《工業(yè)用水的預(yù)處理》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工業(yè)用水的預(yù)處理（77頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二章 工業(yè)用水的預(yù)處理,序 言 第一節(jié) 混凝 第二節(jié) 沉淀與澄清 第三節(jié) 過(guò)濾 第四節(jié) 氣浮 第五節(jié) 消毒 第六節(jié) 吸附 第七節(jié) 除鐵和錳 第八節(jié) 沉淀,序 言,1.預(yù)處理的任務(wù) 2.污染粒子尺寸和處理技術(shù) 3.原水預(yù)處理的水質(zhì)要求,1. 預(yù)處理的任務(wù),預(yù)處理是指進(jìn)入離子交換裝置或膜法脫鹽裝置前的處理過(guò)程。包括凝聚、澄清、過(guò)濾、消毒等技術(shù)。 主要任務(wù)： （1）去除懸浮物、膠體物和有機(jī)物； （2）降低生物物質(zhì)，如浮游生物、藻類(lèi)和細(xì)菌； （3）去除重金屬，如鐵、錳； （4）為減少除鹽設(shè)備的負(fù)擔(dān)，去除鈣鎂硬度和重碳酸鹽。,2. 污染粒子尺寸和處理技術(shù),懸浮雜質(zhì)包括泥砂、蟲(chóng)類(lèi)、原生生物、藻類(lèi)、細(xì)菌
2、病毒、高分子有機(jī)物等； 粒徑在0.1mm以上的泥砂顆粒，沉積速率在7.5mm/s以上時(shí)可靠自然沉淀把其除去； 當(dāng)粒徑為0.01mm時(shí)，沉積速率為0.075 mm/s，用自然沉降法就不經(jīng)濟(jì)了； 粒徑在0.0011mm時(shí)的膠體溶液，必須用混凝技術(shù)。,3.原水預(yù)處理的水質(zhì)要求,（1）各種脫鹽裝置都有不同的預(yù)處理要求， 應(yīng)根據(jù)這些要求選擇合理的預(yù)處理系統(tǒng)。 例如： 凝膠型樹(shù)脂，正流再生床要求懸浮物小于5ppm， 浮床要求小于1ppm, 游離氯小于0.1ppm； 反滲透（中空纖維式）要求濁度小于0.3。,（2）預(yù)處理水質(zhì)超標(biāo)時(shí)，脫鹽裝置就不能正常運(yùn)行。 例如： 浮床進(jìn)水濁度高時(shí)，會(huì)造成壓差增大
3、，再生比耗高； 電滲析進(jìn)口水濁度高時(shí)，壓差增大，產(chǎn)水量降低，耗電量增大，檢修周期變短； 高分子有機(jī)物會(huì)使凝膠型陰離子交換樹(shù)脂污染，造成吸收SiO2能力降低，正洗水量變大； 鐵、錳等金屬會(huì)使樹(shù)脂中毒，造成再生比耗變大； 微生物類(lèi)會(huì)影響混凝效果，使濾池濾層結(jié)塊，濾層不易洗凈，影響出水濁度。,第一節(jié) 混 凝,混凝即是通過(guò)投加化學(xué)藥劑來(lái)破壞膠體和懸浮物在水中形成的穩(wěn)定體系，使其聚集為具有明顯沉降性能的絮凝體，然后用重力沉降法予以分離。 混凝過(guò)程包括凝聚和絮凝兩個(gè)步驟，統(tǒng)稱為混凝。 凝聚是指使膠體脫穩(wěn)并聚集成微絮粒的過(guò)程； 絮凝是指微絮粒通過(guò)吸附、卷帶和橋連而成長(zhǎng)為更大的絮體的過(guò)程。,一、膠體的穩(wěn)定性
4、和結(jié)構(gòu),1膠體的穩(wěn)定性 水中的同種膠體微粒帶有同號(hào)電荷，在靜電斥力的作用下，不易相互聚集，具有一定的穩(wěn)定性。,2膠體的結(jié)構(gòu),膠核：由數(shù)十個(gè)至數(shù)千個(gè)不溶于水的分散相物質(zhì)分子組成的。 膠粒的電位離子：膠核的表面上選擇性地吸附了層帶同號(hào)電荷的離子；其來(lái)源于膠核表層分子電離，或膠核從水中吸附來(lái)的。決定了膠粒的帶電符號(hào)和電荷多少，構(gòu)成雙電層的內(nèi)層。 反離子：電位離子層通過(guò)靜電作用而吸引的水中相反電荷的離子，構(gòu)成雙電層的外層。 反離子吸附層：反離子與電位離子之間。當(dāng)膠核運(yùn)動(dòng)時(shí)，它也隨著一起運(yùn)動(dòng)。構(gòu)成膠團(tuán)的固定層。 反離子擴(kuò)散層：固定層以外。電位離子對(duì)其引力較弱，不隨膠核一起運(yùn)動(dòng)，并有向水中擴(kuò)散的趨勢(shì)。,
