斜板總面積的水平投影A斜≠A平沉淀池的水平面積。自學書P98例題2-5，了解設計計算過程。

11-11月-223水的物理化學處理方法52斜板沉淀池處理18-11月-223水的物理化學處理方法53四、混凝（coagulation-flocculation）

處理對象：膠體狀態(tài)及難沉的懸浮物●第一個作用：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（coagulation）●第二個作用：使這些具有粘附性的離散微粒能夠粘結(jié)成絮體——絮凝（flocculation）混凝過程具有兩個作用：11-11月-223水的物理化學處理方法53四、混凝（co18-11月-223水的物理化學處理方法54㈠混凝的基本原理1、膠體的雙電層結(jié)構(gòu)幾個概念雙電層：膠體微粒外面所吸附的陰、陽離子層電位形成離子：膠核表面吸附的某種離子吸附層（離子層）：膠體表面吸附的可隨其移動的離子層擴散層：距離電位離子距離較遠，不隨膠核運動的離子層滑動面：固定的離子層與擴散層之間的交界面11-11月-223水的物理化學處理方法54㈠混凝的基本18-11月-223水的物理化學處理方法55電位形成離子反離子滑動面膠團邊界ξ電位Ψ電位膠核擴散層膠粒吸附層陽離子濃度陰離子濃度膠體結(jié)構(gòu)及其電位11-11月-223水的物理化學處理方法55電位形成離子反18-11月-223水的物理化學處理方法562、膠體的穩(wěn)定

范德華引力：膠體間的相互吸引力（次要因素）范德華引力與顆粒間距離的六次方成反比，即顆粒越接近，斥力越大

靜電斥力：膠體的帶電性使帶相同電荷的膠體間產(chǎn)生靜電斥力（主要因素）靜電斥力與顆粒間距離的平方成反比，即顆粒越接近，斥力越大

受水分子熱運動的撞擊，在水中做不規(guī)則運動，即“布朗運動”

水化作用帶電膠粒將極性水分子吸引到它的周圍形成一層水化膜

上述四種影響因素的共同作用決定著膠體的穩(wěn)定性，其中靜電斥力以及水化作用的產(chǎn)生都與膠體顆粒的ζ電位有關(guān)，因此要破壞膠體的穩(wěn)定性可以從改變其ζ電位入手11-11月-223水的物理化學處理方法562、膠體的穩(wěn)定18-11月-223水的物理化學處理方法573、膠體的脫穩(wěn)機理壓縮雙電層（靜電斥力﹠范德華引力）

吸附架橋作用

網(wǎng)捕作用

在實際水處理過程中，往往是上述四種機理綜合在一起發(fā)揮作用，只不過在某些條件下以某種作用為主而已。

吸附電中和11-11月-223水的物理化學處理方法573、膠體的脫穩(wěn)18-11月-223水的物理化學處理方法58以鋁鹽為例，說明混凝作用機理。當Al2(SO4)3配制為10~20%溶液使用時，pH≈4，發(fā)生下列離解反應：

當其投加到水中后，發(fā)生如下水解反應，水的pH也隨之改變：

式中n=1~6，特別當n=3時，水中產(chǎn)生中性的結(jié)晶膠體，對應pH為5~8。

混凝作用機理11-11月-223水的物理化學處理方法58以鋁鹽為例，說18-11月-223水的物理化學處理方法59

同時，還在水解過程中產(chǎn)生許多聚合離子，這是由于羥基架橋作用而產(chǎn)生。其最簡單的形式是：OHOH11-11月-223水的物理化學處理方法59同18-11月-223水的物理化學處理方法60從鋁鹽的投加開始到反應結(jié)束，整個過程中包含了：低聚合度高電荷絡離子的壓縮雙電層作用高聚合度低電荷絡離子的吸附橋聯(lián)作用

和沉淀的網(wǎng)捕作用11-11月-223水的物理化學處理方法60從鋁鹽的投加開18-11月-223水的物理化學處理方法61㈡混凝劑與助凝劑1、混凝劑混凝劑無機鹽類混凝劑高分子混凝劑鋁鹽鐵鹽無機高分子有機高分子天然人工合成11-11月-223水的物理化學處理方法61㈡混凝劑與助18-11月-223水的物理化學處理方法62無機金屬鹽類絮凝劑使用條件和硫酸鋁基本相同，但用量小，性能好，最佳pH為6.0~8.5PAS聚合硫酸鋁對水溫、pH值和堿度的適應性強，絮體生成快而密實，腐蝕性小，最佳pH為6.0~8.5PAC聚合氯化鋁水解緩慢，衛(wèi)生條件好，但在廢水處理中應用較少AS精制硫酸鋁用量小，絮體生成快，大而密實，腐蝕性較三氯化鐵小，最佳pH為5.0~8.5PFS聚合硫酸鐵易溶解，絮體大而密實沉降快，但腐蝕性大，最佳pH為6.0~8.4FC三氯化鐵主要性能分子式代號名稱11-11月-223水的物理化學處理方法62無機金屬鹽類絮18-11月-223水的物理化學處理方法63有機高分子絮凝劑

有機高分子混凝劑有天然的和人工合成的之分，它們都具有巨大的線性分子，每個大分子有許多鏈節(jié)組成，鏈節(jié)間以共價鍵結(jié)合。當前我國使用較多的是人工合成的聚丙烯酰胺（PAM）。

