BOB半岛第四章废水的化学处理法

　　BOB半岛第四章废水的化学处理法法： 1、把两者当作同义词，不加区别，可以互相通用。 2、把凝聚认为是胶体的脱稳阶段，而絮凝则是胶体脱稳后结或 大颗粒聚体的阶段(前一阶段相当于加药混合后的极短一段时 间，可能在1s以内)。 3、由LaMer于1964年提出的，凝聚指由于压缩双电层所产生的 脱稳过程，而絮凝则由于胶体颗粒被吸附在长链状的有机高 分子上所起的脱稳作用(即架桥作用)。 4、weber在《水质控制物理化学方法》一书中所采用的，凝聚 指胶体脱稳及结成聚体的整个过程，絮凝仅指结成絮体这一 阶段。 由于目前尚无一恰当的、统一的名词兼具凝聚与絮凝两种含义。

　　废水中的胶粒具有一定的稳定性，要使它 们凝聚成大的颗粒从而自然下沉，必须破 坏其稳定性，向废水中投加混凝剂的过程 就是破坏胶体颗粒稳定性的过程。 其原理主要有：

　　 胶体颗粒带有同号电荷，因此存在着静电斥力，但 同时胶粒之间又存在着范德华引力，胶体的稳定性

　　良好的水解和聚合条件，使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和 紊动水流进行凝聚,并不要求形成大的絮凝体。  混合要求快速和剧烈搅拌，在几秒钟或一分钟内完成。对于 高分子混凝剂，由于它们在水中的形态不象无机盐混凝剂那 样受时间的影响，混合的作用主要是使药剂在水中均匀分散BOB半岛官网， 混合反应可以在很短的时间内完成，而且不宜进行过份剧烈 的搅拌。  反应阶段的要求是使混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良 好沉淀性能的絮凝体。反应阶段的搅拌强度或水流速度应随 着絮凝体的结大而逐渐降低，以免结大的絮凝体被打碎。如 果在化学混凝以后不经沉淀处理而直接进行接触过滤或是进 行气浮处理，反应阶段可以省略。

　　胶体的中心有数十到数千个不溶于水的胶 体分子聚合成的胶核BOB半岛官网。在其表面选择吸 附了一层带同号电荷的离子，这些离子 可以是胶核表层分子离解产生，也可以 时水中原来就存在的HBOB半岛官网、Na等阳离子或 OH-等，这层离子成为胶体的电位离子， 他决定了胶粒的电荷多少和符号，即构 成了双电层的内层。由于电位离子的静 电引力，在其周围的溶液里又吸引了众 多的异号离子，形成反离子层半岛BOB，它构成 了双电层的外层BOB半岛官网。 2013-7-29

　　后，由于金属离子的水解和聚合， 会以水中的胶粒为晶核形成胶体状 沉淀物；或者在这种沉淀物从水中 析出的过程中，会吸附和网捕胶粒 而共同沉降下来，这称为沉淀网捕 作用。

　　去除水中的杂质。  处理对象主要是污水中无机的或有机的(难 于生物降解的)溶解物质或胶体物质。  对于污水中的容易生物降解的有机溶解物 质或胶体物质，尤其是当水量较大时，一 般都采用生物处理的方法。因为生物处理 法不仅有效，而且处理费用低廉。

　　 凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的 性质、浓度。如水中污染物主要呈胶体状态， 且ξ 电位较高，则应先投加无机混凝剂使其

　　脱稳凝聚，如絮体细小，还须投加高分子混 凝剂或配合使用活性硅酸等助凝剂。很多情 况下，将无机混凝剂与高分子混凝剂并用， 可明显提高混凝效果，扩大应用范围。对于 高分子混凝剂而言，链状分子上所带电荷量 越大，电荷密度越高，链状分子越能充分延 伸，吸附架桥的空间范围也就越大，絮凝作 用就越好 BOB半岛。

