1、第十一章第十一章 污水的化學處理污水的化學處理掌握化學混凝法、中和法、化學沉淀法、化學掌握化學混凝法、中和法、化學沉淀法、化學氧化還原法的基本原理，了解這幾種方法在實氧化還原法的基本原理，了解這幾種方法在實際廢水處理工程中的應用。際廢水處理工程中的應用。本章課程學習要求本章課程學習要求第十一章第十一章 污水的化學處理污水的化學處理學習重點、難點學習重點、難點 重點重點 1、幾種化學處理法的基本原理。、幾種化學處理法的基本原理。 2、化學處理法的應用。、化學處理法的應用。 難點難點 1、化學混凝法的工藝過程和設備。、化學混凝法的工藝過程和設備。 2、廢水的高級氧化技術、廢水的高級氧化技術第十二章

2、第十二章 污水的化學處理污水的化學處理利用化學反應的作用以去除水中的雜質。利用化學反應的作用以去除水中的雜質。主要去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物。主要去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物。常用的化學處理方法有化學混凝法、中和法、常用的化學處理方法有化學混凝法、中和法、化學沉淀法、氧化還原法。化學沉淀法、氧化還原法。第十一章第十一章 污水的化學處理污水的化學處理化學混凝處理的對象主要是水中的微小懸浮物和化學混凝處理的對象主要是水中的微小懸浮物和膠體雜質。膠體雜質。第一節第一節 化學混凝法化學混凝法一、混凝原理一、混凝原理1. 膠體的穩定性膠體的穩定性膠體膠體穩定穩定存在存在于水于水中的中的原因

3、原因 水化作用水化作用受水分子熱運動的撞擊，使微粒在水中作受水分子熱運動的撞擊，使微粒在水中作不規則的運動，即不規則的運動，即“布朗運動布朗運動”帶相同電荷的膠粒產生靜電斥力。帶相同電荷的膠粒產生靜電斥力。第一節第一節 化學混凝法化學混凝法2、膠膠體體的的雙雙電電層層結結構構第一節第一節 化學混凝法化學混凝法 脫穩：膠體因電位降低或消除，從而失去穩定性的過程。 凝聚：脫穩的膠粒相互聚集為較大顆粒的過程。 絮凝：未經脫穩膠體也可聚結成大顆粒的現象。3. 混凝法原理混凝法原理(1) 壓縮雙電層作用壓縮雙電層作用 混凝劑提供大量正離子會涌入膠體擴散層甚至吸附層混凝劑提供大量正離子會涌入膠體擴散層甚至

4、吸附層, 使使電位降低。當電位降低。當電位為零時電位為零時, 稱為等電狀態。此時膠體間斥稱為等電狀態。此時膠體間斥力消失力消失, 膠粒最易發生聚結。膠粒最易發生聚結。dianli.swf第一節第一節 化學混凝法化學混凝法(3) 吸附架橋作用吸附架橋作用 由高分子物質吸附架橋作用而使微粒相互粘結的過程。由高分子物質吸附架橋作用而使微粒相互粘結的過程。(2) 電中和機理電中和機理 膠體表面對異號離子、異號膠粒、鏈狀離子或分子帶異號膠體表面對異號離子、異號膠粒、鏈狀離子或分子帶異號電荷的部位有強烈的吸附作用，這種吸附作用中和了電位離子電荷的部位有強烈的吸附作用，這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷，減

5、少了靜電斥力，降低了所帶電荷，減少了靜電斥力，降低了電位，使膠體的脫穩和凝電位，使膠體的脫穩和凝聚作用易于發生。聚作用易于發生。第一節第一節 化學混凝法化學混凝法(4) 網捕作用網捕作用 沉淀物在自身沉降過程中，能集卷、網捕水中的膠體等微粒，沉淀物在自身沉降過程中，能集卷、網捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結。使膠體粘結。第一節第一節 化學混凝法化學混凝法 以鋁鹽為例，說明其作用機理。以鋁鹽為例，說明其作用機理。 當當Al2(SO4)3配制為配制為1020%溶液使用時，溶液使用時，pH4，發，發生下列離解反應：生下列離解反應：243342SO3Al2)SO(Al 當其投加到水中后，發生如下水解反應

