第三章污水处理的化学法

第三章污水处理的化学法

3.1 混凝 去除的是胶体及部分细小的悬浮物。范围在：1nm~0.1m（有时认为在1m）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（0.2m-80m）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ζ电位。 ζ电位越高，胶粒也就越稳定；若ζ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ζ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。

Fe（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、ζ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，13~15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

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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