化學(xué)混凝在水處理中的應(yīng)用

1、 向水中投加藥劑（混凝劑），使水中的微小懸浮向水中投加藥劑（混凝劑），使水中的微小懸浮物和膠體聚集成沉速較大的顆粒而去除的方法。物和膠體聚集成沉速較大的顆粒而去除的方法。 微小懸浮物：沉速極慢微小懸浮物：沉速極慢 膠體顆粒：不能自然沉淀膠體顆粒：不能自然沉淀化學(xué)混凝法定義化學(xué)混凝法定義處理對象處理對象 膠體間的相互斥力不僅與膠體間的相互斥力不僅與電位有關(guān)，還與膠粒的間距電位有關(guān)，還與膠粒的間距有關(guān)，距離越近，斥力越大。而布朗運(yùn)動的動能不足以將兩有關(guān)，距離越近，斥力越大。而布朗運(yùn)動的動能不足以將兩顆膠粒推進(jìn)到使范徳華引力發(fā)揮作用的距離。因此，膠體微顆膠粒推進(jìn)到使范徳華引力發(fā)揮作用的距離。因此，膠

2、體微粒不能相互聚結(jié)而長期保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。粒不能相互聚結(jié)而長期保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。 水化作用也使膠體不能相互聚結(jié)。水化作用也使膠體不能相互聚結(jié)。膠體所膠體所受影響受影響靜電斥力靜電斥力：帶相同電荷的膠粒產(chǎn)生靜電斥力，而且?guī)嗤姾傻哪z粒產(chǎn)生靜電斥力，而且電位越高，膠粒間的靜電斥力越大。電位越高，膠粒間的靜電斥力越大。布朗運(yùn)動：布朗運(yùn)動：受水分子熱運(yùn)動的撞擊，使微粒在水中受水分子熱運(yùn)動的撞擊，使微粒在水中作不規(guī)則的運(yùn)動，即作不規(guī)則的運(yùn)動，即“布朗運(yùn)動布朗運(yùn)動”。范徳華引力：范徳華引力：膠粒之間還存在著相互引力膠粒之間還存在著相互引力范徳范徳華引力。華引力。一、混凝原理一、混凝原理1、 膠體的穩(wěn)

3、定性膠體的穩(wěn)定性v因此，膠體的穩(wěn)定性來自于：因此，膠體的穩(wěn)定性來自于：動力學(xué)穩(wěn)定動力學(xué)穩(wěn)定指膠粒存在布朗運(yùn)動而對抗重力指膠粒存在布朗運(yùn)動而對抗重力的影響，而使其不沉降，長期懸浮于水中。的影響，而使其不沉降，長期懸浮于水中。聚集穩(wěn)定聚集穩(wěn)定指膠粒帶有相同的電荷，存在靜電指膠粒帶有相同的電荷，存在靜電斥力和水化膜的阻礙作用，使得膠體不能相斥力和水化膜的阻礙作用，使得膠體不能相互聚集。互聚集。Title壓縮雙電壓縮雙電層作用層作用網(wǎng)捕作用網(wǎng)捕作用原理原理吸附架吸附架橋作用橋作用Title未知未知未知未知2、混凝原理、混凝原理(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(kuò)散層甚

4、至吸附層混凝劑提供大量正離子會涌入膠體擴(kuò)散層甚至吸附層, 使使電位降低。當(dāng)電位降低。當(dāng)電位為零時(shí)電位為零時(shí), 稱為稱為等電狀態(tài)等電狀態(tài)。此時(shí)膠體間斥。此時(shí)膠體間斥力消失力消失, 膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。 實(shí)際上，實(shí)際上，電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運(yùn)動的動能時(shí)，膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，量小于膠粒布朗運(yùn)動的動能時(shí)，膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，這時(shí)的這時(shí)的電位稱為電位稱為臨界電位臨界電位。 膠粒因膠粒因電位的電位降低或消除以至失去穩(wěn)定性電位的電位降低或消除以至失去穩(wěn)定性的過程，稱為的過程，稱為膠體脫穩(wěn)膠體脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互

5、聚結(jié)，稱。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié)，稱為為凝聚凝聚。水中反離子濃度升高進(jìn)入吸附層電動電位下降膠粒聚集而脫穩(wěn)(2) 吸附架橋作用吸附架橋作用 由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過程。由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過程。 具有線型結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)與膠粒發(fā)生吸附，當(dāng)高分具有線型結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)與膠粒發(fā)生吸附，當(dāng)高分子鏈一端吸附某一膠粒，在另一端又吸附另一膠粒，形成子鏈一端吸附某一膠粒，在另一端又吸附另一膠粒，形成較大的絮凝體，高分子物質(zhì)在這里起吸附架橋作用。較大的絮凝體，高分子物質(zhì)在這里起吸附架橋作用。 高分子聚合物高分子聚合物膠體物質(zhì)膠體物質(zhì)(3) 網(wǎng)捕作用網(wǎng)捕作用 沉淀物在自身沉降