有機高分子混凝劑還可分為陰離子型、陽離子型和非離子型凡有機高分子混凝劑鏈節(jié)上含有可離解基團，離解后帶正電的稱為陽離子型；帶負電的稱為陰離子型；鏈節(jié)上不含可離解基團的稱為非離子型聚丙烯酰胺（PAM）即為非離子型聚合物11-11月-223水的物理化學處理方法63有機高分子絮凝18-11月-223水的物理化學處理方法642、助凝劑

當單用混凝劑不能取得良好效果時，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這些輔助藥劑稱為助凝劑?！?/p>

pH調(diào)整劑：☆

絮體結(jié)構(gòu)改良劑：水玻璃、活性硅酸和粉煤灰、粘土☆

氧化劑：11-11月-223水的物理化學處理方法642、助凝劑18-11月-223水的物理化學處理方法65㈢影響水混凝的主要因素及其控制

水溫水的PH值與堿度水中雜質(zhì)的性質(zhì)、組成和濃度水力條件11-11月-223水的物理化學處理方法65㈢影響水混凝18-11月-223水的物理化學處理方法66㈣混凝工藝過程

⒈混凝劑的制備與投加干投法濕投法

適于投加大量藥品，優(yōu)點是占地小，但存在加藥設備容易堵塞、勞動強度大等缺點。

需要有混凝劑的溶解、配制、投加等設備。11-11月-223水的物理化學處理方法66㈣混凝工藝過18-11月-223水的物理化學處理方法67⒉混合

混合（階段）的作用是使藥劑迅速均勻地擴散到全部水中，以創(chuàng)造良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)，并借助顆粒的布朗運動和紊動水流進行凝聚。常用的混合方式有水泵混合、隔板混合和機械混合

11-11月-223水的物理化學處理方法67⒉混合18-11月-223水的物理化學處理方法68⒊反應

反應階段（反應池）的作用是創(chuàng)造水力條件使細小絮體在一定時間內(nèi)繼續(xù)形成大的、具有良好沉淀性能的絮凝體，以使可在后續(xù)的沉淀池內(nèi)下沉。

攪拌強度攪拌時間

11-11月-223水的物理化學處理方法68⒊反應18-11月-223水的物理化學處理方法69㈤澄清池的作用與類型

澄清池(settlingpond)是完成混凝處理工藝的混合、反應及絮凝體分離三個過程的一種特殊型式的設備。分類泥渣循環(huán)分離型澄清池

懸浮泥渣過濾型澄清池機械加速澄清池水力循環(huán)澄清池

普通懸浮澄清池脈沖澄清池11-11月-223水的物理化學處理方法69㈤澄清池的作18-11月-223水的物理化學處理方法70五、過濾

過濾是通過具有空隙的粒狀濾料層截留水中懸浮物和膠體而使水獲得澄清的工藝過程。濾池的凈水原理如下：

1、阻力截留

2、重力沉降

3、接觸絮凝11-11月-223水的物理化學處理方法70五、過濾18-11月-223水的物理化學處理方法71自學P117-P128頁做P201頁習題2-12

、2-13、2-14

11-11月-223水的物理化學處理方法71自學P117-18-11月-223水的物理化學處理方法72六、氣浮

氣浮法是利用高度分散的微小氣泡作為載體去黏附廢水中的懸浮物，使其隨氣泡浮升到水面而加以分離去除的一種水處理方法。

分離的對象：

乳化油以及疏水性細微固體懸浮物。11-11月-223水的物理化學處理方法72六、氣浮18-11月-223水的物理化學處理方法73分類充氣氣浮dispersed-airflotation溶氣氣浮dissolved-airflotation電解氣浮electrolyticflotation充氣氣浮、溶氣氣浮設備及優(yōu)缺點見書P132—135

利用廢水電解時，水的電解及有機物的電解氧化，在陽極、陰極表面上會有氣體（如H2、O2及CO2、CL2等），呈微小氣泡析出，它們在上升過程中，可黏附水中雜質(zhì)微粒及油類浮到水面而分離的一種方法。

具有去除的污染物范圍廣、泥渣量少、工藝簡單、設備小等優(yōu)點；主要缺點是電耗大。

（見書P186）11-11月-223水的物理化學處理方法73分充氣氣浮di18-11月-223水的物理化學處理方法74幾種氣浮產(chǎn)生的氣泡粒徑與平均密度的比較類別

氣泡粒徑(μm)

氣泡平均密度(g/l)

電解氣浮

氫氣泡10~30

0.5

氧氣泡20~60

加壓氣浮

100~150

1.2

機械葉輪氣浮

800~1000

1.2

11-11月-223水的物理化學處理方法74幾種氣浮產(chǎn)生的18-11月-223水的物理化學處理方法75氣浮裝置主要設計計算氣浮所需空氣量；加壓溶氣水量；溶氣罐（pressuretank）尺寸；氣浮池（flotationtank）主要尺寸。11-11月-223水的物理化學處理方法75氣浮裝置主要設18-11月-223水的物理化學處理方法76第三節(jié)水中溶解物質(zhì)的去除

一、離子交換

離子交換的實質(zhì)是不溶性離子化合物上的可交換離子與溶液中的其它同性離子的交換反應。11-11月-223水的物理化學處理方法76第三節(jié)水中18-11月-223水的物理化學處理方法77（一）操作方式離子交換工藝固定床連續(xù)床單層床雙層床混合床移動床流動床11-11月-223水的物理化學處理方法77（一）操作方式18-11月-223水的物理化學處理方法78（二）離子交換工藝過程1、交換

