《水污染控制工程》 主讲老师 : 胡忠明

第一章 绪论 第二章 污水的物理处理 第三章 污水的好氧生物处理 ( 一 ) 第五章 污水的好氧生物处理 ( 二 ) 第六章 污水的厌氧生物处理 第七章 污水的化学处理 第八章 污水的吸附法、 离子交换法、 萃取法和膜析法处理 第九章 城市污水的深度处理 第十章 污水处理厂的设计

第七章 污水的化学处理

第一节 中和法 第二节 化学沉淀法 第三节 氧化还原法 第四节 化学混凝法

第一节 中和法 投加法：中和剂为为溶液或浆料时 滤过法：中和剂为粒料或块料时 方法 塔式反应器：用烟道气和碱性废水中和酸水时 可在反应器中接触中和 中和剂 石灰，石灰石，白云石，电石渣 废酸，粗制酸，烟道气

1 、投加法 中和剂可制成溶液合浆料时用此法 最好通过试验确定 （各种中和剂有效成分含量不同） 也可按公式计算： 投加量

②中需加水稀释 ①溶解后上面溶液溢至② ④投配器可控制加量 ⑤中和池可加搅拌或隔板使之均匀反应 流程 注意：

2 、过滤法： 升流式膨胀中和塔 出水需沉淀，酸水是 SO 4 2- 且浓度高时 易在滤料表面形成 CaSO 4 壳使滤料失去 中和作用（一般 [SO 4 2- ]<1~2g/l ） 升流式可靠碰撞摩擦，防止结 CaSO 4 壳 注意：

烟道气中和碱性废水

第二节 化学沉淀法 （自学） 去除有害离子，利用难溶物的形成而析出

第三节 氧化还原法 含 CrO 4 2- 的废水 含 CN - 的废水 含 Hg 的废水 有机染料废水脱色 应用较少，在个别废水处理中可用

对水中特定的杂质有良好的氧化 - 还原作用 生成物应该无害，不需二次处理 价格合理，容易获得 常温下反应迅速，不需加热 反应时 PH （所需）不太高或太低 按照氧化电位序列，某种物质的氧化性或还原性式相对的， 对电位比其高的式还原剂，对电位低的式氧化剂。水处理 中选择氧化剂或还原剂的考虑因素是： 使用时的注意事项

氧化剂氧化剂 还原剂还原剂 中性的： O 2 ， Cl 2 ， O 3 等（接受电子后还原 成带负电荷离子）如从 CN 处得 e 带正电荷得次氯酸根 [OCl] - ： Cl + 2e Cl - 高锰酸盐 MnO 4 - ： Mn 7+ 5e Mn 2+ 中性原子：铁屑，锌粉（失去电子后氧化成 带正电的离子 带负电荷的离子：如 BH 4 - 中 B 5- B 3+ +8e 带正电荷的离子： Fe 2+ Fe 3+ +e SO 3 2- 中 S 4+ S 6+ +2e 常用氧化 - 还原剂

举例 酚的氧化：用液氯或漂白粉 OH +8Cl 2 +7H 2 O CH-COOH +2CO 2 +16HCl Cl 2 要过量，否则产生氯酚（取代反应结果）可见昂贵 印染废水脱色：液 Cl 2 有较好的脱色效果但用量打，余 Cl 2 多，常温下反应时间长，现发现紫外光照射加 Cl 2 废水可 加速，原理如下 HOCl 光 HCl + [O] [O]+[CH] H 2 O+CO 2

第四节 化学混凝法

一、胶体的结构： 扩散层 胶核 电位形成离子 束缚反离子 （反离子吸附层） 自由反离子 （反离子扩散层） 胶体分子的聚合体， 几十 ~ 几千个分子 选择吸附电荷符号 相同的离子 由电位形成离子牢固吸附 （静电引力）靠近核，随 胶粒运动 由电位形成离子微弱吸附 不随胶粒运动

胶粒由于吸附层电荷不抵消使胶粒产生剩 余电荷层与扩散层形成电位差：称 ξ 电位。 这是在颗粒移动时具有的（滑动使扩散反 离子远离胶团）电动电位，它在滑动界面 上。 Ψ 电位：称表面电位离子与反离子间的电 位。总电位测不出，无意义。 在水处理中 ξ 电位有意义：

二、胶体的稳定性 在溶液中布朗运动因其小、瞬间不能 抵消水分子撞击 力而向合力方向运动，使其不断改变方向（布朗运动） 胶体间的静电斥力（憎水胶体）： ξ 电位越大，斥力越 大，水分子不能直接接触胶核。 颗粒表面的溶剂化作用（亲水胶体）：水分子能被胶 体微粒吸附，形成水化膜。

