水污染控制工程第8章-污水的化学处理课件

第八章 污水的化学与物理化学处理1整体概述概述二点击此处输入相关文本内容概述一点击此处输入相关文本内容概述三点击此处输入相关文本内容28.1 废水的混凝3混凝（絮凝）的基本概念混凝（絮凝）：通过向污水中加入化学药剂，使废水（污水）中的胶体颗粒或其他物质能够凝聚成大颗粒从而与水相分离的方法，一般有混凝沉淀和混凝气浮两大类。4混凝一级水处理流程5水果、蔬菜脱水废水处理工艺中的混凝强化流程序号序号项目项目CODCODCODCOD（mg/lmg/lmg/lmg/l）BODBODBODBOD5 5 5 5（mg/lmg/lmg/lmg/l）1 1 1 1原水原水700012000700012000700012000700012000408069604080696040806960408069602 2 2 2UASBUASBUASBUASB出水出水140018001400180014001800140018006126966126966126966126963 3 3 3二沉池出水二沉池出水14022014022014022014022025282528252825284 4 4 4混凝沉淀池出水混凝沉淀池出水8413284132841328413225282528252825285 5 5 5标准值标准值150150150150303030306废纸脱墨废水处理技术 格栅集水井絮凝气浮池浮渣储槽(提升泵)(提升泵)加药装置 排放或回用 回用到车间 项项 目目原水原水格栅格栅絮凝气浮絮凝气浮总出水总出水排放要求排放要求COD(mg/l)COD(mg/l)180018001620162035035035080.6%80.6%BODBOD5 5(mg/l)(mg/l)80080072072012012012085%85%7混凝过程具有两个作用处理对象：胶体态及难沉物第一个作用：使水中原有的离散微粒首先具有粘附在固体颗粒上的性质 凝聚（coagulation）第二个作用：使这些具有粘附性的离散微粒能够粘结成絮体 絮凝（flocculation）混凝（coagulation-flocculation）8胶体颗粒的基本性质 水处理中常见胶体：粘土颗粒（对于d4m），大部分细菌（0.280nm），病毒（10300nm），蛋白质。憎水性胶体，亲水性胶体或介于两者之间。对憎水性胶体，其稳定性可用双电层结构来说明。对于亲水性胶体，其稳定性主要由于它所吸附的大 量水分子所构成的水壳来说明。稳定性：胶体颗粒在水中保持分散状态的性质。9 混凝是废水处理中最具代表意义的技术，混凝原理涉及界面与胶体科学的内容，目前混凝研究仍处在瓶颈阶段。所谓的混凝四大机理：1.压缩双电层，2.吸附电中和，3.吸附架桥，4.沉淀网捕。其实对混凝科学的研究帮助不大。关键问题是混凝的定量性存在与否，定量性依据是什么的问题。1、混凝原理及药物10胶团示意图11电位离子反离子扩散层胶团边界滑动面胶粒吸附层胶核电位电位12颗粒能量图13压缩双电层机理14聚合物的机理15铝盐絮凝的化学反应系列16pH值的影响17铝盐的工作相图18高分子物质的延伸现象192 水处理混凝剂一览20最适药剂量21药剂的溶解和投加过程22混合是一种能量耗散，促成紊流是混合的要领。8.2.混合的机理和设备混合有各种手段，衡量优劣的是混和效率 混合在多相的废水处理中是一个重要的单元操作，包括 （1）一种物质和另一种物质的完全混合。（2）可互溶液体物质间的掺混。（3）废水的混凝（Coagulation&Flocculation)（4）废水中悬浮体的持续维持 （5）热的传递 混合可分为（1）持续性快速混合（小于30秒）（2）持续性慢速混合（大于30秒）（3）间歇式混合23化学混凝的设备n n混凝剂的配制和投加设备；n n混合设备；n n反应设备；n n分离设备24快速混合的技术设备25两种方式的混合搅拌26水中颗粒物的运动方式27浆板式机械混合池28各种形式的浆片29 穿孔板式混合30涡流式混合31水泵搅拌系统32反应设备反应设备中，搅拌强度沿水流方向应逐渐减小。思考：这样做的目的是什么？反应设备主要设计参数是：搅拌强度：用速度梯度G表示。搅拌时间：t33速度梯度G速度梯度：指由于搅拌在垂直水流方向上引起的速度差。垂直水流距离搅拌需要的功率动力粘度系数Gt值间接表示整个反应时间内颗粒碰撞的总次数，可以用来控制反应效果。（104105）GtC也可以应用，C为胶体浓度。（100左右）34水平轴机械反应池35 垂直轴机械反应池3637全自动加药工艺流程38成套自动加药设备39自动加药设备40 水射器投药41加药单元厂房内部42加药计量泵房43矾花结构的局部示意44助凝剂概念 助凝剂指用于混凝剂共同（在前、在后、同时）使用时，可促进水的混凝过程的化学药剂.