2、反洗

3、再生

4、清洗

11-11月-223水的物理化學處理方法78（二）離子交換18-11月-223水的物理化學處理方法79離子交換器閥門布置圖781456231——進水閥2——出水閥3——反洗進水閥4——反洗排水閥5——清洗排水閥6——底部放水閥7——排氣閥8——進再生液閥11-11月-223水的物理化學處理方法79離子交換器閥門18-11月-223水的物理化學處理方法80物料平衡原理式中A—

離子交換器截面積，m2h—

樹脂層高度，m（1.5~2.0m）

E—

交換樹脂的工作交換容量（一般取全交換容量的60~80%），mmol/LqV—

廢水平均流量，m3/hc0—

進水濃度，mmol/Lc

—

出水濃度，mmol/LT—

交換周期，h（8~10h）（三）固定床離子交換器的設計11-11月-223水的物理化學處理方法80物料平衡原理式18-11月-223水的物理化學處理方法81（四）離子交換法在水處理中的應用

離子交換法在給水處理中主要用于水質(zhì)軟化和除鹽，在廢水處理中最主要的應用是處理含重金屬離子的廢水。除磷脫氮氯型強堿性離子交換樹脂吸附磷酸的反應樹脂的選擇性次序為：11-11月-223水的物理化學處理方法81（四）離子交換18-11月-223水的物理化學處理方法82二、吸附法

吸附法是利用多孔性固體吸附劑，使水中一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面上，從而予以回收或去除的方法。

11-11月-223水的物理化學處理方法82二、吸附法18-11月-223水的物理化學處理方法83㈠吸附基本類型物理吸附化學吸附11-11月-223水的物理化學處理方法83㈠吸附基本類18-11月-223水的物理化學處理方法84㈡吸附劑

廢水處理中使用的吸附劑很多，常用的有活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、活性白土、腐殖質(zhì)酸、焦炭等活性炭外形：粉末狀、球狀、圓柱形或碳纖維等特性：具有非極性表面，為疏水和親有機物的吸附劑；比表面積800~1500m2/g

優(yōu)點：性能穩(wěn)定、抗腐蝕、吸附容量大和解吸容易11-11月-223水的物理化學處理方法84㈡吸附劑18-11月-223水的物理化學處理方法85㈢吸附操作方式

1、吸附操作種類和方式固定床移動床流動床

11-11月-223水的物理化學處理方法85㈢吸附操作方18-11月-223水的物理化學處理方法86固定床多床操作示意圖串聯(lián)降流式

11-11月-223水的物理化學處理方法86固定床多床操作18-11月-223水的物理化學處理方法87固定床多床操作示意圖并聯(lián)降流式

11-11月-223水的物理化學處理方法87固定床多床操作18-11月-223水的物理化學處理方法88固定床多床操作示意圖串聯(lián)升流式

11-11月-223水的物理化學處理方法88固定床多床操作18-11月-223水的物理化學處理方法892、固定床連續(xù)吸附工藝過程11-11月-223水的物理化學處理方法892、固定床連續(xù)18-11月-223水的物理化學處理方法902、固定床連續(xù)吸附工藝過程11-11月-223水的物理化學處理方法902、固定床連續(xù)18-11月-223水的物理化學處理方法91（四）活性炭的再生

在吸附劑本身結(jié)構(gòu)不發(fā)生或很少發(fā)生變化的情況下，用某種方法把吸附質(zhì)從吸附劑微孔中除去，恢復它的吸附能力，使之能重復使用。再生的目的11-11月-223水的物理化學處理方法91（四）活性炭的18-11月-223水的物理化學處理方法92再生的方法

加熱再生法脫水→干燥→碳化→活化→冷卻

化學再生法

生物再生法11-11月-223水的物理化學處理方法92再生的方法第四節(jié)水中有害微生物的去除

第四節(jié)水中有害微生物的去除18-11月-223水的物理化學處理方法94一、消毒的目的與方法

消毒的目的：殺滅廢水中的病原微生物，防止疾病擴散，保護公用水體。消毒的方法：化學法消毒物理法消毒注意：消毒與滅菌有何不同？11-11月-223水的物理化學處理方法94一、消毒的目的18-11月-223水的物理化學處理方法95二、化學法消毒1、氯化法消毒2、臭氧消毒3、二氧化氯消毒11-11月-223水的物理化學處理方法95二、化學法消毒18-11月-223水的物理化學處理方法96三、物理法消毒

