环境课件工业废水处理

环境课件工业废水处理

工业废水处理1n1、光氧化法——化学和应用化学反应原理利用光能量激活半导体材料中的电子—空穴对，产生吸附电子的能量，废水中悬浮微粒沉淀到半导体的表面。应用光能量的产生可以分为太阳能光和紫外线光，，将半导体材料涂层在多孔材料（硅胶、纤维、玻璃粒），采用光源作为动力，使废水中的杂质沉积在半导体的表面。废水处理方法分类（化学处理、物理处理、生物处理）2n2、电氧化法反应机理利用电能和电场能使废水中的悬浮物迁移沉淀，产生电化学反应、电氧化还原、电迁移，使污水中的污染物质的性质发生改变。应用电解—利用可溶性阳极和不溶性阳极作为电极，产生电化学反应。（由于铁的价格不断攀高，此法逐渐废弃）微电解—利用微小的电流和自发产生的电流，进行电化学反应。磁反应—电流产生磁场，污水中的杂质在磁场作用下迁移。（如果杂质过多，迁移速度下降，效果降低。目前此法多用于饮料行业如啤酒等，能吸附杂质、细菌使啤酒口感变得纯正。）废水处理方法分类3n废水处理方法分类3、化学氧化（应用于工程较少）反应原理利用化学药剂的氧化能力，氧化废水中的杂质。应用化学氧化—将物质的氧化还原电位改变，物质的性质发生改变化学絮凝——带电物质吸附杂质一同沉淀4n废水处理方法分类4、物理沉淀反应机理利用大颗粒的粒子，在下沉过程中吸附污水中的杂质沉淀应用物理吸附－悬浮物质、胶体物质在分子间力作用下吸附下沉混凝沉淀—混凝剂经水解形成高聚物，大颗粒高聚物对杂质胶体有强烈的吸附能力，可吸附一定距离内的胶体共同下沉。增浓沉淀－向污水中投入一些大颗粒杂质，使浓度增大，可沉淀的大颗粒吸附小颗粒迅速下沉。5n废水处理方法分类（0926）5、生物厌氧处理（工大：任南琪、韩洪军；清华；重庆大学）反应机理在无氧的条件下，利用厌氧微生物降解废水中的有机物。应用普通厌氧—在封闭的设备内静止发酵流化厌氧——废水和厌氧载体在设备内呈流化状态过滤厌氧——厌氧微生物在设备内形成过滤层，废水流过过滤层降解水中的有机物6n废水处理方法分类6、生物好氧处理反应机理在有氧的条件下，利用好氧微生物降解废水中的有机物应用传统好氧处理——污水和污泥混合一起流动，进行曝气充氧过滤好氧处理—污泥层和污泥载体静止不动，污水流过污泥层生物膜好氧处理—好氧微生物附着在载体上压力好氧处理—在高压下氧的转移效率增加，氧的溶解度增加，微生物的数量增加间歇好氧处理—利用废水的流量随时间变化的特点，采取间歇进水，间歇曝气的方式(SBR)。7n本书第一篇和第二篇讲的是污水常规处理法，污水常规处理适用于生活污水，还有相当一部分工业废水不能用生物降解法去除，不适宜采用前述的方法，而需要采用特殊处理法。一、污水处理的基本方法污水处理实际上是采用各种技术和手段将污水中污染物质分离出来，或将其转化成无害物质，污水得到净化。（哈尔滨污水总流量：110万吨污水/天；文昌污水厂处理水量只有32.5万吨污水/天，其中经二级处理的只有16.25万吨污水/天。）绪论8n（一）按处理程度分（传统分类法）一级处理－去除污水中的悬浮固体，BOD去除率30％左右，SS去除90％，不能直接排放。一级处理包括1．格栅－由一组平行的金属栅条制成，用来截阻大块的悬浮状态物质。2．沉淀－水中的可沉物质在重力作用下沉淀。3．浮选－把空气通入污水中，以微小气泡析出，小气泡粘附水中的固体颗粒随气泡一同浮至水面，形成泡沫去除。4．油去除－利用油的比重小于1的性质，使含油污水停留一定时间，油珠上浮去除。5．均衡－工业污水排放量与水质随时间不同，需进行储存调节，使其均衡。6．中和－利用酸和碱作用生成盐和水。一、污水处理的基本方法9n二级处理－大幅度去除污水中的胶体和溶解状态的有机物（BOD）去除率达95－99％，处理后水中BOD为10－20mg/L.二级处理包括1．