5、膠粒：固定層和擴(kuò)散層之間的交接面稱為滑動(dòng)面，滑動(dòng)面以內(nèi)的部分稱為膠粒。 膠團(tuán)：膠粒與擴(kuò)散層一起構(gòu)成了電中性的膠團(tuán)。 膠體的電動(dòng)電位（電位）：當(dāng)膠粒運(yùn)動(dòng)時(shí)，擴(kuò)散層中的大部分反離子就會(huì)脫離膠團(tuán)，向溶液主體擴(kuò)散。其結(jié)果必然使膠粒產(chǎn)生剩余電荷，使膠粒與擴(kuò)散層之間形成一個(gè)電位差，其可反映膠粒帶電的多少，衡量膠體穩(wěn)定性的大小。愈高，穩(wěn)定性愈高。 總電位（電位）：膠核表面的電位離子與溶液主體之間的電位差。電位一定時(shí)，擴(kuò)散層愈厚，愈高。,二、混凝機(jī)理,吸附電中和 吸附架橋作用 卷掃作用（網(wǎng)捕作用） 壓縮雙電層,吸附電中和,膠體表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠?；蜴湢罡叻肿訋М愄?hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用。由于這種吸附作
6、用中和了它的部分或全部電荷，減少了靜電斥力，因而容易與其它顆粒接近而相互吸附。,壓縮雙電層,對(duì)擴(kuò)散層有直接壓縮作用 把一部分反離子壓縮到吸附層使電動(dòng)電位降低 高價(jià)離子進(jìn)入擴(kuò)散或吸附層置換出低價(jià)離子使雙電層中離子數(shù)降低,吸附架橋作用,若藥劑是能吸附膠粒的鏈狀高分子聚合物，或者兩個(gè)同號(hào)膠粒吸附在同一個(gè)高分子鏈上，膠粒間就能連結(jié)、團(tuán)聚成絮體而被除去。,卷掃作用（網(wǎng)捕作用）,若藥劑含金屬離子，由于金屬離子的水解和聚合，會(huì)以水中的膠粒為晶核形成膠體狀沉淀物，在這種沉淀物從水中析出的過(guò)程中，會(huì)吸附和網(wǎng)捕膠粒而共同沉降下來(lái)。,,三 影響混凝的因素,水溫 水的pH、堿度 水質(zhì),水 溫,無(wú)機(jī)混凝劑溶于水時(shí)是吸熱
7、反應(yīng)，水溫低時(shí)不利于混凝劑的水解。 水溫低時(shí)，水的黏度大，膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度減弱，彼此間碰撞機(jī)會(huì)減少，不易凝聚；且水流阻力增大，使絮凝體的形成長(zhǎng)大受到阻礙，從而影響混凝效果。,pH和堿度,無(wú)機(jī)鹽混凝劑對(duì)水的pH值都有一定的要求。如，鋁鹽：5.58.5；鐵鹽： pH 8.5 堿度對(duì)pH有緩沖作用，以保證鋁、鐵鹽在水解時(shí)不會(huì)引起pH大幅度變化而混凝效果下降 。,水 質(zhì),當(dāng)水的濁度較低，顆粒細(xì)小而均一，投加的混凝劑又少，僅靠混凝劑與懸浮微粒之間相互接觸，很難達(dá)到預(yù)期目的，需加大用量。 當(dāng)水中濁度較高時(shí)，用量要控制適當(dāng)，防止過(guò)量而引起膠粒再穩(wěn)。 對(duì)高濁度水，混凝劑主要起吸附架橋作用，用量隨濁度的增加而