物理消毒法是應用熱、光波、電子流等來實現(xiàn)消毒作用的方法。采用或研究的物理消毒方法有加熱消毒、紫外線消毒、輻射消毒以及高壓靜電消毒、微電解消毒等方法。

11-11月-223水的物理化學處理方法96三、物理法消毒18-11月-223水的物理化學處理方法971、紫外線消毒

缺點：要求預處理程度高，處理水的水層薄，耗電量大，成本高，沒有持續(xù)的消毒作用。

優(yōu)點：殺菌速度快，管理操作方便，不會生成有機氯化合物與氯酚味。

11-11月-223水的物理化學處理方法971、紫外線消毒18-11月-223水的物理化學處理方法982、加熱消毒法僅適用于特殊場合很少量用水的消毒處理。

11-11月-223水的物理化學處理方法982、加熱消毒法18-11月-223水的物理化學處理方法993、輻射消毒

輻射消毒是利用高能射線（電子射線、γ射線、X射線、β射線等）來實現(xiàn)對微生物的滅菌消毒。

11-11月-223水的物理化學處理方法993、輻射消毒18-11月-223水的物理化學處理方法100本章思考題⒈思考不同的物理化學處理方法的適用范圍？11-11月-223水的物理化學處理方法100本章思考題⒈18-11月-223水的物理化學處理方法101謝謝！11-11月-223水的物理化學處理方法101謝謝18-11月-223水的物理化學處理方法102投加設備（一）水泵混合利用提升水泵進行混合是一種常用的方法。藥劑在水泵的吸水管上或吸水喇叭口處投入，利用水泵葉輪的高速轉(zhuǎn)動達到快速而劇烈的混合目的。

特點：混合效果好，不需另建混合設備；但當輸送管線較長時，會過早形成絮凝體并被打碎，不利與以后的處理。11-11月-223水的物理化學處理方法102投加設備（一18-11月-223水的物理化學處理方法103（二）隔板混合在池內(nèi)設有數(shù)塊隔板，水流通過隔板孔道時產(chǎn)生急劇的收縮和擴散，形成渦流，使藥劑與原水充分混合。

特點：處理水量穩(wěn)定時，混合效果較好；流量變化較大時，混合效果不穩(wěn)定投加設備11-11月-223水的物理化學處理方法103（二）隔板18-11月-223水的物理化學處理方法104（三）機械混合用電動機帶動槳板或螺旋槳進行強烈攪拌實現(xiàn)有效的混合

特點：機械攪拌強度可調(diào)節(jié)，比較機動；但因為使用了機械設備，增加了維修保養(yǎng)工作和動力消耗投加設備11-11月-223水的物理化學處理方法104（三）機械混18-11月-223水的物理化學處理方法105固定床離子交換器的工作過程11-11月-223水的物理化學處理方法105固定床離子交第3章水的物理化學處理法

第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除

第二節(jié)水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除

第三節(jié)水中溶解物質(zhì)的去除第四節(jié)水中有害微生物的去除

第3章水的物理化學處理法第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除18-11月-223水的物理化學處理方法108粗大顆粒物質(zhì)

大小約在0.1或1毫米以上

去除方法篩濾、截留、重力沉降和離心分離等

處理設備格柵、篩網(wǎng)、微濾機、沉砂池、離心機和旋流分離器等

11-11月-223水的物理化學處理方法3粗大顆粒物質(zhì)大18-11月-223水的物理化學處理方法109一、格柵與篩網(wǎng)

1、格柵

格柵多用于廢水前處理作業(yè)，以截留廢水中較大的懸浮物與漂流物，防止水泵、排水管以及處理設備堵塞。

11-11月-223水的物理化學處理方法4一、格柵與篩網(wǎng)18-11月-223水的物理化學處理方法110

格柵是由金屬棒或柵條按一定間距平行排列而成。

柵條形狀有圓形、矩形、方形等

11-11月-223水的物理化學處理方法518-11月-223水的物理化學處理方法111清除格柵上污物的方法人工清除機械清除

11-11月-223水的物理化學處理方法6清除格柵上污物的18-11月-223水的物理化學處理方法112自動機械格柵鋼繩牽引式格柵除污機回轉(zhuǎn)式格柵除污機移動伸縮臂式格柵除污機11-11月-223水的物理化學處理方法7自動機18-11月-223水的物理化學處理方法1132、篩網(wǎng)

用于截留與去除細小的懸浮固體雜質(zhì)。

對于水中不同尺寸的懸浮物，可以選擇不同材質(zhì)的金屬絲網(wǎng)和不同尺寸的篩網(wǎng)孔眼來去除。篩網(wǎng)過濾可用于水預處理，也可用于廢水的深度處理。

11-11月-223水的物理化學處理方法82、篩網(wǎng)用于截18-11月-223水的物理化學處理方法114設備特點：

篩網(wǎng)的設備具有簡便、占地較小、不必投加化學藥劑、運行費用低以及維修方便等特點。

11-11月-223水的物理化學處理方法9設備特點：18-11月-223水的物理化學處理方法115注意事項：⑴當廢水呈酸性或堿性時，篩網(wǎng)的設備應選用耐腐蝕材料制作。⑵篩網(wǎng)尺寸應按需截留的微粒大小選定，最好通過實驗確定。

⑶廢水中如含油類物質(zhì)，應先除去油污，以防堵塞網(wǎng)孔。11-11月-223水的物理化學處理方法10注意事項：⑴18-11月-223水的物理化學處理方法116二、沉砂池11-11月-223水的物理化學處理方法11二、沉砂池18-11月-223水的物理化學處理方法117三、離心分離

用離心力分離水中懸浮顆粒的方法稱為離心分離法。

11-11月-223水的物理化學處理方法12三、離心分離18-11月-223水的物理化學處理方法118分類及應用

按離心力產(chǎn)生的方式

水力旋流器

器旋分離器

壓力式重力式

低速離心機中速離心機高速離心機11-11月-223水的物理化學處理方法13分類及應用按第二節(jié)

水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除

第二節(jié)