其主要作用有：1.调整水的pH值，例如投加酸碱，对天然水常用的是石灰，使混凝剂处在最佳pH值范围内。2.增大矾花的粒度，重度和结实度。3.氧化作用。45 影响混凝的主要因素 内部因素：1.原水的水质和水温 2.混凝剂种类和投量 3.pH值 4.离子强度 外部因素：1.药剂的配制和投放 2.混合、反应、分离和输送46混凝实验的一般步骤 巨量的烧杯实验 1.原水调查（特别是目标物质的选定，电导率）2.原水的初试（试管实验），3.专项分析，确定跟踪和表征指标，电导率和吸光度很有作用。4.选择几种方案，比较几种药物 5.对目标药剂进行化学计量方面的实验，确定最佳投量，比例关系，操作条件等。6.进行机理的探讨和研究（普遍欠缺）。7.进行混合等工程学方面的参数实验。478.3 中和法48酸碱废水的产生和处置方法酸和碱是常用的工业原料。而酸碱废水对排水管网有腐蚀危害，所以必须对其进行处理。酸性废水的处置方法大致可以用以下两种：投加法过滤法49投加法如果中和剂能制成溶液或浆料，可以将其直接投入中和池进行中和反应。投加法的药剂工业上主要是:石灰：熟石灰Ca(OH)2），制成乳液，浓度10左右；电石渣：电石CaC、Ca(OH)2；石灰石：CaCO3；有时也用苛性钠（NaOH）和碳酸钠（Na(OH)2）。50投加方式51酸碱废水自动中和处理设备 52冷轧厂酸碱废水 53酸碱废水中和系统 54酸碱中和系统55过滤法用石灰石、白云石作为中和剂时，常将其制成粗粒状，作为滤料，采用过滤法处理酸性废水。以石灰石为滤料时，废水硫酸浓度一般不超过1-2g/L。如果硫酸浓度过高，可以用回流水稀释。56升流式膨胀滤池当粒料粒经较小（3mm）时，废水上升滤速应在5070m/h，这样滤床膨胀，粒料互相摩擦有助于防止结壳。57烟气中和碱性废水烟气中含有CO2和少量的SO2、H2S，可以中和碱性废水。同时，该工艺其实也是烟气脱硫的方法之一。废气和碱性废水都得到一定净化和调节。不过出水一般含有硫化物，而且色度显著增加、含氧量较低，仍需进一步处理方可排出。588.4 氧化还原法1、氧化法废水处理中常用的氧化剂是：氯和臭氧。臭氧的制备：目前臭氧制备方法有：无声放电法、放射法、紫外线辐射法、等离子射流法和电解法等。水处理中常用的是无声放电法。591、氧化法电镀废水(氰根)的氧化处理:加碱，pH大于10，加氯（质量浓度比CN-:Cl2=1:2.7）pH调到8.5，再加氯，质量浓度比CN-:Cl2=1:4.1计算氯量，再过量10%，反应1小时以上。602 高级氧化技术种类繁多，包括臭氧氧化、过氧化氢、二氧化氯、湿式氧化、超临界水氧化、光催化氧化等等。1987年，Glaze等人提出：以羟基自由基（OH）作为主要氧化剂的技术，称为高级氧化技术（Advanced Oxidation Processes 即AOPs）特点：氧化性强；反应速度快提高生物可降解性。61过氧化氢氧化法过氧化氢是淡蓝色粘稠液体，熔点-0.43，物理性质和水相似，是一种弱酸，稀释水溶液呈中性，属于强氧化剂，反应迅速。不会给反应溶液带来杂质。1.Fenton试剂：亚铁离子和过氧化氢的组合。产生羟基自由基，具有高氧化性，其氧化还原电位高于臭氧。2.类Fenton试剂：在Fenton工艺基础上，与其他工艺相结合的方式，如电-Fenon、光-Fenton等等。3.过氧化氢单独氧化。在水处理中的应用62湿式氧化法湿式氧化法（Wet Air Oxidation简称WAO）是在高温、高压下，利用氧化剂将废水中的有机物转化为二氧化碳和水，从而达到去除污染物的目的。与常规方法相比，具有适用范围广、处理效率高、无二次污染、氧化速度快、可回收能量及有用物料等特点。存在的缺点主要有：1 高温高压条件下进行，中间产物有有机酸类，对设备要求较高。2 由于反应高温，对大量废水不经济。3 某些有机物，如多氯联苯、小分子羧酸取出效果不理想。4 湿式氧化可能会产生毒性更强的中间产物。63湿式氧化法反应机理自由基链反应反应阶段64光化学氧化TiO2光催化的方法又称为纳米光催化氧化法。此工艺采用半导体金属氧化物为催化剂，用氧气作为氧化剂。经过反复的实验，大多数金属氧化物都不适合，只有TiO2具有良好的反应特性。65氧化钛光催化剂属n型半导体，当它接受紫外线(400nm)时，形成电子(Electron)及电子束(Electron Hole)，生成有强烈氧化作用的-OH及O2-，这两种物质把有机化合物进行氧化分解，使之变成水(H2O)及二氧化碳(CO2)。66Q|A您的问题是？善于提问,勤于思考问答环节67结束语感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边68感谢您的观看与聆听本课件下载后可根据实际情况进行调整69