8、增大。 水中的有機(jī)物質(zhì)會(huì)降低混凝效果。,四 混凝劑,最常用的有： 無(wú)機(jī)鹽類(lèi)、 無(wú)機(jī)鹽的聚合物、 有機(jī)類(lèi)化合物,1. 無(wú)機(jī)鹽類(lèi)混凝劑,鋁鹽的水解 當(dāng)pH4，Al3+以六水合鋁離子Al(H2O)63+為主要存在形態(tài)，pH升高， 發(fā)生水解： Al(H2O)63+== Al(OH)(H2O)52+ + H+ Al (OH)(H2O)52+== Al(OH)2(H2O)4+ + H+ Al (OH)2(H2O)4+== Al(OH)3(H2O)3 + H+ 當(dāng) pH4時(shí)，羥基合鋁離子增加，各離子的羥基之間還可能發(fā)生架橋連 接（羥基架橋），產(chǎn)生多核羥基配合物，繼續(xù)水解。水解與縮聚交錯(cuò)進(jìn) 行
9、，生成聚合度極大的中性氫氧化鋁，最終沉淀。 OH 2Al(OH)(H2O)53+ == (H2O)4Al Al(H2O)44+ + 2H2O OH,,,,,在鋁鹽的水溶液中，存在著： 簡(jiǎn)單成分：Al3+、AlOH2+、Al(OH)2+、Al(OH)3、Al(OH)4等； 聚合成分：Al6(OH)144+、Al7(OH)174+、Al8(OH)204+、Al13(OH)345+ 等。 其中以高價(jià)的聚合正離子作用尤為重要。,圖2-6 不同pH值相對(duì)應(yīng)的三價(jià)鋁水解產(chǎn)物,2. 無(wú)機(jī)鹽的聚合物,常見(jiàn)的有聚合鋁、聚合鐵等。
10、()聚合氯化鋁 又稱堿式氯化鋁，并不是單一分子的化合物，而是同一類(lèi)有不同形態(tài)的化合物，其通式為Al2(OH)nCl6-nm，其中n為1-5，m為10的整數(shù)。如Al2(OH)5Cl、 Al6(OH)16Cl2、Al13(OH)34Cl5,以及Al2(OH)5Cln等，在水溶液中電離： Al13(OH)34Cl5 Al13(OH)345++5Cl-,鋁、鐵鹽的三種作用： a. Al3+、Fe3+和低聚合度高電荷的多核羥基配合物的穩(wěn)凝聚作用； b. 高聚合度羥基配合物的橋連絮凝作用 c. 以氫氧化物沉淀形式存在時(shí)的網(wǎng)捕絮凝作用。不同pH、雜質(zhì)濃度下的作用： a.在pH偏低、膠體及
11、懸浮微粒濃度高、投藥量尚不足的反應(yīng)初期，以脫穩(wěn)凝聚為主； b.在pH較高、污染物濃度較低、投藥量充分時(shí)，網(wǎng)捕絮凝作用為主； c.在pH和投藥量適中時(shí)，橋連絮凝則成為主要的作用形式。,聚合氯化鋁的優(yōu)點(diǎn),a 應(yīng)用范圍廣，對(duì)各種廢水都可以達(dá)到好的混凝效果。 b 易快速形成大的礬花，沉淀性能好，投藥量一般比硫酸鋁低，過(guò)量投加時(shí)也不會(huì)象硫酸鋁那樣造成水渾濁。 c 適應(yīng)的PH值范圍較寬(在59間)，且處理后水的pH值和堿度下降較小。 d 水溫低時(shí)，仍可保持穩(wěn)定的混凝效果。 e 其堿化度比鋁鹽、鐵鹽為高，因此藥液對(duì)設(shè)備的侵蝕作用小。,（2）聚合硫酸鐵 簡(jiǎn)稱聚鐵，F(xiàn)e(OH)n(SO4)3-n/2m。是
12、一種多羥基、多核絡(luò)合物，與聚合鋁鹽都是具有定堿化度的無(wú)機(jī)高分子聚合物，且作用機(jī)理也頗為相似。 適宜水溫1050，pH5.08.5，但在pH4.011范圍內(nèi)仍可使用。 與普通鐵鋁鹽相比，它具有投加劑量少，絮體生成快，對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)范圍廣以及水解時(shí)消耗水中堿度少等一系列優(yōu)點(diǎn)。,.有機(jī)類(lèi)化合物,主要是能夠發(fā)揮絮凝作用的天然或人工合成的有機(jī)高分子物質(zhì)。 天然產(chǎn)物多屬蛋白質(zhì)或多糖類(lèi)化合物，如動(dòng)物膠、淀粉、藻朊酸鈉等； 人工合成產(chǎn)品多是聚丙烯、聚乙烯類(lèi)物質(zhì)，如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、聚乙烯亞胺等。 水溶性的線性高分子聚合物。,按可離解基團(tuán)的特性，可分： 陰離子型：-COOH、-SO3H、-OSO3H等；
