工業(yè)廢水的物理化學(xué)處理

第四章工業(yè)廢水的物理化學(xué)處理12023/9/42混凝氣浮吸附4.34.24.1本章內(nèi)容一、概述

1、定義：水中膠體粒子以及微小懸浮物的聚集過程稱為混凝，是凝聚和絮凝的總稱。工程中是通過向廢水中投加混凝劑，破壞膠體的穩(wěn)定性，使細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒聚集成較粗大的顆粒而沉降與水分離，使廢水得到凈化。凝聚：膠體失去穩(wěn)定性的過程稱為凝聚。絮凝：脫穩(wěn)膠體相互聚集稱為絮凝?！?.1混凝2023/9/432、主要去除對象：主要是水和廢水中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。通常是負(fù)電荷膠體，如：粘土（50nm-4

m）細(xì)菌（0.2

m-80

m）病毒（10nm-300nm）蛋白質(zhì)（1nm-50nm）

3、作用：（1）可以用來降低廢水的濁度和色度，去除多種高分子有機(jī)物、某些重金屬和放射性物質(zhì)。（2）混凝法還能改善污泥的脫水性能。2023/9/45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?。從機(jī)理上解釋主要有四種，壓縮雙電層、電性中和、吸附架橋、網(wǎng)捕或卷掃。在實(shí)際的水處理中，這四種機(jī)理往往同時(shí)或交叉發(fā)揮作用，只是依條件的不同而以其中的某一種起主導(dǎo)作用。4.混凝原理二、混凝劑與助凝劑混凝劑混凝劑分類無機(jī)混凝劑有機(jī)混凝劑混凝劑發(fā)展方向鋁鹽鐵鹽無機(jī)高分子天然高分子PACPFS人工合成高分子助凝劑定義作用分類1.無機(jī)混凝劑傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑和無機(jī)高分子混凝劑。（1）鋁鹽硫酸鋁（Al(SO)?18HO）由于鋁的比重小，在水溫低的情況下，絮粒較輕而疏松，處理效果較差。pH有效范圍較窄，在5.5-8之間。投加量大。明礬（KSO?Al(SO)?24HO）不同pH條件下，鋁鹽可能產(chǎn)生的混凝機(jī)理不同。何種作用機(jī)理為主，決定于鋁鹽的投加量、pH、溫度等。實(shí)際上，幾種可能同時(shí)存在。

pH<3簡單的水合鋁離子起壓縮雙電層作用；

pH=4~5多核羥基絡(luò)合物起吸附電性中和；

pH=6.5-7.5氫氧化鋁起吸附架橋；

2023/9/49（2）鐵鹽三氯化鐵（FeCl?6HO）硫酸亞鐵（FeSO?7HO）優(yōu)缺點(diǎn)：1.生成的絮粒在水中的沉淀速度較快；2.處理濁度高、水溫較低的廢水，效果比較顯著；3.FeCl容易吸水潮解，故不易保管；腐蝕性強(qiáng)，對混凝土也產(chǎn)生腐蝕作用；生成Fe(OH)它的溶解度很大，殘留水中的Fe2+會(huì)使處理后的水帶色聚合氯化鋁(堿式氯化鋁，簡稱PAC)化學(xué)通式為[Al(OH)Cl],式中n≤5，m≤10。制備：以鋁灰或含鋁礦物作原料，采用酸溶法或堿溶法加工制成的。[參考書：《堿式氯化鋁》李潤生]A對水質(zhì)適應(yīng)性較強(qiáng)，適用pH范圍廣，5-9之間；B絮凝體形成快，比重大，沉降性好；C投藥量低。D堿化度較高，對設(shè)備的腐蝕性小，處理后的水pH和堿度下降較小。（3）無機(jī)高分子混凝劑聚合硫酸鐵(堿式硫酸鐵)(簡寫PFS)化學(xué)通式為[Fe(OH)(SO)]式中n<2,m>10。A適用范圍廣：pH4-11；低水溫，混凝效果穩(wěn)定；B用量小，絮凝體沉降性能好；D處理后水中鐵殘留量低，腐蝕性較小。CCOD去除率和脫色效果好；2.有機(jī)混凝劑

高分子混凝劑分類1)天然高分子混凝劑特點(diǎn)：電荷密度小，分子量較低，且易發(fā)生降解而失去活性。主要有動(dòng)物膠、淀粉、甲殼素等。2)人工合成高分子混凝劑水處理中常用陰離子型、陽離子型、非離子型3種高分子混凝劑。

高分子混凝劑的作用:靠氫鍵、靜電、范德華力的作用對膠粒強(qiáng)烈的吸附作用。高聚合度的線型高分子在溶液中保持適當(dāng)?shù)纳煺剐螤睿瑥亩l(fā)揮吸附架橋作用，把許多細(xì)小顆粒吸附后，纏結(jié)在一起。最常見的有機(jī)高分子混凝劑：聚丙烯酰胺，簡稱PAM，又稱三號(hào)混凝劑特點(diǎn)：PAM是線狀水溶性高分子，其分子量在300-1800萬。陰離子聚丙烯酰胺(CPAM)非離子型聚丙烯酰胺（NPAM）兩性離子型聚丙烯酰胺（NPAM）陽離子聚丙烯酰胺（APAM）3.發(fā)展方向：

（1）復(fù)合型無機(jī)或有機(jī)高分子絮凝劑：如鐵鋁復(fù)合、聚合鋁硅/鐵硅、無機(jī)－有機(jī)復(fù)合

（2）天然改性高分子絮凝劑：無毒易降解，如甲殼素等（3）多功能絮凝劑：絮凝、緩蝕阻垢、殺菌滅藻微生物絮凝劑2023/9/4134.助凝劑(一)定義當(dāng)單用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，這種輔助藥劑稱為助凝劑。(二)作用調(diào)節(jié)或改善混凝的條件）改善絮粒結(jié)構(gòu)，增大顆粒粒度及比重。調(diào)整廢水的pH和堿度，使其達(dá)到最佳的混凝條件。(三)助凝劑分類A、pH調(diào)整劑：調(diào)節(jié)廢水的pH符合混凝處理工藝要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。B、絮凝結(jié)構(gòu)改良劑：投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以增大絮體的粒徑、密度。常用骨膠、活化硅酸、海藻酸鈉、粘土、水玻璃、PAM等。C、氧化劑：有機(jī)物含量高，易起泡沫，絮凝體不易沉降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有機(jī)物，使膠體脫穩(wěn)，還可將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+,以提廢水混凝劑投加混合L反應(yīng)L沉降L(澄清）出水污泥混凝的工藝過程混合目的是使混凝劑盡快與水混合，需要短時(shí)間高強(qiáng)度攪拌反應(yīng)階段的目的是使藥劑與水中的細(xì)小顆?；蚰z體物質(zhì)作用生成盡可能大的絮體，為沉降分離創(chuàng)造條件，需要低強(qiáng)度長時(shí)間攪拌。許多因素影響反應(yīng)過程L澄清的目的是使所生成的絮體與水分離，完成凈化過程2023/9/415三

、混凝工藝混凝工藝流程由藥劑投加、混合、反應(yīng)及沉淀分離等單元組成。四、混凝工藝的影響因素

1.廢水水質(zhì)的影響（1）水中懸浮物濃度的影響雜質(zhì)濃度低，顆粒間碰撞機(jī)率下降，混凝