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第三章污水的化学处理
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
第五节电解
第六节消毒
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。
处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。
常用的化学处理方法有化学混凝、中和法、化学沉淀法和氧化还原法。
第一节化学混凝法
一、混凝原理
化学混凝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
胶体所受影响
由于上述的胶体带电现象,带相同电荷的胶粒产生静电斥力,而且ξ电位越高,胶粒间的静电斥力越大
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”
胶粒之间还存在着相互引力——范徳华引力
胶体间的相互斥力不仅与ξ电位有关,还与胶粒的间距有关,距离越近,斥力越大。而布朗运动的动能不足以将两颗胶粒推进到使范徳华引力发挥作用的距离。因此,胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态。
水化作用也使胶体不能相互聚结。
2. 混凝原理
(1) 压缩双电层作用
混凝剂提供大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层, 使ξ电位降低。当ξ电位为零时, 称为等电状态。此时胶体间斥力消失, 胶粒最易发生聚结。
实际上,ξ电位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ξ电位称为临界电位。
胶粒因ξ电位电位降低或消除以至失去稳定性的过程,称为胶体脱稳。脱稳的胶粒相互聚结,称为凝聚。
(2) 吸附架桥作用
由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程。
(3) 网捕作用
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。
以硫酸铝为例讨论混凝过程
硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O溶于水后,离解出Al3+,并结合有6个配位水分子,成为水合铝离子[Al(H2O)6]3+。