13、 陽(yáng)離子型：-NH3OH、-NH2OH、-CONH3OH； 兩性型：同時(shí)含兩種基團(tuán)； 非離子型：不能電離的非電解質(zhì)。 分子呈鏈狀，并由很多鏈節(jié)組成，每一鏈節(jié)為一化學(xué)單體，各單體以共價(jià)鍵結(jié)合。 聚合物的分子量是單體的分子量的總和，單體的總數(shù)稱為聚合度。 作用-----吸附架橋作用： 陰離子型絮凝劑只發(fā)揮絮凝作用，往往不單獨(dú)使用，而與鋁鐵鹽配合使用。 陽(yáng)離子型絮凝劑發(fā)揮凝聚和絮凝作用，可單獨(dú)使用。,.活化硅酸,活化硅酸是在上世紀(jì)30年代后期開(kāi)始在水處理中應(yīng)用的。 活化硅酸實(shí)質(zhì)上是硅酸鈉在加酸條件下水解聚合反應(yīng)進(jìn)行到一定程度的中間產(chǎn)物，其組分特征，如電荷、大小、結(jié)構(gòu)，取決于水解反應(yīng)起始的硅濃
14、度、反應(yīng)時(shí)間(從酸化到稀釋)和反應(yīng)時(shí)的PH值。 其組分為Na2O.3SiO2.xH2O，有效成分為硅酸鈉。 其水解過(guò)程中游離出來(lái)的硅酸單體在溶液中產(chǎn)生縮聚，產(chǎn)生羥基橋連和氧基橋連，從而形成各種高分子的陰離子，發(fā)展成為線狀、分支鏈或球狀顆粒等。,由于呈真溶液狀態(tài)的活化硅酸在通常PH條件下組分帶有負(fù)電荷，對(duì)膠體的混凝是通過(guò)吸附架橋使粒子粘連而完成的，只起絮凝作用，而不能起凝聚作用，因而常被稱為絮凝劑或助凝劑。 活化硅酸一般無(wú)商品出售，需在水處理現(xiàn)場(chǎng)制備，其原因是活化硅酸在儲(chǔ)存時(shí)局析出硅膠而失去絮凝功能。,第二節(jié) 沉淀和澄清,一、沉淀理論基礎(chǔ) 二、沉淀池 三、澄清和澄清池 四、預(yù)沉方式和系統(tǒng)選擇,一
15、、沉淀理論基礎(chǔ),懸浮顆粒在水中的沉降,根據(jù)其濃度及特性,可分為四種基本類(lèi)型: (1)自由沉降 (2)絮凝沉降 (3)擁擠沉降 (4)壓縮沉降,(1)自由沉降,顆粒在沉降過(guò)程中呈離散狀態(tài),其形狀、尺寸和質(zhì)量均不改變，下沉速度不受干擾。 如沉砂池中的沉降。,(2)絮凝沉降,在沉降過(guò)程中各顆粒之間能相互黏結(jié)，其尺寸、質(zhì)量會(huì)隨深度的增加而逐漸變大，沉速也增大。 懸浮物的去除率與沉淀速度、深度有關(guān)。 如：混凝沉淀池、初沉池的后期、二沉池中初期的沉降。,(3)擁擠沉降,顆粒在水中的濃度較大時(shí)，其間相互靠得很近，在下沉過(guò)程中彼此受到周?chē)w粒作用力的干擾，但顆粒間的相對(duì)位置不變，作為一個(gè)整
16、體而成層沉降。 在清水和渾水之間形成明顯的界面，沉降過(guò)程實(shí)際上就是這個(gè)界面的下沉過(guò)程。 當(dāng)懸浮物質(zhì)的量占液體體積的1%左右時(shí)就會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象。 如：高濁度水的沉淀、二次沉淀池后期的沉降。,(4)壓縮沉降,也稱作污泥濃縮。顆粒在水中的濃度很高時(shí)會(huì)相互接觸。上層顆粒的重力作用可將下層顆粒間的水?dāng)D壓出界面，使顆粒群被壓縮。 濃縮的過(guò)程是不斷排除孔隙水的過(guò)程。 如：沉淀池底部的污泥斗中或污泥濃縮池中。,二、沉淀池,根據(jù)沉淀池的結(jié)構(gòu)類(lèi)型可分為： 1. 平流式沉淀池 2. 豎流式沉淀池 3. 輻射式沉淀池 4. 斜板和斜管沉淀池,,平流式沉淀池,,豎流式沉淀池,輻流式沉淀池,斜板斜