水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除18-11月-223水的物理化學處理方法120一、沉淀的基本原理與類型

（一）沉淀的作用

⒈作為化學處理與生物處理的預處理；⒉用于化學處理或生物處理后，分離化學沉淀物、分離活性污泥或生物膜；⒊污泥的濃縮脫水；⒋灌溉農(nóng)田前作灌前處理。

11-11月-223水的物理化學處理方法15一、沉淀的基本18-11月-223水的物理化學處理方法121（二）沉淀的類型

自由沉淀

絮凝沉淀

擁擠沉淀

壓縮沉淀

11-11月-223水的物理化學處理方法16（二）沉淀的類18-11月-223水的物理化學處理方法122（三）單體球形顆粒的自由沉淀

U-------顆粒沉降速度；ρs，ρ-------顆粒、水的密度；g-------重力加速度；d-------與顆粒等體積的圓球直徑；μ------水的動力粘滯系數(shù)，與水溫有關(guān)。

g(ρs-ρ)d2U=18μ

11-11月-223水的物理化學處理方法17（三）單體球形18-11月-223水的物理化學處理方法123（四）沉降試驗和沉降曲線

通常要通過沉淀試驗來判定其沉淀性能，并根據(jù)所要求的沉淀效率來取得和這兩個基本的設計參數(shù)。

沉淀時間沉降速度11-11月-223水的物理化學處理方法18（四）沉降試驗18-11月-223水的物理化學處理方法124沉降試驗u0uhHHt0

＝u0ht0

＝uH0=1.5~2.0mφ100mm沉淀實驗裝置11-11月-223水的物理化學處理方法19沉降試驗u0u18-11月-223水的物理化學處理方法125沉降曲線

按照試驗結(jié)果所繪制的各參數(shù)之間的相互關(guān)系的曲線，統(tǒng)稱為沉降曲線(settlementcurve)。

對于不同類型的沉淀，它們的沉淀曲線的繪制方法是不同的。

11-11月-223水的物理化學處理方法20沉降曲線18-11月-223水的物理化學處理方法126例：自由沉淀型的沉淀曲線

Tmin20406080100E%0306090120150沉淀時間與沉淀效率關(guān)系曲線11-11月-223水的物理化學處理方法21例：自由沉淀型18-11月-223水的物理化學處理方法127例：自由沉淀型的沉淀曲線

Umm/s20406080100E%00.050.100.150.200.25顆粒沉速與沉淀效率關(guān)系曲線11-11月-223水的物理化學處理方法22例：自由沉淀型18-11月-223水的物理化學處理方法128Tmin20406080100E%0306090120150E-T曲線Umm/s20406080100E%00.050.100.150.200.25E-U曲線對于自由沉淀過程，E-U曲線與實驗水深無關(guān)。11-11月-223水的物理化學處理方法23Tmin2018-11月-223水的物理化學處理方法129（五）理想沉淀池的工作原理

vu1vvu1u2AA’BCDE’EHLQQ沉淀區(qū)11-11月-223水的物理化學處理方法24（五）理想沉淀18-11月-223水的物理化學處理方法130理想的沉淀池(settler)的條件①池內(nèi)水流按水平方向流動，各過水斷面的水平速度相同；②懸浮固體顆粒在沉淀過程中都以等速下沉；③懸浮固體顆粒在沉淀過程中的水平分速度等于水平速度；④顆粒沉到池底即認為被去除，即不再上浮。11-11月-223水的物理化學處理方法25理想的沉淀池(18-11月-223水的物理化學處理方法131理想沉淀池各項關(guān)系式：L=VH/UO

T=L/V=H/UOW=QT=HBLqO=Q/A=UO沉淀池進水流量與沉淀池平面面積的比值為沉淀池表面負荷率，又稱過流率

11-11月-223水的物理化學處理方法26理想沉淀池各項18-11月-223水的物理化學處理方法132二、沉砂池的類型與特征

沉砂池的功能是從廢水中分離比重較大的無機顆粒

沉砂池型式：平流式、豎流式、離心式、和曝氣式。11-11月-223水的物理化學處理方法27二、沉砂池的類18-11月-223水的物理化學處理方法133進水管出水管出水渠環(huán)流式（離心式）沉砂池集砂渠集油區(qū)沉砂區(qū)行車進水管出水管曝氣沉砂池11-11月-223水的物理化學處理方法28進水管出水管出18-11月-223水的物理化學處理方法134㈠平流式沉砂池11-11月-223水的物理化學處理方法29㈠平流式沉砂18-11月-223水的物理化學處理方法135㈡曝氣沉砂池

(Aerationgritsettlingtank)11-11月-223水的物理化學處理方法30㈡曝氣沉砂池18-11月-223水的物理化學處理方法136鏈斗式除砂機11-11月-223水的物理化學處理方法31鏈斗式除砂機18-11月-223水的物理化學處理方法137三、沉淀池的類型與特征