6、過程中，能集卷、網(wǎng)捕沉淀物在自身沉降過程中，能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結(jié)。水中的膠體等微粒，使膠體粘結(jié)。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效果良好效果良好對人體健康無害對人體健康無害價(jià)廉易得價(jià)廉易得使用方便使用方便(1) 無機(jī)鹽類混凝劑無機(jī)鹽類混凝劑鐵鹽和鋁鹽鐵鹽和鋁鹽(2) 高分子混凝劑高分子混凝劑有機(jī)和無機(jī)有機(jī)和無機(jī)分類分類 鋁鹽鋁鹽-硫酸鋁（硫酸鋁（Al2(SO4)318H2O）、明礬（）、明礬（Al2(SO4)3K2SO424H2O），其中），其中，硫酸鋁混凝效果較好硫酸鋁混凝效果較好，使用方便，對處理后的水質(zhì)沒有不良影響。但水溫低時(shí)，硫使用方便

7、，對處理后的水質(zhì)沒有不良影響。但水溫低時(shí)，硫酸鋁水解困難，形成的絮凝體較松散，效果不及鐵鹽酸鋁水解困難，形成的絮凝體較松散，效果不及鐵鹽。（1）無機(jī)鹽類混凝劑）無機(jī)鹽類混凝劑 鐵鹽鐵鹽-有三氯化鐵、硫酸亞鐵和硫酸鐵等有三氯化鐵、硫酸亞鐵和硫酸鐵等。 三氯化鐵極易溶解，絮體較為密實(shí)、易沉淀，但具有三氯化鐵極易溶解，絮體較為密實(shí)、易沉淀，但具有腐蝕性且易潮解。腐蝕性且易潮解。 硫酸亞鐵解離出硫酸亞鐵解離出Fe2+，使處理后出水帶色。，使處理后出水帶色。 a.無機(jī)高分子混凝劑無機(jī)高分子混凝劑： 聚合氯化鋁聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鐵和聚合硫酸鐵(PFS)是目前國內(nèi)外研制和是目前國內(nèi)外研制和使用比

8、較廣泛的無機(jī)高分子混凝劑。使用比較廣泛的無機(jī)高分子混凝劑。 PAC可預(yù)先制成最優(yōu)形態(tài)，水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，可預(yù)先制成最優(yōu)形態(tài)，水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，pH范圍廣，低范圍廣，低溫效果亦較好，絮凝體粒大而重，用量較少。溫效果亦較好，絮凝體粒大而重，用量較少。 PFS由酸洗廢液在催化劑作用下制成（變廢為寶），比三由酸洗廢液在催化劑作用下制成（變廢為寶），比三氯化鐵腐蝕性小且混凝效果好。氯化鐵腐蝕性小且混凝效果好。（2）高分子混凝劑）高分子混凝劑 高分子混凝劑有無機(jī)和有機(jī)的兩種高分子混凝劑有無機(jī)和有機(jī)的兩種。 聚丙烯酰胺的聚合度可多達(dá)聚丙烯酰胺的聚合度可多達(dá)21049104，相應(yīng)的分子量高達(dá)，相應(yīng)的分子量高達(dá)1501

9、04600104。b.有機(jī)高分子混凝劑有機(jī)高分子混凝劑 有機(jī)高分子混凝劑有天然的和人工合成的。這類混凝劑都具有巨有機(jī)高分子混凝劑有天然的和人工合成的。這類混凝劑都具有巨大的線性分子。每一大分子有許多鏈節(jié)組成。鏈節(jié)間以共價(jià)鍵結(jié)合。大的線性分子。每一大分子有許多鏈節(jié)組成。鏈節(jié)間以共價(jià)鍵結(jié)合。我國當(dāng)前使用較多的是人工合成的聚丙烯酰胺（我國當(dāng)前使用較多的是人工合成的聚丙烯酰胺（polyacrylamide , PAM），分子結(jié)構(gòu)為：），分子結(jié)構(gòu)為：CH2CONH2CHCH2CONH2CHCH2CONH2CHCH2CONH2CH 當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時(shí)，可投加某些輔助藥劑以提高當(dāng)單用混凝劑不能取

10、得良好效果時(shí)，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑助凝劑。助凝劑可用以調(diào)節(jié)或改善混凝。助凝劑可用以調(diào)節(jié)或改善混凝的條件，例如當(dāng)原水的堿度不足時(shí)可投加石灰或重碳酸鈉等；當(dāng)采用的條件，例如當(dāng)原水的堿度不足時(shí)可投加石灰或重碳酸鈉等；當(dāng)采用硫酸亞鐵作混凝劑時(shí)可加氯氣將亞鐵硫酸亞鐵作混凝劑時(shí)可加氯氣將亞鐵Fe2+氧化成三價(jià)鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子Fe3+等。等。助凝劑也可用以改善絮凝體的結(jié)構(gòu)，利用高分子助凝劑的強(qiáng)烈吸附架助凝劑也可用以改善絮凝體的結(jié)構(gòu)，利用高分子助凝劑的強(qiáng)烈吸附架橋作用，使細(xì)小松散的絮凝體變得粗大而緊密。橋作用，使細(xì)小松散的絮凝體變得粗大而緊密