17、管沉淀池,1-配水槽；2-穿孔墻；3-斜板或斜管； 4-淹沒(méi)孔口；5-水槽；6-排泥管；7-支架,理想沉淀池的水平流速u(mài)0為水的流量與沉淀池的面積的比值（Q/A），如果Q不變，則增大A，就可減小u0，即有更多的懸浮物可以沉下，提高了沉淀效率。又因?yàn)閠=H/u0，則在保持u0不變的條件下，隨著有效深度H的減小，沉淀時(shí)間t就可按比例縮短，從而減小了沉淀池的體積。 若將水深為H的沉淀池分隔為n個(gè)水深為H/n的沉淀池，則當(dāng)沉淀區(qū)長(zhǎng)度為原來(lái)長(zhǎng)度的1/n時(shí)，就可處理與原來(lái)的沉淀池相同的水量，并達(dá)到完全相同的處理效果，即池子越淺，越縮短時(shí)間。這就是淺池沉淀原理。 為了讓沉到底部的污泥便于去除，將這些淺的
18、沉淀區(qū)傾斜60，以使污泥順利滑下，則稱之為斜板沉淀池；若將沉淀區(qū)內(nèi)進(jìn)一步分隔成波紋形管或蜂窩形板，則稱之為斜管沉淀池。,三 澄清和澄清池,澄清 利用活性泥渣與混凝處理后的水進(jìn)一步接觸，加速沉淀速度的過(guò)程 新形成的沉淀泥渣具有較大的表面積和吸附活性，稱為活性泥渣。 澄清池 特點(diǎn)：利用活性泥渣與原水進(jìn)行接觸絮凝 將反應(yīng)池和沉淀池統(tǒng)一在一個(gè)設(shè)備 分類(lèi)： 機(jī)械加速澄清池 是利用機(jī)械攪拌作用來(lái)完成混合、泥渣循環(huán)和接觸絮凝過(guò)程的。 水力循環(huán)澄清池 利用水射器形成真空自動(dòng)吸入活性泥渣與加藥原水充分混合,水力循環(huán)澄清池,機(jī)械攪拌加速澄清池,四、預(yù)沉方式和系統(tǒng)選擇,1. 預(yù)沉方式可選用
19、自然沉淀或混凝沉淀工藝。 混凝沉淀的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于自然沉淀。斜板斜管技術(shù)用于自然沉淀或混凝沉淀后，能大大提高經(jīng)濟(jì)性。 2. 采用混凝工藝預(yù)沉?xí)r，應(yīng)注意絮凝劑的使用范圍。 3. 工業(yè)水處理澄清器對(duì)原水懸浮物有一定的適應(yīng)范圍， 如機(jī)械攪拌或水力加速澄清池為3000 mg/L、懸浮澄清池500mg/L；當(dāng)原水懸浮物大于上述數(shù)值時(shí)，就要考慮預(yù)沉。,第三節(jié) 過(guò)濾,水通過(guò)濾料床層時(shí)，其中的懸浮顆粒和膠體就被截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中，這種通過(guò)粒狀介質(zhì)層分離不溶物的方法稱為粒狀介質(zhì)過(guò)濾。 可用于活性炭吸附和離子交換等深度處理過(guò)程之前作為預(yù)處理，也可用于化學(xué)混凝和生化處理之后作為后處理過(guò)程。,一 原理,阻
20、力截留 當(dāng)原水自上而下流過(guò)粒狀濾料層時(shí)，粒徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料間的空隙越來(lái)越小，截污能力隨之變得越來(lái)越高，結(jié)果逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并由它起主要的過(guò)濾作用。 重力沉降 原水通過(guò)濾料層時(shí)，眾多的濾料表面提供了巨大的沉降面積。形成無(wú)數(shù)的小沉淀池，懸浮物極易在此沉降下來(lái)。 接觸絮凝 由于濾料具有巨大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外，砂粒在水中常帶有表面負(fù)電荷，能吸附帶正電荷的鐵、鋁等膠體，從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜，并進(jìn)而吸附帶負(fù)電荷的黏土和多種有機(jī)物等膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。,二 濾料,常用濾料有石英砂、無(wú)