　　聚集稳定性：胶体带电相斥（憎水性胶体） 水化膜的阻碍（亲水性胶体） 两者之中，聚集稳定性对胶体稳定性的 影响起关键作用。

　　胶粒与溶液主体之间胶粒剩余电荷的存在，所产 生的电位，称为ζ电位。ζ电位越高，带电量越 大，胶粒也就越稳定，不易沉降；若ζ电位越低 或接近于零，胶粒就很少带电或不带电，分散 系就不稳定，易于相互接触粘合而沉降。 分散系的稳定性主要是同类胶体分散系微粒带同 号电荷，它们之间的静电斥力阻止了微粒间彼 此接近而聚合成教大的颗粒；其次，带电荷的 胶体与反离子都能与周围的水分子发生水化作 用BOB半岛BOB半岛官网，形成一层水化壳，也阻碍了各胶体的聚合。 当分散系中加入某种絮凝剂，使胶团ζ电位降低 或消除，胶粒相互聚集成絮体，各分散的絮体 又相互凝聚成大絮体而沉降。

　　对胶体颗粒的表面电荷的电位、絮凝剂的性质 和作用以及絮凝作用都有很大的影响。  ｐＨ对溶胶的影响表现在胶体的电荷和电泳速 度随ｐＨ而变化BOB半岛官网。例如，ｐＨ降低时阳性溶胶 由于吸附多量的Ｈ＋，而使颗粒的电荷增大， 电泳速度也随之加快，ｐＨ升高则得到与之相 反的结果。对于阴性溶胶，若ｐＨ上升，颗粒 群吸附ＯＨ－离子增多，电荷增多，电泳速度 加快，ｐＨ下降所得结果与之相反。ｐＨ对上 述颗粒电荷的影响，最终归结为对絮体成长和 沉降量的影响。

　　5min。搅拌的速度过快，时间过长，能将大 颗粒的固体搅碎，成小颗粒，使能够沉淀的 颗粒变成不能沉淀的颗粒，降低絮凝效果。 当然，如果搅拌速度过慢BOB半岛，时间过短，也不 利于絮凝剂捕集胶体颗粒，而且絮凝剂的浓 度分布也不均匀，更不利于发挥絮凝剂的作 用。

　　粒或链状高分子集中的异号电荷的 部位有强烈的吸附作用，由于这种 吸附作用中和了它的部分或全部电 荷，减少了静电斥力，因而容易脱 稳。

　　(1)晶格取代 黏土由铝氧八面体和硅氧四面体的晶格组成。天然黏土中 A13(或Si3)的晶格点往往被一部分低价的Mg2和Ca2所取代， 结果使黏土晶格带负电。 (2)结构缺陷 某些离子型结晶物质的Schotty缺陷(指某种离子可以在晶体内自由 运动)BOB半岛官网，在晶体表面产生过量的阳离子或阴离子，因面在表面 带正电或负电。 （3)吸附 固相表面对水中某种离子特异吸附面获得电荷。例如AgI胶休 对Ag或I-的吸附而使其表面带上正或负电荷。溶胶颗粒的带电 多属这种类型。 (4)固体表面的电离 这种原因带电的情况很多。原来中性的固体表面，在不同的pH 值条件下，受到溶液中H和OH-作用而发生不同形式的电离，最 2013-7-29 后导致其表面带电。情况将随溶液PH值而变化。

　　 投加量除与水中微粒种类、性质、浓度有关 外，还与混凝剂品种、投加方式及介质条件 有关半岛BOB。对任何废水的混凝处理，都存在最佳 混凝剂和最佳投药量的问题，应通过实验确 定。  一般的投加量范围是：普通铁盐BOB半岛官网BOB半岛官网、铝盐为1030mg/L；聚合盐为普通盐的1/2-1/3；有机高 分子混凝剂通常只需1-5mg/LBOB半岛，且投加量过量， 很容易造成胶体的再稳。  由于混凝过程的复杂关系，不通过实验就不 能选择任何一种废水的最适宜的混凝剂，以 2013-7-29 及决定最佳投加量和最佳控制条件BOB半岛官网。