6、，水的當其投加到水中后，發生如下水解反應，水的pH也隨之改變：也隨之改變： HAl(OH)OHAln3n23nn式中式中n=16，特別當，特別當n=3時，水中產生中性的結晶膠體，對應時，水中產生中性的結晶膠體，對應pH為為58。 第一節第一節 化學混凝法化學混凝法 同時，還在水解過程中產生許多聚合離子，這是由同時，還在水解過程中產生許多聚合離子，這是由于羥基架橋作用而產生。其最簡單的形式是：于羥基架橋作用而產生。其最簡單的形式是：O2HO)Al(HAlO)(HOHO)2Al(H244242252OH OH 在水解過程中會形成無數的其它聚合離子，如：在水解過程中會形成無數的其它聚合離子，如： 5

7、3413(OH)Al4177(OH)Al3187(OH)Al4208(OH)Al等，某些經研究認為存在可能性極大而受到重視。等，某些經研究認為存在可能性極大而受到重視。第一節第一節 化學混凝法化學混凝法 當當pH4時，水解受到抑制，水中存在的主要是時，水解受到抑制，水中存在的主要是Al3+ 。 當當pH45時，水中有時，水中有Al(OH)2+、Al(OH)2+及少量及少量Al(OH)3。 當當pH78時，水中主要是時，水中主要是Al(OH)3沉淀物。沉淀物。 但在某一特定但在某一特定pH時，水解產物還有許多復雜的高聚物和時，水解產物還有許多復雜的高聚物和絡合物同時共存。絡合物同時共存。第一節第

8、一節 化學混凝法化學混凝法 從上述反應可以看出，三價鋁鹽發揮混凝作用的是各種從上述反應可以看出，三價鋁鹽發揮混凝作用的是各種形態的水解聚合物。形態的水解聚合物。上述三種作用可能是同時產生，在不同條件下，某種作用可上述三種作用可能是同時產生，在不同條件下，某種作用可能是混凝過程的主要因素。能是混凝過程的主要因素。 第一節第一節 化學混凝法化學混凝法 （1）低聚合度高電荷的多核絡離子，）低聚合度高電荷的多核絡離子， 對水中膠體雜質對水中膠體雜質起到壓縮雙電層及電中和作用，使膠粒脫穩凝聚。起到壓縮雙電層及電中和作用，使膠粒脫穩凝聚。 （2）高聚合低電荷無機高分子及凝膠狀化合物，在膠）高聚合低電荷無機

9、高分子及凝膠狀化合物，在膠體雜質微粒之間粘結架橋，使它們發生絮凝。體雜質微粒之間粘結架橋，使它們發生絮凝。 （3）鋁鹽水解成難溶的氫氧化物）鋁鹽水解成難溶的氫氧化物 時，生成微小的沉淀，時，生成微小的沉淀，通過網捕、卷掃作用去除水中的膠體雜質。通過網捕、卷掃作用去除水中的膠體雜質。二、混凝劑和助凝劑二、混凝劑和助凝劑1. 混凝劑混凝劑要求要求混凝劑效果良好混凝劑效果良好對人體健康無害對人體健康無害價廉易得價廉易得使用方便使用方便第一節第一節 化學混凝法化學混凝法2. 助凝劑助凝劑(1) 無機鹽類混凝劑無機鹽類混凝劑鐵鹽和鋁鹽如鐵鹽和鋁鹽如PAC、PFS(2) 有機高分子混凝劑有機高分子混凝劑如

10、如PAM。（1） 調整劑調整劑（2）絮體結構的改良劑）絮體結構的改良劑（3）氧化劑）氧化劑第一節第一節 化學混凝法化學混凝法三、三、 影響混凝效果的主要因素影響混凝效果的主要因素1. 水溫水溫2. pH3. 混凝劑的種類和投加量混凝劑的種類和投加量4. 水力條件水力條件第一節第一節 化學混凝法化學混凝法 （1）混凝劑的投加方式 干法投加 濕法投加五、五、 化學混凝的設備化學混凝的設備1. 混凝劑的配制和投加設備混凝劑的配制和投加設備四、化學混凝處理工藝過程四、化學混凝處理工藝過程 水處理中，常規的混凝處理工藝過程為（混合、反應、分水處理中，常規的混凝處理工藝過程為（混合、反應、分離）：離）：