21、煙煤屑、大理石粒等。除 應(yīng)考慮價(jià)廉易得外，還需考慮： （1）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定； （2）機(jī)械強(qiáng)度足夠； （3）粒度合適,三 影響過(guò)濾的因素,濾速 濾速太快，會(huì)促使已吸附的懸浮物剝落，導(dǎo)致水質(zhì)惡化和水頭損失增大，從而縮短過(guò)濾周期；濾速太慢，會(huì)影響濾池單位過(guò)濾面積的出力，也影響水流中懸浮物顆粒向?yàn)V層顆粒表面輸送。對(duì)于過(guò)濾經(jīng)過(guò)混凝和澄清處理的水來(lái)說(shuō)，濾速一般為1012m/h。 反洗效果 反洗的目的是除去已處于飽和狀態(tài)的濾層上吸附的懸浮物顆粒，恢復(fù)濾料的過(guò)濾能力。,水流均勻性 排水系統(tǒng)對(duì)水流均勻性影響最大。 過(guò)濾前水質(zhì) 過(guò)濾前的水，若已經(jīng)混凝處理，則殘留在水中的懸浮物在過(guò)濾過(guò)程中具有較好的滲
22、透性能，即能滲入到濾層的下層，產(chǎn)生接觸混凝過(guò)濾，從而提高了濾池的截污能力。 濾料污染狀況 反洗時(shí)總有微量不易沖洗的污物殘留在濾池內(nèi)，導(dǎo)致濾料的污染，影響濾池的運(yùn)行，出現(xiàn)過(guò)濾效果不好或過(guò)濾周期縮短。 可采用進(jìn)行化學(xué)清洗。,四、過(guò)濾設(shè)備,第四節(jié) 氣浮,一 氣浮與浮選 二 氣浮的原理 三 氣浮設(shè)備 四 特點(diǎn)及用途,一、氣浮與浮選,氣浮 是利用高度分散的微小氣泡作為載體去除水中的懸浮物，使其隨氣泡升到水面而加以去除的方法。 氣浮的對(duì)象是乳化油、疏水性細(xì)微固體懸浮物。 浮選 是在水中投加浮選劑，選擇性地將親水性的污染物變?yōu)槭杷?，從而能附在氣泡上，然后一起浮生到水面而加以去除的又一種
23、水處理方法。 浮選的對(duì)象是親水性固體懸浮物、重金屬離子等。,浮選劑 對(duì)細(xì)分散的親水性顆粒，需經(jīng)浮選劑處理，使被氣浮的物質(zhì)表面疏水化而附著于氣泡上，同時(shí)有促進(jìn)起泡的作用，使廢水中的空氣泡形成穩(wěn)定的小氣泡，從而有利于氣浮。浮選劑大多數(shù)是由極性-非極性分子所組成，極性基團(tuán)能選擇性地被親水性物質(zhì)所吸附，非極性基則朝向水，這樣親水性物質(zhì)的表面就被轉(zhuǎn)化成疏水性物質(zhì)而被黏附在空氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面。 種類(lèi)：松香胺、煤油產(chǎn)品、脂肪酸及鹽類(lèi)等,二、氣浮的原理,實(shí)現(xiàn)氣浮分離過(guò)程的必要條件是使雜質(zhì)能夠黏附 在氣泡上，這是一個(gè)涉及到氣、液、固三相介質(zhì)的問(wèn) 題。顆粒能否黏附到氣泡上去，取決于水對(duì)該種顆粒
24、的 潤(rùn)濕性。一般是疏水性顆粒易于與氣泡黏附，而親水性 顆粒難以與氣泡黏附。,水對(duì)各種物質(zhì)潤(rùn)濕性大小可用它們與水的接觸角來(lái)衡量。 90。為親水性物質(zhì)， 90。為疏水性物質(zhì)。 并非所有物質(zhì)都能黏附到氣泡上 0，不能氣??； 90。，附著不牢易于分離； 180。，易氣浮，如乳化油。,三 氣浮設(shè)備,氣浮設(shè)備按氣泡產(chǎn)生的方法分： (1) 加壓溶氣氣浮 (2) 葉輪氣浮 (3) 曝氣氣浮 (4) 射流氣浮 (5) 電解氣浮等,,,四 特點(diǎn)及用途,易于去除比重較輕的絮體及廢水中的纖維物。對(duì)低濁度低溫水的處理效果較好。對(duì)受污染的水體可取得較好的凈化效果；凈水效率高，排泥方便。 處理時(shí)間短，僅需