11-11月-223水的物理化學處理方法32三、沉淀池的類18-11月-223水的物理化學處理方法138各種沉淀池的比較池型優(yōu)點缺點適用條件平流式對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強；施工簡單，造價低采用多斗排泥時，操作工作量大，采用機械排泥時，機械設備和驅(qū)動件均浸于水中，易銹蝕。適用于地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)；適用于大、中、小型污水處理廠豎流式排泥方便、占地面積小池子深度大，施工困難；對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較差；造價高，池徑不宜太大適用于水量不大的小型污水處理廠。輻流式采用機械排泥，運行較好，管理簡單，排泥設備已有定型產(chǎn)品池內(nèi)水流不易穩(wěn)定；機械排泥設備復雜，對施工質(zhì)量要求較高。適用于地下水位較高的地區(qū)；適用于大型污水處理廠。11-11月-223水的物理化學處理方法33各種沉淀池的比18-11月-223水的物理化學處理方法139平流式沉淀池示意圖㈠平流式沉淀池

11-11月-223水的物理化學處理方法34平流式沉淀池示18-11月-223水的物理化學處理方法140㈠平流式沉淀池

⒈構(gòu)造

Q沉淀區(qū)污泥區(qū)進水區(qū)出水區(qū)出水堰穿孔擋板導流板11-11月-223水的物理化學處理方法35㈠平流式沉淀池18-11月-223水的物理化學處理方法141⒉工作原理理想沉淀池工作原理11-11月-223水的物理化學處理方法36⒉工作原理理18-11月-223水的物理化學處理方法142⒊設計計算設計依據(jù)：UO、TO

UO計算條件：顆粒下沉時間t=水在池內(nèi)停留時間t*LHv11-11月-223水的物理化學處理方法37⒊設計計算設計18-11月-223水的物理化學處理方法143經(jīng)驗數(shù)據(jù)

表面負荷q=2-3m3/(m2h)停留時間t=1.5-2.0h最大水流速V=5-7mm/s11-11月-223水的物理化學處理方法38經(jīng)驗數(shù)據(jù)表面18-11月-223水的物理化學處理方法144①沉淀區(qū)尺寸

長度L2=vt深度h2=uOt總寬度B=A斷/h2池數(shù)（n≮2）n=B/b校核：一般L2/b在2：1~5：1之間11-11月-223水的物理化學處理方法39①沉淀區(qū)尺寸18-11月-223水的物理化學處理方法145②污泥區(qū)容積

Q---廢水設計流量，m3/hCO和C---分別為進水和出水的SS濃度，mg/Lγ---污泥容重，kg/m3，當污泥主要為有機物且含水率在95%以上時，可取1000kg/m3。

T---排泥周期，一般取1-2天。Vm=Q（CO-C）100×24γ（100－P）×T11-11月-223水的物理化學處理方法40②污泥區(qū)容積18-11月-223水的物理化學處理方法146③進水區(qū)和出水區(qū)的設計

進水區(qū)的長L1=0.5m出水區(qū)的長L3=0.3m11-11月-223水的物理化學處理方法41③進水區(qū)和出水18-11月-223水的物理化學處理方法147④池總高和總長尺寸

池總高H=h1+h2+h3+h4

h1：超高，一般h1=0.3mh2：有效水深

h3：緩沖層高度，當設有刮泥機時，h3=hm+0.3，hm為刮泥板高度，不設刮泥機時，h3取0.5mh4：污泥斗高度池總長L=L1+L2+L3

11-11月-223水的物理化學處理方法42④池總高和總長18-11月-223水的物理化學處理方法148中心進水周邊出水輻流式沉淀池示意圖（二）輻流式沉淀池11-11月-223水的物理化學處理方法43中心進水周邊出18-11月-223水的物理化學處理方法149（三）豎流沉淀池豎流式沉淀池示意圖進水排泥出水11-11月-223水的物理化學處理方法44（三）豎流沉淀18-11月-223水的物理化學處理方法150豎流及輻流式沉淀池設計自學11-11月-223水的物理化學處理方法45豎流及輻流式沉18-11月-223水的物理化學處理方法151例3-1:

已知某工業(yè)廢水的最大流量為8640m3/d

，原水中平均懸浮固體濃度為450mg/L

，經(jīng)沉降試驗，得如圖所示的沉降曲線?，F(xiàn)擬用平流式沉淀池進行處理，此水中懸浮固體濃度要求不超過135mg/L

，污泥含水率為97%，試確定沉淀池的尺寸。Tmin20406080100E%01020305040607080Um/h20406080100E%024610812141611-11月-223水的物理化學處理方法46例3-1:已18-11月-223水的物理化學處理方法152例3-2:生活污水流量為500m3/h，懸浮物濃度250mg/L，由靜置沉淀實驗可知去除率為65%時，相應的過流率qO=1.8m/h，若要求去除率為65%，求平流式沉淀池的主要尺寸。

11-11月-223水的物理化學處理方法47例3-2:生18-11月-223水的物理化學處理方法153（四）斜流式沉淀池

1、淺池沉降原理

hlAvuh/2lAvu2hAlvuvu111-11月-223水的物理化學處理方法48（四）斜流式沉18-11月-223水的物理化學處理方法154

若處理水量不變，則可大大提高沉降效率；若保持原有去除率不變，相同容積的淺池的處理量大大增高。HALvuHALvu`vu11-11月-223水的物理化學處理方法4918-11月-223水的物理化學處理方法1552、構(gòu)造

