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污水处理的化学法3.1 混凝去除的是胶体及部分细小的悬浮物。范围在:1nm0.1m(有时认为在1m)混凝目的:使胶体脱稳,凝聚生长成大矾 花。水处理中主要杂质:粘土(50nm-4 m) 细菌(0.2m-80m )病毒(10nm-300nm )蛋白质(1nm-50nm)、腐殖 酸一、混凝原理 1、胶体的稳定性 动力学稳定性:布朗运动对抗重力。 聚集稳定性:胶体带电相斥(憎水性胶体)水化膜的阻碍(亲水性胶体)两者之中,聚集稳定性对胶体稳定 性的影响起关键作用。2、压缩双电层 (1)胶体的双电层结构(2)压缩双电层作用胶粒与溶液主体之间胶粒剩余电荷的 存在,所产生的电位,称为电位。电位越高,胶粒也就越稳定;若电位越低或接近于零,易于相互接 触粘合而沉降。 当分散系中加入某种絮凝剂,使胶团电位降 低或消除,胶粒相互聚集成絮体,各分散的 絮体又相互凝聚成大絮体而沉降。 nFe(OH)3 胶体分散系胶团结构 :整个过程为:电解质加入与反离子同电荷离子压缩双 电层电位稳定性凝聚3、吸附架桥作用吸附架桥主要是指投加的水溶性链状 高分子聚合物絮凝剂,在静电力、范德华力 和氢键力等的作用下,将胶体和悬浮颗粒吸 附、架桥形成一串串絮体(矾花)相互融合 聚结为大絮体而沉降的过程。 4、网捕作用三价铝盐或铁盐水解生成的沉淀物在 自身沉降过程中,集卷、网捕水中的胶体微 粒,使胶体凝结。5、一些概念 (1)凝聚从作用机理来看,是指胶体和分散系 双电层压缩、电位破坏、电性中和而脱稳并聚集 为絮粒的过程。 (2)絮凝从工艺上看,是指絮粒通过吸附、交 联、网捕,聚结为大絮体沉降的过程。 (3)混凝 凝聚和絮凝统称为混凝。 (4)絮凝剂是从化学角度看,是使胶体和悬浮 颗粒凝聚和絮凝的药剂,所以也称为混凝剂。二、影响混凝效果的因素1、污水水质(1)胶体杂质浓度胶体浓度不同,所需投加金属离子量 也不同。(2)PH值不同混凝剂都有最佳PH值。(3)水温一般水温高有利于混凝,但水温过高 会使一些高分子混凝剂老化。 (4)共存杂质2、混凝剂的影响(1)混凝剂分子形态分子量应适当,不宜过高或过低(2)混凝剂的投加量经实验确定最佳投加量(3)混凝剂的投加顺序3、水利条件的影响混合阶段:激烈紊动,不超过2分钟 ,使药剂迅速均匀扩散到水中反应阶段:紊动程度逐渐减弱, 1315分钟,使形成具有良好沉淀性能的絮 凝体。三、混凝剂和助凝剂1、混凝剂主要分为无机物和有机物两大类,其 中又可分为低分子和高分子聚合物 无机铝系 硫酸铝、明矾、聚 合氯化铝(PAC) 、聚合硫酸铝(PAS) 适宜pH: 5.58 铁系 三氯化铁、硫酸亚 铁、硫酸铁、聚合 硫酸铁、聚合氯化铁 适宜pH: 511,但腐 蚀性强 有机人工 合成 阳离子型:含氨基、 亚氨基的聚合物 阴离子型:水解聚丙烯酰 胺(HPAM) 天然 淀粉、动物胶、树 胶、甲壳素等 。微 生物絮凝剂 2、助凝剂可以参加混凝,也可不参加混凝。 (1)pH值调整剂 :调整水的pH,如石灰、 硫酸等 (2)絮体结构改良剂 :如活化硅酸(SiO2 nH2O)、骨胶、高分子絮凝剂 (3)氧化剂:破坏干扰混凝的物质,如有机 物。如投加Cl2、O3等四、混凝设备1、混凝剂的配置与投加设备 (1)投配流程: 药剂溶解池溶液池 计量设备投加设备混合设备 (2)计量与投加方式计量:流量计(转子、电磁)、孔口、计量 泵投加方式:泵前投加,虹吸投加,水射器投 加,泵投加2、混合设备 (1)水泵混合: (2)管式混合: (3)机械混合:3、反应设备 (1)隔板反应池(2)机械搅拌反应池
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