25、15分鐘，而一般澄清設(shè)備需6090分鐘 。,第五節(jié) 消毒,滅活水中絕大多數(shù)病原體，使水的微生物質(zhì)量滿足人類(lèi)健康要求的技術(shù)，稱為消毒。 水經(jīng)過(guò)混凝、沉淀和過(guò)濾后也能除掉很多細(xì)菌，但由于水中的細(xì)菌很多，光靠這兩步還達(dá)不倒標(biāo)準(zhǔn)，還須用消毒來(lái)解決。,水的消毒是通過(guò)消毒劑來(lái)完成的,消毒劑可分為四類(lèi): 1) 氧化劑； 2) 金、銀、汞等重金屬離子，銅離子能殺死藻類(lèi)； 3) 陽(yáng)離子表面活性劑季銨類(lèi)與吡啶嗡的化合物； 4) 物理媒劑：紫外線（=253.7265nm ） 紫外線消毒是目前高純飲用水及各種飲料常用方法。 水中菌類(lèi)微生物受到紫外線照射后，紫外光譜能量被細(xì)菌的核酸所吸收，并使核酸結(jié)構(gòu)破壞，影響
26、其新陳代謝過(guò)程而死亡。 紫外線波長(zhǎng)為200-300nm時(shí)消毒效果最好，260最佳。,第六節(jié) 吸 附,利用多孔性的固體物質(zhì)，使水中一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面。用于除嗅、有機(jī)物、膠體、微生物及余氯等。,一、 吸附類(lèi)型,物理吸附 通過(guò)分子間力（范德華力）而產(chǎn)生的吸附。特點(diǎn)是沒(méi)有選擇性，吸附質(zhì)并不固定在吸附劑表面的專(zhuān)門(mén)格點(diǎn)上，在界面范圍內(nèi)可自由移動(dòng)，吸附速度快。 化學(xué)吸附 通過(guò)化學(xué)鍵力等化學(xué)作用而產(chǎn)生的吸附。特點(diǎn)是具有選擇性，吸附速度慢。 交換吸附 通過(guò)靜電引力作用，包括離子交換。 幾種作用往往同時(shí)存在，一般低溫時(shí)物理吸附，高溫時(shí)化學(xué)吸附。,二、 吸附劑,常用的吸附劑有：活性炭、磺
27、化煤、沸石、活性白土、硅藻土、腐殖質(zhì)、焦炭、木炭、木屑等。 多孔或磨得很細(xì)的物質(zhì)，由于具有巨大的表面積，因而有明顯的吸附性能。吸附量與比表面積、細(xì)孔的構(gòu)造和分布有關(guān)。 吸附劑的再生：加熱法、蒸汽法、溶劑法、臭氧氧化法、生物法等。,第七節(jié) 除鐵和錳,1. 空氣曝氣法 6. 化學(xué)沉淀法 2. 氯氧化法 7. 混凝沉淀過(guò)濾法 3. 高錳酸鉀氧化法 8. 電解法 4. 接觸過(guò)濾法 9. 用鐵細(xì)菌處理 5. 離子交換法 10.穩(wěn)定處理,1. 空氣曝氣法,是應(yīng)用最多的一種方法。 目的是為了向水中溶入氧散去CO2提高pH值，使Fe2+向Fe3+轉(zhuǎn)化，然后形成Fe(OH)3的絮凝體沉淀過(guò)濾而除去。 錳
28、砂過(guò)濾：3MnO2+O2=MnOMn2O7 MnOMn2O7+4Fe2++2H2O3MnO2+4Fe3++4OH- 速度大大加快，錳砂是一種催化劑。 曝氣的方式有：水射式曝氣、跌水曝氣、空氣壓縮機(jī)充氣、淋水或噴水曝氣、曝氣塔曝氣等。,2.氯氧化法 氯是比溶解氧更強(qiáng)的氧化劑，能迅速地將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵。 可減少反應(yīng)和沉淀時(shí)間，簡(jiǎn)化處理系統(tǒng)： 2Fe(HCO3)2+Cl2+Ca(HCO3)2=2Fe(OH)3+CaCl2+6CO2 在pH為410的范圍內(nèi)都可發(fā)生。 當(dāng)水中含銨鹽或含氮有機(jī)物時(shí)，加氯量增大。 3.高錳酸鉀氧化法 比氯和氧更強(qiáng)烈的氧化劑，能迅速地將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，生成密實(shí)的
