第二章混凝2008_348007448VIP免费

1第二章混凝(CoagulationandFlocculation)第二章2第1节混凝去除的对象第2节胶体的性质第3节水的混凝机理与过程第4节混凝剂与助凝剂第5节混凝动力学第6节混凝影响因素第7节混凝设备第8节混凝的应用本章内容第二章3第1节混凝去除的对象混凝能去除什么物质？水中杂质有什么形态？第二章4第1节混凝去除的对象第二章5•混凝去除对象：胶体及部分细小的悬浮物•尺寸范围：1nm~0.1μm（有时认为在1μm）•水处理中主要杂质：粘土（50nm~4μm）细菌（0.2μm~80μm）病毒(10nm~300nm)蛋白质（1nm~50nm）腐殖酸第1节混凝去除的对象第二章6混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花,以便在后续沉淀工艺中去除。以地面水为水源的给水处理工艺：原水⇒混凝⇒沉淀⇒过滤⇒消毒⇒饮用水混凝沉淀二级生物处理出水过滤废水深度处理：第1节混凝去除的对象2第二章71637年我国开始使用明矾净水1884年西方才开始使用1.胶体性质2.混凝剂在水中溶解与形态混凝过程：3.胶体与混凝剂的相互作用第1节混凝去除的对象第二章8一、胶体的稳定性二、胶体双电层结构三、DLVO理论四、胶体的凝聚第2节胶体的性质第二章9一、胶体的稳定性1.动力学稳定性：布朗运动对抗重力2.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）1微米的颗粒沉淀10厘米需要20小时。第2节胶体的性质第二章103.胶体类型：憎水胶体：吸附层中离子直接与胶核接触，水分子不直接接触胶核的胶体亲水胶体：胶体微粒直接吸附水分子极性集团：－OH，－COOH，－NH2第2节胶体的性质第二章11二、胶体双电层结构动电位ζ粘土ζ=-15mV~-40mV细菌ζ=-30mV~-70mV电位形成离子异号电荷吸附层扩散层滑动面第2节胶体的性质第二章12三、DLVO理论静电斥力：ER－1/x2EAER布朗运动能量Eb＝1.5kToc二次凝聚xoa稳定E范德华引力：EA－1/x6（有些认为是1/x2或1/x3）3第二章13苏联（1938年）：德加根（Derjaguin）兰道（Landon）荷兰（1941年）：伏维（Verwey）奥贝克（Overbeek）DLVO理论只适用于憎水性胶体第2节胶体的性质第二章14四、胶体的凝聚降低静电斥力ζ电位↓势垒↓脱稳凝聚加入电解质只适用于憎水性胶体第2节胶体的性质第二章15第2节胶体的性质本节思考题(1)胶体为什么会稳定？(2)疏水性胶体和亲水性胶体在稳定性上有何特点？(3)胶体的ζ电位对混凝工艺有何意义？(4)采用什么方法可以使胶体脱稳？第二章16一、硫酸铝在水中的化学反应二、水的混凝机理三、水的混凝过程第3节水的混凝机理与过程第二章17一、硫酸铝在水中的化学反应硫酸铝Al2(SO4)3⋅18H2O[Al(H2O)6]3+1.水解反应（配位水分子水解）：[Al(H2O)6]3+→[Al(OH)(H2O)5]2++H+…价数↓，pH↓，最终产生Al(OH)3沉淀。6个配位水分子(八面体)硫酸铝：历史最久的混凝剂，作用机理具有代表性。第3节水的混凝机理与过程第二章18H++OH-H2OH++HCO3-CO2+H2O水中碱度不足时，投加石灰。CaO+H2OCa(OH)2石灰投加量：[CaO]=3[a]-[x]+[δ][CaO]：纯石灰投加量,mmol/L[a]：混凝剂投量，mmol/L[x]：原水碱度,mmol/L[δ]：保证反应顺利进行的剩余碱度，一般取0.25~0.5mmol/L水解需要的碱度：���第3节水的混凝机理与过程4第二章192.缩聚反应：两个相邻－OH－发生架桥，产生高价聚合离子2[Al(OH)(H2O)5]2+→[(H2O)4AlAl(H2O)4]4++2H2OOHOH…电荷升高，聚合度增大第3节水的混凝机理与过程第二章20H2OH2OH2OH2OAlOHOHH2OH2OH2OH2OAl第3节水的混凝机理与过程第二章21产物包括：未水解的水合铝离子单核羟基络合物多核羟基络合物氢氧化铝沉淀各种产物的比例多少与水解条件（水温、pH、铝盐投加量）有关。第3节水的混凝机理与过程3.水解产物：第二章22二、水的混凝机理在水与废水中体系复杂胶体化学单一体系（大小、成份）凝聚（Coagulation）:胶体脱稳、凝聚絮凝（Flocculation）:脱稳胶体变大混凝：包括两者第3节水的混凝机理与过程第二章23天然水中粘土胶团示意图第3节水的混凝机理与过程第二章241.压缩双电层理论根据DLVO理论电解质（混凝剂）加入→与反离子同电荷离子↑→压缩双电层→ζ电位↓→稳定性↓→凝聚第3节水的混凝机理与过程5第二章25第3节水...