工業(yè)廢水的物理化學(xué)處理課件

1、第四章 工業(yè)廢水的物理化學(xué)處理12022/9/192混凝氣浮吸附4.34.24.1本章內(nèi)容一、概述 1、定義：水中膠體粒子以及微小懸浮物的聚集過(guò)程稱為混凝，是凝聚和絮凝的總稱。 工程中是通過(guò)向廢水中投加混凝劑，破壞膠體的穩(wěn)定性，使細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒聚集成較粗大的顆粒而沉降與水分離，使廢水得到凈化 。凝聚：膠體失去穩(wěn)定性的過(guò)程稱為凝聚。絮凝：脫穩(wěn)膠體相互聚集稱為絮凝。4.1 混凝2022/9/1932、主要去除對(duì)象：主要是水和廢水中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。通常是負(fù)電荷膠體，如：粘土（50nm-4 m） 細(xì)菌（0.2m-80m） 病毒（10nm-300nm） 蛋白質(zhì)（1nm-50nm） 3、作

2、用：（1）可以用來(lái)降低廢水的濁度和色度，去除多種高分子有機(jī)物、某些重金屬和放射性物質(zhì)。（2）混凝法還能改善污泥的脫水性能。2022/9/195二、混凝劑與助凝劑混凝劑混凝劑分類無(wú)機(jī)混凝劑有機(jī)混凝劑混凝劑發(fā)展方向鋁鹽鐵鹽無(wú)機(jī)高分子天然高分子PACPFS人工合成高分子助凝劑定義作用分類1.無(wú)機(jī)混凝劑傳統(tǒng)無(wú)機(jī)混凝劑和無(wú)機(jī)高分子混凝劑。（1）鋁鹽硫酸鋁（Al (SO ) 18H O）由于鋁的比重小，在水溫低的情況下，絮粒較輕而疏松，處理效果較差。pH有效范圍較窄，在5.5-8之間。投加量大。明礬（K SO Al (SO ) 24H O） 不同pH條件下，鋁鹽可能產(chǎn)生的混凝機(jī)理不同。何種作用機(jī)理為主，決

3、定于鋁鹽的投加量、pH、溫度等。實(shí)際上，幾種可能同時(shí)存在。 pH3 簡(jiǎn)單的水合鋁離子起壓縮雙電層作用； pH=45 多核羥基絡(luò)合物起吸附電性中和； pH=6.5-7.5 氫氧化鋁起吸附架橋；聚合氯化鋁 (堿式氯化鋁，簡(jiǎn)稱PAC)化學(xué)通式為Al (OH) Cl ,式中n5，m10。制備：以鋁灰或含鋁礦物作原料，采用酸溶法或堿溶法加工制成的。參考書：堿式氯化鋁李潤(rùn)生A 對(duì)水質(zhì)適應(yīng)性較強(qiáng)，適用pH范圍廣，5-9之間；B 絮凝體形成快，比重大，沉降性好；C 投藥量低。D 堿化度較高，對(duì)設(shè)備的腐蝕性小，處理后的水pH和堿度下降較小。（3）無(wú)機(jī)高分子混凝劑 聚合硫酸鐵(堿式硫酸鐵)(簡(jiǎn)寫PFS)化學(xué)通式為

4、Fe (OH) (SO ) 式中n10。A 適用范圍廣：pH 4-11；低水溫，混凝效果穩(wěn)定；B 用量小，絮凝體沉降性能好；D 處理后水中鐵殘留量低，腐蝕性較小。C COD去除率和脫色效果好；2.有機(jī)混凝劑 高分子混凝劑分類1) 天然高分子混凝劑特點(diǎn)：電荷密度小，分子量較低，且易發(fā)生降解而失去活性。主要有動(dòng)物膠、淀粉、甲殼素等。2) 人工合成高分子混凝劑水處理中常用陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型3種高分子混凝劑。 高分子混凝劑的作用:靠氫鍵、靜電、范德華力的作用對(duì)膠粒強(qiáng)烈的吸附作用。高聚合度的線型高分子在溶液中保持適當(dāng)?shù)纳煺剐螤?，從而發(fā)揮吸附架橋作用，把許多細(xì)小顆粒吸附后，纏結(jié)在一起。最常見(jiàn)的有

5、機(jī)高分子混凝劑：聚丙烯酰胺，簡(jiǎn)稱PAM，又稱三號(hào)混凝劑特點(diǎn)：PAM是線狀水溶性高分子，其分子量在300-1800萬(wàn)。陰離子聚丙烯酰胺(CPAM)非離子型聚丙烯酰胺（NPAM）兩性離子型聚丙烯酰胺（NPAM）陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（APAM）4.助凝劑(一)定義當(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混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。(二) 作用調(diào)節(jié)或改善混凝的條件）改善絮粒結(jié)構(gòu)，增大顆粒粒度及比重。調(diào)整廢水的pH和堿度，使其達(dá)到最佳的混凝條件。(三)助凝劑分類A、pH調(diào)整劑：調(diào)節(jié)廢水的pH符合混凝處理工藝要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。B、絮凝結(jié)構(gòu)改良劑：投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以增大絮