29、絮凝體，易于為砂濾池所截留。 用于硬度較大的含鐵地下水效果較好。,4.接觸過(guò)濾法 以硫酸錳、氯化錳和高錳酸鉀反復(fù)處理錳砂、綠砂、人造沸石或其它陰離子交換劑，可使之表面附著一層高價(jià)錳的氧化物，當(dāng)含鐵水通過(guò)這種濾料時(shí)，二價(jià)鐵便被氧化除去。 適合于處理含鐵濃度不超過(guò)10mg/L的原水。 5.離子交換法 水中溶解的亞鐵離子可用離子交換法除去，除去的過(guò)程和軟化法一樣。 適用于水需同時(shí)軟化，且要求水中無(wú)氧氣，不含二價(jià)鐵離子以外的其它形式的鐵質(zhì)。,6.化學(xué)沉淀法 加入石灰后，水中產(chǎn)生FeCO3沉淀出來(lái)，然后直接由過(guò)濾除去。 在pH為8.08.5之間就可以發(fā)生反應(yīng)，要求水中沒(méi)有氧氣，一般要求一個(gè)密閉的壓力混合
30、反應(yīng)器和壓力濾池系統(tǒng)。 7.混凝沉淀過(guò)濾法 當(dāng)?shù)叵滤杏袡C(jī)鐵或膠體狀鐵時(shí)，一般氧化法不能將鐵去除，需用混凝劑，通過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾可獲得良好的效果。,8.電解法 在金屬鋁電極間通過(guò)原水，由水電解產(chǎn)生新生氧而氧化水中亞鐵鹽，同時(shí)從電極中放出的鋁離子可生成氫氧化鋁，吸附懸濁的鐵氧化物，進(jìn)行凝聚、沉淀、過(guò)濾。 原理： H2O=H2+1/2O2(新生氧） 2Fe(HCO3)2+1/2O2+H2O=2Fe(OH)3+4CO2 2Al3++6H2O=2Al(OH)3+3H2 長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中，電極表面的水垢將產(chǎn)生阻抗。,9. 用鐵細(xì)菌處理 利用鐵細(xì)菌可以使水中溶解的鐵氧化為不溶性的Fe3+而聚集起
31、來(lái)。 發(fā)式纖毛細(xì)菌、赫式纖毛菌、含鐵嘉氏鐵柄桿菌、多孢鐵細(xì)菌等。 操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉。 是一種慢速過(guò)濾法，適宜于水量小的情況。 10. 穩(wěn)定處理 把鐵、錳保持在溶解狀態(tài)。 適用于地下水溶解性鐵、錳總量約0.52mg/L。 投加阻垢分散劑，如聚磷酸鹽、共聚物等。,除 錳,與除鐵相似。主要是將溶解的Mn2+氧化為不溶解的MnO2,從水中除掉。 要求條件比除鐵高，如用曝氣氧化法除錳時(shí)，須在水中加入石灰或堿，使pH略高于10才能有效。,第八節(jié) 沉 淀,是化學(xué)水處理方法中的一大類(lèi)，它把水中部分溶解雜質(zhì)以固態(tài)形式除去。與離子交換相比，沒(méi)有酸堿的排放，有利于環(huán)境保護(hù)。,一、 石灰法處理 石灰預(yù)處理設(shè)置在離子交換的前面以降低水中堿度，在國(guó)外是比較普遍的方法。 二、鎂劑除硅 是在凝聚石灰處理過(guò)程中加入含有MgO成分的藥劑通過(guò)MgO粒子與水中硅酸化合物的復(fù)雜反應(yīng)，達(dá)到去除硅酸的目的。 其機(jī)理是含有氫氧化鎂的粒子表面吸附硅酸化合物，形成難溶的硅酸鎂，在某種程度上也發(fā)生了硅酸膠體的凝聚和硅酸鈣的生成。,三、石灰、蘇打、磷酸三鈉軟化 石灰、蘇打、磷酸三鈉及其他堿性藥劑處理，是使原水硬度鹽類(lèi)產(chǎn)生沉淀分離達(dá)到軟化。它是以石灰為基本處理。當(dāng)原水總硬度大于總堿度即有永硬存在時(shí)，用石灰除去水中碳酸鹽硬度，輔加純堿除去非碳酸鹽硬度，磷酸三鈉一般只用做處理殘余硬度，使其達(dá)到更低值。,
工業(yè)用水的預(yù)處理
