水处理材料和工艺.ppt

水处理工艺和水处理材料 * * 水是人们生活中一天也不可缺少的必需品，可一般人不知道节约用水的深远意义。实质上随着工业发展和人类活动的扩大，用水量越来越大，对水资源的污染越来越严重，许多原来清晰透明的江河湖泊变成乌黑的臭水，失去使用价值，照此发展终将会有一天威胁人类生存，因此合理用水和积极开发水处理技术对节约资源和能源是非常重要的。水处理技术内容丰富，包括冷却水处理，锅炉水处理，海水淡化，膜分离，絮凝等。为了用好循环水，有效地防止设备腐蚀，减少热交换器的热损失，需要对水进行处理，常用的水处理技术有：絮凝处理、除油处理、除垢处理、抗氧处理、杀菌处理等，由于时间关系，这里介绍几种常用的水处理材料：絮凝剂、缓蚀剂、抗氧剂。 一 絮凝剂 1）絮凝过程：在水处理过程中，从向混水中加入药剂起到水中产生大颗粒的凝聚体止，这样的过程称为絮凝过程。 2）絮凝剂：用来将水溶液中的溶质、胶体或悬浮颗粒产生絮状沉淀的物质称为絮凝剂，两种或两种以上的物质产生絮状沉淀时称为复合絮凝剂。 2 絮凝剂的分类 无机低分子絮凝剂:阳离子絮凝剂：如AlCl3·6H2O,Al2(SO4)3·18H2O,FeSO4·7H2O,FeCl3·6H2O,Fe2(SO4)3·nH2O 阴离子絮凝剂：如CaO,Ca(OH)2,Na2CO3 无机高分子絮凝剂： 铝盐高分子絮凝剂：聚硫酸铝[Al2(OH)m(SO4)3-m/2]n，聚硫氯化铝[Al4(OH)6SO4Cl4]n 铁盐高分子絮凝剂： 聚硫酸铁[Fe2 (OH)m(SO4)3-m/2]n,聚氯化铁[Fe2(OH)mCl6-m]n 有机絮凝剂：主要为有机高分子絮凝剂 3 絮凝剂的作用机理 1）无机絮凝剂的作用机理： 盐类在水中发生水解，生成带不同带正电荷的水解产物如Al2(SO4)3·18H2O水中电离和水解生成Al3+,Al(OH)2+,Al(OH)2+等离子，产生如下作用： a 吸附中和颗粒表面电荷，使其脱稳 b 与水中胶体作用使其沉积 c 形成的Al(OH)3胶体微粒与水中悬浮粒子生成较小絮体而沉淀 2）有机高分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂的作用机理： 高分子絮凝剂在水溶液中，分子中的许多链节吸附在不同颗粒表面上起架桥作用而形成粗大的絮状体，带电荷的高分子絮凝剂更易破坏混水中颗粒的稳定性，因此絮凝能力较强 常用无机、有机絮凝剂联合共同处理，以获得较好效果，同学们可想一下？ 因为无机絮凝剂作用先形成细小絮状物，再吸附于高分子絮凝剂链节上通过吸附—架桥作用很快形成大絮体而沉降，因此共同作用效果更佳。 4 絮凝剂制备方法示例 a 聚氯化铝 也称为聚碱式氯化铝，是三氯化铝的碱式盐，化学式为：[Al2(OH)nCl6-n]m，是一种常用絮凝剂，具有絮体形成快，沉降速度高，药剂用量少的优点。常用制备方法：铝灰酸溶法。铝灰是电解铝、铝和合金熔炼及废铝材精练回收的熔渣，主要组分：Al和Al2O3。 铝灰在盐酸中的反应分为溶出、水解和聚合三个过程，反应如下： Al +6HCl 2[Al(H2O)6]Cl3 + 3H2O Al2O3 +6HCl +9H2O 2[Al(H2O)6]Cl3 随着铝的溶解，PH值逐渐升高，促使配位水发生水解，在相邻两个OH间发生架桥聚合形成多聚铝盐： 工艺：先将计量的HCl加水稀释到适当浓度，投加经水洗去水溶物的铝灰，反应激烈，反应6~14h，反应减缓后，加适量水，调整溶液密度至1.25~1.3g/L，经粗滤，将滤液放入沉降槽进行热化，铝盐逐渐水解聚合，PH逐渐升高，至PH大于4.0后检测，检测合格后产品抽至储罐备用。 b N，N二甲基氨基丙烯酰胺共聚物 属于用得最多的聚丙烯酰胺类有机高分子絮凝剂，用量2g/L，是一种阳离子高分子絮凝剂，由聚丙烯酰胺、甲醛、二甲胺共聚制得。 合成： 条件：聚合时通氮驱氧，过硫酸胺作引发剂，温度70℃，反应2h。 胺甲基化：40~70℃，反应1h。 5 絮凝剂的发展方向及取得的进展 1）无机絮凝剂—有机絮凝剂单一药剂的研制 由于无机—有机两种絮凝剂复合使用效果好，常一起使用，但增加了设备，处理不便，直接制成一种无机—有机高分子复合絮凝剂兼有两种优点，是十分有用和受欢迎的。 2）复合絮凝剂的研制 如在聚氯化铝中引入SO42-形成聚硫氯化铝，聚硫酸铁中引入PO43-形成聚磷硫酸铁，他们都具有原来任何一种单一无机高分