工业废水物理和化学处理.ppt

水质工程学II 13.1 混凝 1. 原理：向污水中投入电解质，压缩杂质双电层，降低或消除ζ电位，杂质相互聚结沉淀。 (1) 双电层机理－利用电解质压缩双电层，降低ζ电位，消除静电排斥能峰，使胶体脱稳聚和。 (2) 吸附架桥机理－利用高分子的吸附架桥能力，将杂质吸附，形成大絮体下沉。 2.材料：石灰、碳酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、聚合铝 13.1 混凝 3. 混凝的种类 化学混凝－利用正电荷的电解质，压缩污水中负电粒子的双电层，当大量正电荷进入胶粒的双电层内，使双电层变薄，电位减小，胶粒不带电，可以相互聚和下沉。 生物混凝 利用微生物的吸附絮凝作用，吸附胶体颗粒一同下沉，活性污泥回流污泥达到吸附絮凝作用。 回流污泥目的： a. 接种，使生物种类多样 b. 预絮凝和生物混凝作用 13.1 混凝 (3) 物理混凝－混凝经水解形成高聚物，大颗粒高聚物对杂质胶体有强烈的吸附能力，可吸附一定距离内的胶体共同下沉。 自身混凝：高聚物大颗粒可在其作用空间内吸附胶体一同下沉。 有效作用空间： a. R≠r; b. rR; c. A=r+R时吸附最佳。 增浓聚沉：向污水中投入一些大颗粒杂质，使浓度增大，可沉淀的大颗粒吸附小颗粒迅速下沉。 应用：竖流式沉淀池增加污泥层的浓度达到增浓聚沉。 水力澄清池加入细泥沙增加泥沙浓度达到增浓聚沉。 13.1 混凝 通过混凝可去除污水的浊度、色度、各种高分子化合物，重金属离子等，常与其它方法一同使用。 混凝法只能去除胶体和悬浮物，不能去除溶解性物质，影响混凝的因素很多，混凝剂的种类，浓度等需要用试验确定。 混凝的应用：1 预处理 (SS可从2万降至5000) 2 深度处理 (已推广，由张杰院士提出，COD去除率为50~60%) 13.1 混凝 13.1 混凝 13.2 气浮 1. 气浮处理的理论基础 将空气通入水中，并以微小气泡析出，使水中固体杂质粘附 气泡一同上浮至水面分离。 (1) 气浮流程 气＋污水→气粒吸附→泡沫→分解 含油污水中的油可通过 1隔油池 2粗粒化 3气浮 来去除 13.2 气浮 2、气浮条件 去除比重近于1，直径≤60μm悬浮物(大于60μm的可下沉) ①气粒吸附－属物理吸附。 吸附放热，低温吸附效果较好 极性相同，吸附效果较好(气泡是疏水性物质，即非极性) 物理性质相同，吸附效果较好。 ②吸附对象－吸附疏水性物质 疏水性物质－难为水润湿的物质，可以直接吸附。 亲水性物质－容易被水润湿的物质，需要转为疏水性物质。 13.2 气浮 ③表面活性剂—可以实现疏水－亲水相互转移 表面活性剂由极性－非极性分子组成，分子一端呈亲水性，另一端呈疏水性，也叫二亲分子。 a. 表面活性剂对于亲水性物质有利，亲水性物质转为疏水性。 b. 表面活性剂对于疏水性物质不利，疏水性物质转为亲水性。 13.2 气浮 水中气、粒的粘附着力计算 在液、气、粒三相表面上，产生的表面力不同，其粘附着力也不同。 1．表面能 液体表面分子与内部分子受到的分子引力不同，表面分子所受到的力不平衡，该力把表面分子拉向液体内部，力图缩小表面积，减少表面能。 2．表面能的物理现象 表面能力图使自由表面积最小，从而表面能最小。 液体内部分子引力使液体呈球状，减少表面积，避免展开。 13.2 气浮 表面能大小计算 设液、气、固三相分别为1、2、3，σ表示表面能 则 液－固，液－气，气－固分别用σ13、σ12、σ23表示 根据热力学已知：界面能＝表面能×界面面积 s－界面面积(cm2)，取单位面积为1进行计算 颗粒和气泡粘附前其表面能之和 (N/m) 颗粒和气泡粘附后其表面能