三、混凝的原理 1 、压缩双电层：投加电解质， ξ 电位减小，脱稳，凝聚至 重力下沉 注意：同号胶体相互吸附聚合，称凝聚，适合无机混凝剂 影响因素： 电解质不同，压缩力也不同。如 Na 2 SO 4 ， Na 3 PO 4 浓度相同时，离子价越高，压缩力越大 同一电解质对带电符号不同的胶体压缩力不同

2 、吸附架桥作用： 线性结构高分子与胶体间发生吸附，使胶体间架起桥梁 而聚集形成大絮体 注意：异号胶体间相互吸引中和，称絮凝 3 、回捕作用 沉淀物在下沉中集卷，网捕水中的胶体 上述现象的总称较混凝

四、混凝剂和助凝剂 1 、混凝剂：效果好 + 对人无害是标准 价廉易得，使用方便。 无机 铝盐 铁盐 碳酸镁 Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O 硫酸铝 Al 2 (SO 4 ) 3 K 2 SO 4 ·24H 2 O 明矾 [Al 2 (OH) n Cl 6-n ] m n 取 1~5 ， m≤10 的整数 FeSO 4 ·7H 2 O FeCl 3 ·6H 2 O （常用） [Fe 2 (OH) n (SO 4 ) ] m 2 3-n

有机 人工合成 阴离子型：聚丙烯酸钠 阳离子型：聚乙烯或烯盐 非离子型：聚丙烯酰胺（ PAM ）常用 天然高分子：淀粉，树胺，动物胶（木刨花，榆树根等） 依据其活性 基团在水中 的解离情况 而分 2 、助凝剂： 单用混凝剂效果不好时用的辅助药剂，能促进混凝过程， 产生大而结实的矾花 （ 1 ）酸碱类：调 PH 至适宜反应条件，常用石灰 [CaO]=0.5a-28x+b a ：金属盐投加量（ mg/l ） x ：废水的碱度 b ：保证反应的附加量，取 20mg/l

(2) 碱粒核心类： 用以骨架材料，增加矾花重量 如：加黏土，高分子物质，无机助凝剂，活化硅酸 （由水玻璃为原料，用硫酸处理而得的一种阴 离子型无机高分子电解质） （ 3 ）氧化剂类：分解过多的有机污染物干扰，将低价金属 氧化成高价提高效果

五、影响混凝的因素 很多，以水温和原水水质最重要 水温 PH 和碱度 水中杂质 水力条件 低：影响电解质、无机盐的溶解，水解慢； 布朗运动弱不利于接近，相互吸附凝聚絮凝 体难以形成，且黏度大 影响 混凝剂的解离 杂质中 +2 价以上离子多，有利（压缩 双电层），杂质浓度过低，固体颗粒 较少，碰撞机会少，对凝聚不利 混合阶段 —— 剧烈 反应阶段 —— 温和

六、设备 溶解与配制设备 投加设备 混合设备 反应设备

溶解与配制 溶解时：搅拌和防腐应注意 用药量小：水力搅拌 用药量大：机械搅拌 溶液池：用清水稀释溶液至一定浓度备用（无机 10-20% 有机 % ，最好通过试验） 溶解池

投加： 需考虑两方面问题：计量，何处投加 （ 1 ）计量 流量计：转子流量计（实验室有）电磁流量计 恒位水箱 + 苗嘴（孔板）

（ 2 ）投加位置 泵后投加：泵房离处理厂远时用，具有有利地形可设 高位溶液池

混合 使混凝计与废水中胶体等接触，故需剧烈搅动 水泵混合：常用，如泵前投加泵前投加 特点：效果好，无需另建混合设备，但需防腐 （如氯化铁就有强腐蚀性） 隔板混合：孔与道的交错放置目的使形成涡流，使充分混合 特点：处理水量稳定时效果好 处理水量变化时不稳定

机械混合： 特点：搅拌强度可调节，效果好 增加了设备费和维修难度，动力消耗大

反应 使脱稳的胶体相互碰撞结成大块下沉 利用隔板间距，水深度变化造成 流速分布渐减，使搅拌强度渐减 特点：简单，管理方便，效果好， 适用于大水量处理厂, 反应时间长 池体积大，小水量时隔板间距太 小，难以施工和维修

（ 2 ）机械反应池

谢