第16章 污水的化学和物理化学处理.ppt

第十六章 污水的化学和物理化学处理;§16-1 中和 ;一、基本原理 ;(1) 污水排入受纳水体前，其pH值指标超过排放标准，这时应采用中和处理，以减少对水生生物的影响。;二、酸性污水的中和处理 ;2、过滤中和法 ; 具有中和能力的滤料有石灰石、白云石、大理石等，一般最常用的是石灰石。;(4) 过滤中和滤池类型 ;① 普通过滤中和滤池 ;② 恒流速升流式膨胀滤池 ;③ 变流速升流式膨胀滤池 ;④ 滚筒式中和滤池 ; 过滤中和的出水由于含有大量由中和反应产生的CO2，故其出水pH值一般为5左右，因此需设CO2吹脱塔，其形式一般有填料塔、筛板塔等，但最简单的为板条式脱气塔。经中和脱气后的污水进入沉淀池以分离其沉渣。 ; 操作简单、沉渣少，仅为污水量的0.1％，出水pH值较稳定，不影响环境卫生。;三、碱性污水的中和处理 ;2、药剂中和法 ;§16-2 混凝 ;内容;一、概述 ; 由于布朗运动、水合作用，尤其是微粒间的静电斥力等原因，胶体和细微悬浮物能在水中长期保持悬浮状态，静置而不沉。因此，胶体和细微悬浮物不能直接用重力沉降法分离，而必须首先投加混凝剂来破坏它们的稳定性，使其相互聚集为数百微米以至数毫米的絮凝体，才能用沉降、过滤和气浮等常规固液分离法予以去除。;2、混凝概念;二、混凝原理 ; φ电位和ζ电位的区别是：;2、胶体稳定的原因 ;3、混凝原理 ; 向水中投加电解质——混凝剂，如铁盐或铝盐等。混凝剂提供的大量正离子与原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度变小，胶体所带电荷数减少，ζ电位相应降低。因此，胶粒间相互排斥力也减少。; 实际上，ζ电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时，胶粒就开始产生明显的聚结，这时的ζ电位称为临界电位。;压缩双电层理论成功解释了胶体的稳定性与凝聚作用。其缺点在于忽视了水中反离子水解形态的专属化学吸附作用，不能解释混凝过程中出现的胶粒改变电性而重新稳定的现象。;(2) 吸附电中和机理 ;(3) 吸附架桥 ;图16-2 高分子絮凝剂对微粒的吸附架桥模式 (a)初期吸附，(b)絮凝体形成 ;(4) 网捕或卷扫 ;三、混凝剂和助凝剂 ;无机复合聚合物混凝剂：聚合硫酸铝铁（PFAS）、聚合氯化铝铁（PFAC）、聚合硫酸氯化铁（PFSC）、聚合硫酸氯化铝（PASC）、聚合铝硅（PASi）、聚合铁硅（PFSi）、聚合硅酸铝（PSA）、聚合硅酸铁（PSF）; 无机-有机复合：聚合铝/铁-聚丙烯酰胺、聚合铝/铁-甲壳素、聚合铝/铁-天然有机高分子、聚合铝/铁-其它合成有机高分子; 有机高分子絮凝剂：阳离子有机化合物; 天然改性高分子絮凝剂：无毒易降解，如甲壳素等; 多功能絮凝剂：絮凝、缓蚀阻垢、杀菌灭藻; 微生物絮凝剂. ;2、助凝剂 ;四、影响混凝效果的因素;2、pH及碱度;3、水中杂质成分、组成和浓度 ;(3) 浓度;4、水力条件 ; 混合的要求是：使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件，使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚。 该阶段要求快速和剧烈搅拌，在几秒或1分钟之内完成。;五、混凝设备 ;1、混凝剂的配制和投加设备;(1) 混凝剂的溶解和配制;图16-3 机械搅拌溶药池 1,2－轴承;3－异径管箍;4－出管;5－桨叶;6－锯齿角钢桨叶;7－立轴;8－底板;溶液池的容积计算： ;(2) 混凝剂溶液的投加 ;① 重力投加 ;② 压力投加 ;2、混合设备 ;(1) 水泵混合 ;(2) 隔板混合 ;(3)机械混合 ;;3、反应设备 ;隔板反应池有：;① 平流式隔板反应池;;② 竖流式隔板反应池 ;③ 回转式隔板反应池 ;图16-12 带回转式隔板反应池的平流式沉淀池 ;(2) 涡流式反应池 ;(3) 机械搅拌反应池 ;§16-3 化学沉淀 ;1、概念;2、原理;废水处理中常用化学沉淀法去除废水中的有害离子，阳离子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，阴离子如SO42-、PO43-。 ;1 氢氧化物沉淀法  采用氢氧化物作沉淀剂使工业废水中的许多重金属离子生成氢氧化物沉淀而得以去除，这种方法一般称作氢氧化物沉淀法。氢氧化物沉淀与pH值有很大的关系，金属氢氧化物的生成条件和存在状态与溶液的pH值有直接关系。 此外，有些金属如 Zn、Pb、Cr、Al等的氢氧化物为两性化合物，如 pH值过高，它们会重新溶解。;2 硫化物沉淀法 工业废水中的许多重金属离子可以形成硫化物沉淀而得以去除。由于大多数金属硫化物的溶解