文档介绍：水污染控制工程
第8章污水的化学处理
内蒙古科技大学环境工程教研室
目录
第一节化学混凝法
第二节中和法
第三节化学沉淀法
第四节氧化还原法
第一节化学混凝法
混凝过程具有两个作用:
●第一个作用:使水中原有的离散微粒首先具有粘附在固体颗粒上的性质——凝聚(coagulation)
●第二个作用:使这些具有粘附性的离散微粒能够粘结成絮体——絮凝(ulation)
混凝(coagulation-ulation)
一、混凝原理
1.、胶体的稳定性
①水处理中常见胶体:粘土颗粒(对于d<4μm),大部分细菌(~80nm),病毒(10~300nm),蛋白质。
②稳定性:胶体颗粒在水中保持分散状态的性质。
③胶体可分为憎水性胶体,亲水性胶体或介于两者之间。
④对憎水性胶体,其稳定性可用双电层结构来说明。对于亲水性胶体,其稳定性主要由于它所吸附的大量水分子所构成的水壳来说明。
2.(憎水性)胶体的双电层结构及其稳定性
水中胶体表面都带有电荷,在一般水质中,粘土、细菌、病毒等都是带负电的胶体。而氢氧化铝或氢氧化铁等微晶体都是带正电的胶体,其表面电荷的产生有如下四个机理:
②极难溶的离子型晶体与它溶解下来的离子产物之间有一平衡关系,(这一平衡关系由溶度积来确定),这使得晶体表面有了一定符号的电荷。铁、铝、氢、氧化物颗粒表面电荷可以是依此机理产生的。由于金属氧化物或氢氧化物的溶解沉淀反应与溶液pH值有关,因此,这类颗粒的表面电荷和电势受pH控制;
①固相表面对水中某种离子的特异吸附;
以上四个机理不是截然可分的,不同情况下由其中一个或几个机理起作用。
③颗粒表面离子化能团的离解,特别是高分子有机物因其极性
能团的酸碱离解而使表面带上电荷;(受pH控制)(如蛋白质:
COOH – R – NH2)
④某些离子型晶体(结晶物质)的Schottky缺陷在晶体表面产生
过量的阳或阴离子,而在其表面呈带正电或负电。(粘土及其它铝
硅酸盐矿物晶体的表面电荷成因)
胶核荷电示意图
电位离子
反离子
扩散层
胶团边界
滑动面
胶粒
吸附层
胶核
ξ电位
Ψ电位
(混凝原理)
压缩双电层作用:通过向水中投加电解质等混凝剂,消除或降低胶粒的ζ地位,使颗粒碰撞聚结,失去稳定性(凝聚)。
吸附架桥作用:三价铝盐或铁盐以及其他高分子混凝剂溶于水后,经水解和缩聚反应形成具有线性结构高分子聚合物,当它一端吸附某一颗粒后,另一端又吸附另一颗粒,在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥,使颗粒逐渐结大,形成肉眼可见的粗大絮凝体(絮凝)。
网捕作用:三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物在自身沉降过程中,能集卷、网捕水中的胶体等颗粒,使胶体粘结。