文档介绍：第十七章污水的化学处理
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
污水的化学处理是利用化学反应的作用以去除水中的杂质。它的外理对象主要是污水中无机的或有机的(难于生物降解的)溶解物质或胶体物质。对于污水中的容易生物降解的有机物溶解物质或胶体物质,尤其是当水量较大时,一般都采用生物处理的方法。因为生物处理法不仅有效,而且处理费用低廉。
采用的化学处理法有化学混凝法、中和法、化学沉淀和氧化还原运法。
前言
第一节化学混凝法
一、混凝原理
化学混凝所处理的对象,主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。
1、胶体的稳定性
根据研究,胶体微粒都带有电荷。
滑动面以内的部分称为胶粒,胶粒与扩散层之间,有一个电位差,此电位称为胶体的电动电位,常称为ζ电位。而胶核表面的电位离子与溶液之间的电位差称为总电位或φ电位。
胶粒在水中受几方面的影响:(1)由于上述的胶粒带电现象,带相同电荷的胶粒产生静电斥力,而且电位愈高,胶粒间的静电斥力愈大;(2)受水分子热运动的撞击,使微粒在水中作不规则的运动,即“布朗运动;“(3)胶粒之间还存在着相互引力——范德华引力。
化学混凝的机理至今仍未完全清楚。因为它涉及的因素很多,如水中杂质的成分和浓度、水温、水的pH值、碱度,以及混凝剂的性质和混凝条件等。但归结起来,可以认为主要是三方面的作用;
(1)厌缩双电层作用如前所述,水中胶粒能维持稳定的分散悬浮状态,主要是由于胶粒的电位。如能消除或降低胶粒的电位,就有可能使微粒碰撞聚结,失去稳定性。在水中投加电解质——混凝剂可达此目的。例如天然水中带负电荷的粘土胶粒,在投入铁盐或铝盐等混凝剂后,混凝剂提供的大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层。因为胶核表面的总电位不变,增加扩散层及吸附层中的正离子浓度,就使扩散层减薄。当大量正离子涌入吸附层以致扩散层完全消失时,电位为零,称为等电状态。在等状态下,胶粒间最易发生聚结。实际上,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,这时的电位称为临界电位。胶粒因电位降低或消除以以失去稳定性的过程,称为胶粒脱稳。脱稳的胶粒相互聚结,称为凝聚。
2、混凝原理
(2)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高分子聚合物,具有线性结构。
  (3)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、网捕水中的胶体等微粒,使胶体粘结。
  以上三种作用产生的微粒凝结现象——凝聚和絮凝总称为混凝。
二、混凝剂和助凝剂
用于水处理中的混凝剂应符全如下要求:混凝效果良好,对人体健康无害,价廉易得,使用方便。混凝剂的种类较多,主要有以下两大类:
(1)无机盐类混凝剂目前应用最广的是铝盐和铁盐。
铁盐中主要有三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁等。三氯化铁是褐色结晶体,极易溶解,形成的絮凝体较紧密,易沉淀;但三氯化铁腐蚀性强,易吸水潮解,不易保管。
(2)高分子混凝剂高分子混凝剂有无机和有机的两种。聚合氯化铝和聚合氯化铁是目前国内外研制和使用比较广泛的无机高分子混凝剂。聚合氯化铝的混凝作用与硫酸铝并无差别。硫酸铝投入水中后,主要是各种形态的水解聚全物发挥混凝作用。但由于影响酸铝化学反应的因素复杂,要想根据不同水质控制水解聚合物的形态是不可能的。人工合成的聚合氯化铝则是在人工控制的条件下预先制成最优形态的聚合物,投入水中后可发挥优良的混凝作用。
有机高分子混凝剂有天然的和人工合成的。这类混凝剂都具有巨大的线必分子。
当单用混剂不能取得良好效果时,可投加某些辅助药剂以提高混凝效果,这种辅助药剂称为助凝剂。助凝剂可用以调节或改善混凝的条件,例如当原水的碱度不足时可投加石灰或重碳酸钠等;当采用硫亚铁作混凝剂时可加氯气将亚铁Fe2+氧化成三价铁离子Fe3+等。
三、影响混凝效果的主要因素
影响混凝效果的因素较复杂,主要有水温、水质和水力条件等。
无机盐因混凝剂的水解是吸热反应,水温低时,水解困难特别是硫酸铝,当水温低于5。C时,水解速率非常缓慢。
2..pH值
水的pH值对混凝的影响程度视混凝剂的品种而异。用硫酸铝去除水中浊度时,最佳pH值范围在6。5-7。5之间;用于除色时,pH值在4。5-5之间
、性质和浓度
水中杂质的成分、性质和浓度都对混凝效果有明显的影响。
混凝过程中的水力条件对絮凝体的形成影响极大。整个混凝过程可以分为两个阶段:混合和反应。
四、化学混凝的设备
化学混凝的设备包括:混凝剂的配制和投加设备、混合设备和反应设备。
  1.  混凝剂的配制和投加设备
混凝药剂加到要处理的水中,可以用干投法和