11、廢水廢水混合混合反應反應沉降（氣浮）沉降（氣浮）處理出水處理出水第一節第一節 化學混凝法化學混凝法溶液池甲定量控制設備投藥控制設備混合設備攪拌水藥劑溶液池乙溶解池攪拌 攪拌水水藥劑的溶解與投加過程藥劑的溶解與投加過程第一節第一節 化學混凝法化學混凝法(2) 混凝劑的溶液和配制混凝劑的溶液和配制混凝劑在溶解池中進行溶解混凝劑在溶解池中進行溶解:攪拌攪拌加速藥加速藥劑溶解劑溶解機械攪拌機械攪拌壓縮空氣攪拌壓縮空氣攪拌水泵攪拌水泵攪拌 藥劑溶解完全后，將濃藥液送入溶液池，用清藥劑溶解完全后，將濃藥液送入溶液池，用清水稀釋到一定的濃度備用。水稀釋到一定的濃度備用。第一節第一節 化學混凝法化學混凝法 溶

12、液池的容積可按下式計算：溶液池的容積可按下式計算：cnAqcnAqW4171000100010024VV1 溶解池的容積：溶解池的容積：12)3 . 02 . 0(WW 式中式中: W1溶液池容積，溶液池容積，m3； qv處理的水量，處理的水量，m3/h; A混凝劑的最大投加量，混凝劑的最大投加量，mg/L; c溶液濃度，；溶液濃度，； n每天配置次數，一般為每天配置次數，一般為26次。次。第一節第一節 化學混凝法化學混凝法(2) 混凝劑溶液的投加混凝劑溶液的投加計量計量設備設備轉子流轉子流量計量計電磁流電磁流量計量計投加投加方式方式泵前重泵前重力投加力投加水射器水射器投加投加第一節第一節 化

13、學混凝法化學混凝法2. 混合設備混合設備(1) 水泵混合水泵混合(2) 隔板混合隔板混合(3) 機械混合機械混合第一節第一節 化學混凝法化學混凝法3. 反應設備反應設備(1) 隔板反應池隔板反應池 利用水流斷面上利用水流斷面上流速分布不均所造成流速分布不均所造成的速度梯度，促進顆的速度梯度，促進顆粒相互碰撞進行絮凝。粒相互碰撞進行絮凝。 為避免結成的絮為避免結成的絮凝體被打碎，隔板中凝體被打碎，隔板中的流速應逐漸減小。的流速應逐漸減小。第一節第一節 化學混凝法化學混凝法(2) 機機械械反反應應池池第一節第一節 化學混凝法化學混凝法六、六、 澄清池澄清池第一節第一節 化學混凝法化學混凝法適用于處

14、理適用于處理酸含量小于酸含量小于3%3%5%5%的含酸廢水的含酸廢水堿含量小于堿含量小于1%1%3%3%的含堿廢水的含堿廢水 1 1、堿性廢水（廢渣）中和法、堿性廢水（廢渣）中和法 電石渣鍋爐灰一、酸性污水的中和處理一、酸性污水的中和處理2、投藥中和法、投藥中和法 常用藥劑是石灰，石灰石，白云石等，有時也采常用藥劑是石灰，石灰石，白云石等，有時也采用苛性鈉和碳酸鈉。用苛性鈉和碳酸鈉。 中和藥劑的投加量，可按化學反應式進行估算。中和藥劑的投加量，可按化學反應式進行估算。 石灰常使用熟石灰，配制成石灰乳液，濃度在石灰常使用熟石灰，配制成石灰乳液，濃度在10左右，反應在池中進行。左右，反應在池中進行