　　化学混凝所处理的对象，主要是废水中的细小悬 浮颗粒和胶体微粒，大颗粒的悬浮物由于受 重力的作用而下沉，可以用自然沉淀法除去；但 是，微小粒径的悬浮物和胶体，能在水中长期 保持分散悬浮状态，即使静置数十小时以上也 不会自然沉降。

　　反应慢。另外水温低，水的粘度增大，布朗 运动减弱，混凝效果下降。这也是冬天混凝 剂用量比夏天多的缘故。但温度也不是越高 越好，当温度超过９０℃时，易使高分子絮 凝剂老化或水解生成不溶性物质BOB半岛官网，反而降低 混凝效果。

　　混凝法是废水处理中经常采用的方法，可以用来降低废水 的浊度和色度，去除多种高分子有机物BOB半岛官网。此外BOB半岛，混凝法 还能改善污泥的脱水性能。

　　悬浮物粒径通常大于l微米，大颗较的悬浮物由于受重力的作 用而下沉，可以通过沉淀除去。实际上BOB半岛BOB半岛，根据Stokes公式计算， 粒径10微米的微粒在水中下沉1m水深约需100min，而当粒径 由10微米缩小为l微米时，其理论沉降时间将变为10000min， 因此不能靠自然沉降的方法把这类微粒从水中去除半岛BOB。

　　就取决于二者谁占优势，当距离很近时，合力为范 德华力，因此表现为吸引，胶体颗粒能互相吸住， 胶体脱稳，若距离较远时，静电斥力占优势，胶体 系统将保持稳定。在水处理中使胶体凝聚的主要方 法是向水中投加电解质，如胶体颗粒带负电，则投 加带有正电荷的电解质，（即与反离子电性相同）， 这些电解质就会挤入反离子的吸附层，则吸附层变 厚，中和了胶核的电性，扩散层变薄，颗粒间距变 小，范德华力占优势，当大量电解质进入吸附层致 使扩散层完全消失时，则胶体颗粒则完全不带电， 使胶粒容易脱稳BOB半岛，这种作用叫压缩双电层。

　　吸附架桥主要是指投加的水溶性链状高 分子聚合物絮凝剂，在静电力BOB半岛官网、范德华力和 氢键力等的作用下，将胶体和悬浮颗粒吸附、 架桥形成一串串絮体（矾花）相互融合聚结 为大絮体而沉降的过程。 高分子投量过少，不足以形成吸附架桥， 但投加过多，会出现“胶体保护”现象。胶 体微粒表面高分子覆盖率为1／2时的絮凝效 果最好、但在实际水处理中，胶体表面覆盖 率无法测定，故高分子混凝剂投量通常由试 验决定。

　　混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝 聚生长成大矾花BOB半岛官网。 水处理中主要杂质：粘土（50nm-4 m） 细菌（0.2m-80m） 病毒（10nm-300nm） 蛋白质（1nm-50nm）、腐殖酸

　　 有些杂质的存在能促进混凝过程。比如硫BOB半岛半岛BOB、 磷化合物以外的其他各种无机金属盐，均能 压缩胶体粒子的扩散层厚度半岛BOB，促进胶体凝聚。 且浓度越高，促进能力越强，并可使混凝范 围扩大BOB半岛官网。  有些物质则会不利于混凝的进行。如磷酸离 子、亚硫酸离子、高级有机酸离子会阻碍高 分子絮凝作用。另外，氯、螯合物、水溶性 高分子物质和表面活性物质都不利于混凝。

　　固地吸引着，当胶核运动时半岛BOB，它也随着一 起运动，组成了吸附层，他和电位离子一 起组成胶团的固定层。固定层以外的反离 子，由于热运动和液体溶剂作用而向外扩 散，因此，受电位离子的引力较弱，不随 胶核一起运动，而围着吸附层形成了扩散 层。固定层与扩散层之间的交界面成为滑 动面，滑动面以内的部分（胶核吸附层） 称为胶粒，它是带电微粒。胶粒与扩散层 一起构成了电中性的胶团。