斜板斜管沉淀池分為逆向流、同向流和橫向流三種類型

見書P65斜板沉淀池示意圖11-11月-223水的物理化學處理方法502、構(gòu)造18-11月-223水的物理化學處理方法1563、設計計算

逆向流斜板沉淀池：已知傾角θ，板寬B，板長l，水中顆粒沿水流方向的上升流速為v，受重力作用往下沉降的速度為u，顆粒沿兩者矢量之和的方向移動，碰到斜板就認為已被除去。abvul1l2L/nθabvul1l2L/nθ11-11月-223水的物理化學處理方法513、設計計算18-11月-223水的物理化學處理方法157斜板沉淀池處理水量Q=u（nlBcosθ+LB）

注意：斜板總面積的水平投影A斜≠A平沉淀池的水平面積。自學書P98例題2-5，了解設計計算過程。

11-11月-223水的物理化學處理方法52斜板沉淀池處理18-11月-223水的物理化學處理方法158四、混凝（coagulation-flocculation）

處理對象：膠體狀態(tài)及難沉的懸浮物●第一個作用：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（coagulation）●第二個作用：使這些具有粘附性的離散微粒能夠粘結(jié)成絮體——絮凝（flocculation）混凝過程具有兩個作用：11-11月-223水的物理化學處理方法53四、混凝（co18-11月-223水的物理化學處理方法159㈠混凝的基本原理1、膠體的雙電層結(jié)構(gòu)幾個概念雙電層：膠體微粒外面所吸附的陰、陽離子層電位形成離子：膠核表面吸附的某種離子吸附層（離子層）：膠體表面吸附的可隨其移動的離子層擴散層：距離電位離子距離較遠，不隨膠核運動的離子層滑動面：固定的離子層與擴散層之間的交界面11-11月-223水的物理化學處理方法54㈠混凝的基本18-11月-223水的物理化學處理方法160電位形成離子反離子滑動面膠團邊界ξ電位Ψ電位膠核擴散層膠粒吸附層陽離子濃度陰離子濃度膠體結(jié)構(gòu)及其電位11-11月-223水的物理化學處理方法55電位形成離子反18-11月-223水的物理化學處理方法1612、膠體的穩(wěn)定

范德華引力：膠體間的相互吸引力（次要因素）范德華引力與顆粒間距離的六次方成反比，即顆粒越接近，斥力越大

靜電斥力：膠體的帶電性使帶相同電荷的膠體間產(chǎn)生靜電斥力（主要因素）靜電斥力與顆粒間距離的平方成反比，即顆粒越接近，斥力越大

受水分子熱運動的撞擊，在水中做不規(guī)則運動，即“布朗運動”

水化作用帶電膠粒將極性水分子吸引到它的周圍形成一層水化膜

上述四種影響因素的共同作用決定著膠體的穩(wěn)定性，其中靜電斥力以及水化作用的產(chǎn)生都與膠體顆粒的ζ電位有關(guān)，因此要破壞膠體的穩(wěn)定性可以從改變其ζ電位入手11-11月-223水的物理化學處理方法562、膠體的穩(wěn)定18-11月-223水的物理化學處理方法1623、膠體的脫穩(wěn)機理壓縮雙電層（靜電斥力﹠范德華引力）

吸附架橋作用

網(wǎng)捕作用

在實際水處理過程中，往往是上述四種機理綜合在一起發(fā)揮作用，只不過在某些條件下以某種作用為主而已。

吸附電中和11-11月-223水的物理化學處理方法573、膠體的脫穩(wěn)18-11月-223水的物理化學處理方法163以鋁鹽為例，說明混凝作用機理。當Al2(SO4)3配制為10~20%溶液使用時，pH≈4，發(fā)生下列離解反應：

當其投加到水中后，發(fā)生如下水解反應，水的pH也隨之改變：

式中n=1~6，特別當n=3時，水中產(chǎn)生中性的結(jié)晶膠體，對應pH為5~8。

混凝作用機理11-11月-223水的物理化學處理方法58以鋁鹽為例，說18-11月-223水的物理化學處理方法164

同時，還在水解過程中產(chǎn)生許多聚合離子，這是由于羥基架橋作用而產(chǎn)生。其最簡單的形式是：OHOH11-11月-223水的物理化學處理方法59同18-11月-223水的物理化學處理方法165從鋁鹽的投加開始到反應結(jié)束，整個過程中包含了：低聚合度高電荷絡離子的壓縮雙電層作用高聚合度低電荷絡離子的吸附橋聯(lián)作用

和沉淀的網(wǎng)捕作用11-11月-223水的物理化學處理方法60從鋁鹽的投加開18-11月-223水的物理化學處理方法166㈡混凝劑與助凝劑1、混凝劑混凝劑無機鹽類混凝劑高分子混凝劑鋁鹽鐵鹽無機高分子有機高分子天然人工合成11-11月-223水的物理化學處理方法61㈡混凝劑與助18-11月-223水的物理化學處理方法167無機金屬鹽類絮凝劑使用條件和硫酸鋁基本相同，但用量小，性能好，最佳pH為6.0~8.5PAS聚合硫酸鋁對水溫、pH值和堿度的適應性強，絮體生成快而密實，腐蝕性小，最佳pH為6.0~8.5PAC聚合氯化鋁水解緩慢，衛(wèi)生條件好，但在廢水處理中應用較少AS精制硫酸鋁用量小，絮體生成快，大而密實，腐蝕性較三氯化鐵小，最佳pH為5.0~8.5PFS聚合硫酸鐵易溶解，絮體大而密實沉降快，但腐蝕性大，最佳pH為6.0~8.4FC三氯化鐵主要性能分子式代號名稱11-11月-223水的物理化學處理方法62無機金屬鹽類絮18-11月-223水的物理化學處理方法168有機高分子絮凝劑