6、體的粒徑、密度。常用骨膠、活化硅酸、海藻酸鈉、粘土、水玻璃、PAM等。C、氧化劑：有機(jī)物含量高，易起泡沫，絮凝體不易沉降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有機(jī)物，使膠體脫穩(wěn)，還可將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+,以提廢水混凝劑投加混合L反應(yīng)L沉降L(澄清）出水污泥混凝的工藝過(guò)程混合目的是使混凝劑盡快與水混合，需要短時(shí)間高強(qiáng)度攪拌反應(yīng)階段的目的是使藥劑與水中的細(xì)小顆?；蚰z體物質(zhì)作用生成盡可能大的絮體，為沉降分離創(chuàng)造條件，需要低強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間攪拌。許多因素影響反應(yīng)過(guò)程L澄清的目的是使所生成的絮體與水分離，完成凈化過(guò)程2022/9/1915三 、混凝工藝混凝工藝流程由藥劑投加、混合、反應(yīng)及沉淀分離等單元組成。（2）

7、pH及堿度在混凝過(guò)程中，都有一個(gè)相對(duì)最佳pH值存在，使混凝反應(yīng)速度最快，絮體溶解度最小。不同混凝劑最佳pH值要通過(guò)試驗(yàn)確定。需堿度調(diào)pH的較多，堿度不夠時(shí)需要投加石灰。（3）水溫 低溫，混凝效果差，原因是：無(wú)機(jī)鹽水解吸熱；溫度降低，粘度升高布朗運(yùn)動(dòng)減弱；膠體顆粒水化作用增強(qiáng)，妨礙凝聚。 對(duì)策：提高投藥量、添加高分子助凝劑（4）共存雜質(zhì)有些雜質(zhì)的存在能促進(jìn)混凝過(guò)程。而有些物質(zhì)則不利于混凝的進(jìn)行。2022/9/19172.混凝劑的影響（重點(diǎn)） 2022/9/1918（1）混凝劑種類 混凝劑的選擇主要取決于膠體和細(xì)微懸浮物的性質(zhì)、及濃度。 膠體電位高，應(yīng)投加無(wú)機(jī)混凝劑使其脫穩(wěn)凝聚；絮體細(xì)小，須投加高

8、分子混凝劑或配合使用助凝劑。（2）混凝劑投加量投加量與水中微粒種類、性質(zhì)、濃度有關(guān)。廢水的混凝處理，最佳混凝劑和最佳投藥量的選擇應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。（3）混凝劑的投加順序當(dāng)使用多種混凝劑時(shí)，其最佳投藥順序可通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。一般而言，當(dāng)無(wú)機(jī)混凝劑與有機(jī)混凝劑混用時(shí)，先投加無(wú)機(jī)混凝劑，再投加有機(jī)混凝劑。但當(dāng)處理的膠粒在50um以上時(shí)，常先投加有機(jī)混凝劑吸附架橋，再加無(wú)機(jī)混凝劑壓縮擴(kuò)散層使膠體脫穩(wěn)。3.水力條件的影響水力條件對(duì)混凝效果有重要影響。兩個(gè)主要的控制指標(biāo)是攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間?；旌想A段：要求混凝劑與廢水迅速均勻混合，為此要求速度梯度G在5001000s1，攪拌時(shí)間t應(yīng)在1030s。反應(yīng)階段：既要

9、創(chuàng)造足夠的碰撞機(jī)會(huì)和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)，又要防止生成的小絮體被打碎，因此攪拌強(qiáng)度要逐漸減小，而反應(yīng)時(shí)間要長(zhǎng)，相應(yīng)G和t值分別應(yīng)在2070s-1和1530min。2022/9/1919將藥劑投加在水泵的吸水管內(nèi)或喇叭口處，利用水泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)達(dá)到快速混合的目的。特點(diǎn)： 混合效果好，不需另建混合設(shè)施； 節(jié)省動(dòng)力； 各型水廠均可采用；要求： 泵房距離處理設(shè)備不大于150m。（1）水泵混合五、 混合設(shè)備2022/9/1920（2）管式混合：管式靜態(tài)混合器、擴(kuò)散混合器，混合時(shí)間23秒（3）機(jī)械混合：攪拌。 優(yōu)點(diǎn)：混合效果好，不受水質(zhì)影響，缺點(diǎn)是增加機(jī)械設(shè)備，增加維修工作。2022/9/1921六、 工業(yè)廢水處理中混凝的應(yīng)用 1、給水中，以地表水為水源時(shí)應(yīng)用較多 主要去除濁度和細(xì)菌。經(jīng)混凝沉淀后濁度一般小于10度。 2、造紙廢水處理 造紙廠排出的廢水常采用混凝法處理，以硫酸鋁為混凝劑，去污效果好。也常以硅酸和聚合電解質(zhì)增大絮體。2022/9/19224、含油廢水處理：乳化油顆粒小、表面帶電荷，加混凝劑，壓縮雙電層。通常采用混凝氣浮工藝。例：蘭州煉油廠廢水