11、。(1) pH調(diào)整劑調(diào)整劑在原水在原水pH值不符合工藝要求，或在投加混凝劑后值不符合工藝要求，或在投加混凝劑后pH值發(fā)生較大變化時(shí)，就需要投加酸性或堿性物質(zhì)予以調(diào)整。常用的值發(fā)生較大變化時(shí)，就需要投加酸性或堿性物質(zhì)予以調(diào)整。常用的pH調(diào)整劑有調(diào)整劑有H2SO4、CO2和和Ca(OH)2、NaOH、Na2CO3等。等。2、助凝劑、助凝劑助凝劑主要有以下三類：助凝劑主要有以下三類： (2) 絮體結(jié)構(gòu)改良劑絮體結(jié)構(gòu)改良劑 其作用是加大絮體的粒徑、密度和其作用是加大絮體的粒徑、密度和機(jī)械強(qiáng)度。這類物質(zhì)有水玻璃、活性硅酸和粉煤灰、粘土機(jī)械強(qiáng)度。這類物質(zhì)有水玻璃、活性硅酸和粉煤灰、粘土等。前二者主要作為骨

12、架物質(zhì)來強(qiáng)化低溫和低堿度下的絮等。前二者主要作為骨架物質(zhì)來強(qiáng)化低溫和低堿度下的絮凝作用；后二者則作為絮體形成核心來加大絮體密度，改凝作用；后二者則作為絮體形成核心來加大絮體密度，改善其沉降性能和污泥的脫水性能。善其沉降性能和污泥的脫水性能。(3) 氧化劑氧化劑 當(dāng)原水中的有機(jī)物含量較高時(shí)，容易形成泡當(dāng)原水中的有機(jī)物含量較高時(shí)，容易形成泡沫，不僅使感觀性狀惡化，絮凝體也不易沉降。此時(shí)，應(yīng)沫，不僅使感觀性狀惡化，絮凝體也不易沉降。此時(shí)，應(yīng)投加投加C12、Ca(C1O)2和和NaClO等氧化劑來破壞有機(jī)物。當(dāng)?shù)妊趸瘎﹣砥茐挠袡C(jī)物。當(dāng)用用FeSO4作混凝劑時(shí)，則常用作混凝劑時(shí)，則常用O2和和Cl2將將

13、Fe2+氧化為氧化為Fe3+，以提高混凝效果。以提高混凝效果。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. 水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度4. 混凝劑的種類和用量混凝劑的種類和用量5. 水力條件水力條件四、化學(xué)混凝在給水處理中的應(yīng)用四、化學(xué)混凝在給水處理中的應(yīng)用原水混合池混凝劑絮凝池快濾池沉淀池清水池消毒劑供水接觸過濾直接過濾澄清池一般自來水廠處理工藝流程一般自來水廠處理工藝流程給水處理常用混凝劑：聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵給水處理常用混凝劑：聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵一級強(qiáng)化污水處理廠一級強(qiáng)化污水處理廠一級強(qiáng)化處理（混凝沉淀法）五、化學(xué)混凝

14、在城市污水處理中的應(yīng)用五、化學(xué)混凝在城市污水處理中的應(yīng)用五、化學(xué)混凝在城市污水處理中的應(yīng)用五、化學(xué)混凝在城市污水處理中的應(yīng)用1. 基建費(fèi)用低，基建費(fèi)用低，30%2.運(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)行費(fèi)用低，0.3-0.5元元/噸噸3.有機(jī)物、總磷去除效果好有機(jī)物、總磷去除效果好4. 減輕后續(xù)處理負(fù)荷減輕后續(xù)處理負(fù)荷優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：六、化學(xué)混凝在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用六、化學(xué)混凝在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用1、印染廢水、印染廢水桐鄉(xiāng)市京都印染有限公司桐鄉(xiāng)市京都印染有限公司絞紗印染廢水處理工藝絞紗印染廢水處理工藝六、化學(xué)混凝在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用六、化學(xué)混凝在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用1、印染廢水、印染廢水嘉興柏林頓紡織有限公司印染廢水處理工藝嘉興柏林頓紡織有限公司印染廢水處理工藝六、化學(xué)混凝在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用六、化學(xué)混凝在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用2、皮革廢水、皮革廢水七、化學(xué)混凝在食品廢水處理中的應(yīng)用七、化學(xué)混凝在食品廢水處理中的應(yīng)用雅培（嘉興）營養(yǎng)有限公司配方奶粉雅培（嘉興）營養(yǎng)有限公司配方奶粉廢水處理工藝