有機高分子混凝劑有天然的和人工合成的之分，它們都具有巨大的線性分子，每個大分子有許多鏈節(jié)組成，鏈節(jié)間以共價鍵結(jié)合。當前我國使用較多的是人工合成的聚丙烯酰胺（PAM）。

有機高分子混凝劑還可分為陰離子型、陽離子型和非離子型凡有機高分子混凝劑鏈節(jié)上含有可離解基團，離解后帶正電的稱為陽離子型；帶負電的稱為陰離子型；鏈節(jié)上不含可離解基團的稱為非離子型聚丙烯酰胺（PAM）即為非離子型聚合物11-11月-223水的物理化學處理方法63有機高分子絮凝18-11月-223水的物理化學處理方法1692、助凝劑

當單用混凝劑不能取得良好效果時，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這些輔助藥劑稱為助凝劑?！?/p>

pH調(diào)整劑：☆

絮體結(jié)構(gòu)改良劑：水玻璃、活性硅酸和粉煤灰、粘土☆

氧化劑：11-11月-223水的物理化學處理方法642、助凝劑18-11月-223水的物理化學處理方法170㈢影響水混凝的主要因素及其控制

水溫水的PH值與堿度水中雜質(zhì)的性質(zhì)、組成和濃度水力條件11-11月-223水的物理化學處理方法65㈢影響水混凝18-11月-223水的物理化學處理方法171㈣混凝工藝過程

⒈混凝劑的制備與投加干投法濕投法

適于投加大量藥品，優(yōu)點是占地小，但存在加藥設備容易堵塞、勞動強度大等缺點。

需要有混凝劑的溶解、配制、投加等設備。11-11月-223水的物理化學處理方法66㈣混凝工藝過18-11月-223水的物理化學處理方法172⒉混合

混合（階段）的作用是使藥劑迅速均勻地擴散到全部水中，以創(chuàng)造良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)，并借助顆粒的布朗運動和紊動水流進行凝聚。常用的混合方式有水泵混合、隔板混合和機械混合

11-11月-223水的物理化學處理方法67⒉混合18-11月-223水的物理化學處理方法173⒊反應

反應階段（反應池）的作用是創(chuàng)造水力條件使細小絮體在一定時間內(nèi)繼續(xù)形成大的、具有良好沉淀性能的絮凝體，以使可在后續(xù)的沉淀池內(nèi)下沉。

攪拌強度攪拌時間

11-11月-223水的物理化學處理方法68⒊反應18-11月-223水的物理化學處理方法174㈤澄清池的作用與類型

澄清池(settlingpond)是完成混凝處理工藝的混合、反應及絮凝體分離三個過程的一種特殊型式的設備。分類泥渣循環(huán)分離型澄清池

懸浮泥渣過濾型澄清池機械加速澄清池水力循環(huán)澄清池

普通懸浮澄清池脈沖澄清池11-11月-223水的物理化學處理方法69㈤澄清池的作18-11月-223水的物理化學處理方法175五、過濾

過濾是通過具有空隙的粒狀濾料層截留水中懸浮物和膠體而使水獲得澄清的工藝過程。濾池的凈水原理如下：

1、阻力截留

2、重力沉降

3、接觸絮凝11-11月-223水的物理化學處理方法70五、過濾18-11月-223水的物理化學處理方法176自學P117-P128頁做P201頁習題2-12

、2-13、2-14

11-11月-223水的物理化學處理方法71自學P117-18-11月-223水的物理化學處理方法177六、氣浮

氣浮法是利用高度分散的微小氣泡作為載體去黏附廢水中的懸浮物，使其隨氣泡浮升到水面而加以分離去除的一種水處理方法。

分離的對象：

乳化油以及疏水性細微固體懸浮物。11-11月-223水的物理化學處理方法72六、氣浮18-11月-223水的物理化學處理方法178分類充氣氣浮dispersed-airflotation溶氣氣浮dissolved-airflotation電解氣浮electrolyticflotation充氣氣浮、溶氣氣浮設備及優(yōu)缺點見書P132—135

利用廢水電解時，水的電解及有機物的電解氧化，在陽極、陰極表面上會有氣體（如H2、O2及CO2、CL2等），呈微小氣泡析出，它們在上升過程中，可黏附水中雜質(zhì)微粒及油類浮到水面而分離的一種方法。

具有去除的污染物范圍廣、泥渣量少、工藝簡單、設備小等優(yōu)點；主要缺點是電耗大。

（見書P186）11-11月-223水的物理化學處理方法73分充氣氣浮di18-11月-223水的物理化學處理方法179幾種氣浮產(chǎn)生的氣泡粒徑與平均密度的比較類別

氣泡粒徑(μm)

氣泡平均密度(g/l)

電解氣浮

氫氣泡10~30

0.5

氧氣泡20~60

加壓氣浮

100~150

1.2

機械葉輪氣浮

800~1000

1.2

11-11月-223水的物理化學處理方法74幾種氣浮產(chǎn)生的18-11月-223水的物理化學處理方法180氣浮裝置主要設計計算氣浮所需空氣量；加壓溶氣水量；溶氣罐（pressuretank）尺寸；氣浮池（flotationtank）主要尺寸。11-11月