污水的化学处理教程

第四章污水化学处理混凝中和化学沉淀化学氧化还原电解第1页第一节水混凝

CoagulationandFlocculation一、概述1、混凝作用废水中大颗粒能够经过重力沉淀法去除，但微小粒径悬浮物和胶体能在水中长久保持分散悬浮状态，即使静置数十个小时也不会自然沉降。混凝所处理对象，主要是水和废水中微小悬浮物和胶体杂质。第2页2、凝聚、絮凝和混凝

凝聚(coagulation)：投加混凝剂后水中胶体失去稳定性，胶体颗粒相互凝聚，结果形成众多“小矾花”。

絮凝(flocculation)：凝聚过程中形成“小矾花”经过吸附、卷带、架桥等作用，形成颗粒较大絮凝体过程。

混凝：是凝聚、絮凝两各过程总称。是水中胶体粒子及微小悬浮物聚集过程。第3页3、天然水中胶体杂质

通常是负电荷胶体，如粘土、细菌、病毒、藻类、腐殖质等。4、混凝应用给水处理：混凝+沉淀，微絮凝+过滤废水处理：5、混凝特点优点：设备简单，操作方便；便于间歇运行，效果好。缺点：运行费用高；沉渣量大，处置困难；第4页二、胶体特征1、胶体基本特征

胶体在水中形成长久分散稳定体系。常见胶体：Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质、血液、豆浆、墨水、涂料、肥皂水、AgI、Ag2S、As2S3

分类：按照分散剂状态不一样分为：

气溶胶——分散质、分散剂都是气态物质：如雾、云、烟

液溶胶——分散质、分散剂都是液态物质：如Fe(OH)3胶体

固溶胶——分散质、分散剂都是固态物质：如有色玻璃、合金

一把泥土放到水中,大粒泥沙很快下沉,浑浊细小土粒因受重力影响最终也沉降于容器底部,而土中盐类则溶解成真溶液.不过,混杂在真溶液中还有一些极为微小土壤粒子,它们既不下沉,也不溶解,人们把这些即使在显微镜下也观察不到微小颗粒称为胶体颗粒,含有胶体颗粒体系称为胶体体系江河人海口处形成三角洲,其形成原理是海水中电解质使江河泥沙所形成胶体发生聚沉.

/tech/detailprof806593GP.htm筑龙网第5页光学特征(丁达尔现象

)：指胶体在水溶液中能引发光反射。用激光笔垂直照射淀粉胶体，胶体，溶液。现象：胶体内部存在一条光路而溶液没有。结论：这种因为胶体微粒对光散射作用形成一条光亮通道现象叫丁达尔现象。第6页丁达尔现象第7页(2)布朗运动：1827年，英国植物学家布朗把花粉悬浮在水里，用显微镜观察，发觉花粉小颗粒在作不停、无秩序运动，这种现象叫做布朗运动。用超显微镜观察胶体，可观察到胶体粒子也在作布朗运动。这是因为水分子（或分散剂分子）从各个方面撞击胶体粒子，而每一瞬间胶体粒子在不一样方向受力是不相同，所以胶体运动方向每一瞬间都在改变，因而形成不停、无秩序运动。

第8页

(3)表面特征：胶体为常见分散体系之一。分散度越大，胶体颗粒比表面积越大，含有表面自由能越大，使胶体看来产生特殊吸附能力和溶解现象。

第9页(4)动电现象

（电泳现象）：胶体带电性胶体粒子吸附溶液中离子而带电，当吸附了正离子时，胶体粒子荷正电，吸附了负离子则荷负电。不一样情况下胶体粒子轻易吸附何种离子，与被吸附离子本性及胶体粒子表面结构相关。法扬斯规则表明：与胶体粒子有相同化学元素离子优先被吸附。以AgI胶体为例，AgNO3与KI反应，生成AgI溶胶，若KI过量，则胶核AgI吸附过量I-而带负电，若AgNO3过量，则AgI吸附过量Ag+而带正电。胶粒带电普通规律:带正电胶粒：金属氧化物、金属氢氧化物带负电胶粒：金属硫化物、非金属氧化物第10页2、胶体结构

胶核

胶粒胶团吸附层扩散层第11页第12页3、双电层理论

胶核静电作用把溶液中反离子吸附到其周围。受胶核电位离子静电引力和反离子热运动扩散作用、溶液对反离子水化作用，反离子浓度随与固体表面距离增加浓度逐步降低。

双电层：吸附层和扩散层

Ψ电位离子和反离子形成总电位。ξ滑动面上电位。第13页4、胶体类型

(1)疏水性胶体（憎水性胶体）吸附层中离子直接与胶核接触，水分子不能直接接触胶核。如氢氧化铝、二氧化硅在水中形成胶体。(2)亲水性胶体胶核表面存在一些极性基团和水分子亲和力很大，使水分子直接吸附到胶核表面而形成一层水膜胶体。第14页5、胶体稳定性

胶体稳定性，指胶体粒子在水中长久保持分散悬浮状态特征。

稳定原因

静电斥力布朗运动水化作用

不稳定原因范德华引力布朗运动重力作用第15页胶体稳定性

（1）动力学稳定：是指颗粒布朗运动反抗重力影响能力。粒子越小，动力学稳定性越高。

（2）聚集稳定：指胶体粒子间不能相互聚集特征。胶体粒子小，比表面积大，故表面能大，在布朗运动作用下，有自发地相互聚集倾向，但因为粒子表面同性电荷排斥力作用或水化膜妨碍使这种自发聚集不能发生。第16页★★★可见胶体粒子表面电荷或水化膜消除，便失去聚集稳定性，小颗粒便可相互聚集成大颗粒，从而动力学稳定性也随之破坏，沉淀就会发生。所以，胶体稳定性关键在于聚集稳定性。

混凝处理即是要破坏胶体聚集稳定性。第17页三、混凝原理依据胶体特征，在水处理中，采取办法破坏胶体稳定性。采取方法：投加电解质投加电荷不一样或水化作用不一样胶体或产生这类胶体电解质投加高分子物质接触凝聚上述投加物质统称——混凝剂第18页

化学混凝机理至今仍未完全清楚。因为它包括原因很多，如水中杂质