15、。 石灰量多時，可用生石灰。石灰量多時，可用生石灰。 為了防止產生沉淀，石灰乳槽均裝有攪拌設備。為了防止產生沉淀，石灰乳槽均裝有攪拌設備。3、過濾中和法、過濾中和法適用于含酸濃度不大于適用于含酸濃度不大于2 23mg/L3mg/L，并且與酸性污水，并且與酸性污水中和后形成的鹽易溶于水的酸性污水。中和后形成的鹽易溶于水的酸性污水。濾料：白云石石灰石大理石濾料：白云石石灰石大理石濾池：普通中和濾池，升流式中和濾池濾池：普通中和濾池，升流式中和濾池 滾筒中和滾筒中和濾池濾池1 1、廢酸物質中和法、廢酸物質中和法如用煙道氣中和印染廢水。常用噴淋塔。如用煙道氣中和印染廢水。常用噴淋塔。2 2、藥劑中和法

16、、藥劑中和法常用藥劑：硫酸、鹽酸、硝酸。常用藥劑：硫酸、鹽酸、硝酸。二、堿性廢水的中和處理二、堿性廢水的中和處理 用易溶的化學藥劑用易溶的化學藥劑(可稱沉淀劑可稱沉淀劑)使溶液中某種使溶液中某種離子以它的一種難溶的鹽或氫氧化物形式從溶液中離子以它的一種難溶的鹽或氫氧化物形式從溶液中析出，在化學上稱沉淀法，在化工和環境工程上稱析出，在化學上稱沉淀法，在化工和環境工程上稱化學沉淀法。化學沉淀法。 廢水處理中，常用化學沉淀法去除廢水中的有廢水處理中，常用化學沉淀法去除廢水中的有害離子，陽離子如害離子，陽離子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，陰離子如，陰離子如F-、As5+

17、、SO42-、PO43-。 一、基本原理一、基本原理 難溶鹽和難溶氫氧化物在溶液中的離子的濃度難溶鹽和難溶氫氧化物在溶液中的離子的濃度之積之積(稱溶度積稱溶度積Ksp)是常數，當能結合成難溶鹽的兩是常數，當能結合成難溶鹽的兩種離子的濃度之積超過這鹽的溶度積時，該鹽將析種離子的濃度之積超過這鹽的溶度積時，該鹽將析出，而這兩種離子的濃度將下降，需要去除的離子出，而這兩種離子的濃度將下降，需要去除的離子就與水分離。就與水分離。 1、氫氧化物沉淀法、氫氧化物沉淀法 2、硫化物沉淀法、硫化物沉淀法 3、其它化學沉淀法、其它化學沉淀法 1碳酸鹽沉淀法 2鉻酸鹽沉淀法 3鹵化物沉淀法 4鐵氧體沉淀法二、分類

18、二、分類廢水中呈溶解狀態的無機物和有機物，通過廢水中呈溶解狀態的無機物和有機物，通過化學反應被氧化或還原為微毒、無毒的物質，化學反應被氧化或還原為微毒、無毒的物質，或者轉化成容易與水分離的形態，從而達到或者轉化成容易與水分離的形態，從而達到處理的目的處理的目的。 1、常用氧化劑 活潑非金屬中性離子。 含氧酸根陰離子以及高價金屬離子。 電解槽的陽極。 主要去除廢水中的CN- 、S2- 、Fe2、Mn2+等。一、化學氧化法一、化學氧化法 2、空氣氧化法 （1）原理）原理:把空氣鼓入廢水中，利用空氣中的氧氣氧化廢水中的污染物。 （2）應用）應用 地下水除鐵、除錳。 除鐵 Fe2+8HCO3-+O2+2H2O4Fe(OH)3+8CO2 除錳 （以MnO2為催化劑） 氧化 ：Mn2+O2MnO2(s) 吸附: Mn2+ MnO2(s) Mn2+ .MnO2(s) 氧化: Mn2+ .MnO2(s) +O22MnO2(s)慢很慢快 工業廢水脫硫。3 3、氯氧化法、氯氧化法常用的含氯藥劑有液氯、漂白粉、次氯酸鈉、二氧化氯等。4 4、臭氧氧化法、臭氧氧化法O3是一種具有特殊氣味的淡紫色氣體，具有很強的氧化性。當用于廢水處理時主要作用：去除有機物；消毒殺菌脫色、除