活性污泥法－由大量的微生物群体构成具有活性，容易沉淀的胶体污泥为主体。2．生物膜法－在污水流经的固体表面生长一层生物膜，生物膜上的微生物氧化污水中的BOD。3．氧化塘－污水在池塘内停留30－60天，靠水中溶解氧和微生物作用降解BOD。（80年代提倡，现在不提倡）4．污水灌溉－通过土壤表层土的截留，土壤中微生物的分解氧化，物理吸收使污水净化。（沈——抚污水灌溉区；浇灌水稻）5．厌氧处理－在无氧的条件下，靠兼性菌及专性厌氧菌降低有机物。一、污水处理的基本方法10n三级处理－进一步去除二级处理不能去除的有机物，氮、磷、处理后BOD在5-10mg/L，可以回用。三级处理包括1．微滤－使污水通过多孔介质，截留水中的悬浮物。2．混凝－向水中投加混凝剂，降低污水浊度、色度、高分子有机物、重金属。3．氧化还原－利用氧化还原反应使污水中有害的物质转变成无害物质。4．吸附－利用固体物质表面的吸附能力，吸附水中一些有害的物质。5．萃取－利用传质原理，当溶剂与污水接触时，溶质在污水中重新分配，转移到溶剂中。6．渗析－通过一种半透膜，将溶质从浓度高的一侧通过膜扩散到浓度低的一侧。7．反渗透－在膜的两侧施加压力，使压力高一侧的溶液透过流到压力低的一侧。一、污水处理的基本方法11n（二）按作用原理分1．物理处理法－利用物理作用去除污水中固体和胶体的污染物。筛滤、沉淀、浮选、过滤、反渗透2．化学处理法－利用化学反应的作用去除污水中有害物质。中和、混凝、氧化还原、萃取、吸附3．生物处理法－利用微生物的代谢作用使污水中有机物分解。活性污泥、生物膜、氧化塘、污水灌溉、厌氧处理一、污水处理的基本方法12n二、工业污水的水质特征工业污水水质复杂，不能用单一流程处理1．主要有害物质有害物质主要来源指标含量游离氯造纸厂悬浮物40－1500mg/L氨化学厂COD100－100000mg/L氟化物玻璃制品BOD50－20000mg/L氰化物电镀氨氮10－3000mg/L汞农药PH2－10硫化物染色皮革亚硫酸盐造纸厂硫酸盐化工厂13n1.工业污水单独处理后排放（1）COD、BOD很高，（2）具有一定量的H2S、NH4有毒物质（3）含有强酸、强碱（4）可回收一些产品2.工业污水排入城市污水处理厂一同处理（1）与城市污水性质大致相同（2）无有毒有害类物质3．工业污水预处理后进入城市污水处理厂（1）可回收产品（2）含少量可去除的有毒有害物质三、工业污水处理途径14n四、工业污水处理原则1．革新工艺、减少排污量2．考虑回收利用3．从全局出发，对污水妥善处理4．采取先进技术，经济合理15n五、城市污水与工业污水处理区别1．城市污水中主要为BOD、COD，可采用生物处理方法沉淀－生物处理－泥水分离－排放2．工业污水需不同污水采取不同方法16n第一节均和调节工业企业的污水量一日内多变，24小时的流量不同，污水处理流程要求水量水质不变，需均和调节。一、目的1．水质均和－水量负荷不变，水质变化，以水质变化为曲线，求体积，需要搅拌设施。2．水量调节－水质负荷不变，水量变化，以水量变化为曲线，设计池体积，不需要搅拌。3．水质水量均和调节－水质水量都变化，需综合考虑。17n二、调节池形式1．水泵强制循环不需要安装特殊设备，简单易行，混合完全，但动力费用高，运行费用高。（可以用提升泵作为回流泵）2．空气搅拌混合完全，有预曝气作用，但有害物质和有害气体随曝气进入大气。（可利用曝气池的鼓风机引入空气管）3．机械搅拌混合较好，运行费用低，但易腐蚀需维护。（需增加搅拌设备，水量多，需要设备数量也多。适合于小水量情况）4.穿孔倒流槽水质调节（现已不用）只能调节水质，不能调节水量。18n19n1．排放的水质水量具有周期性变化t=n时（1）池容积qi－均和周期逐时变化流量。（2）出水浓度c－对应q的污染三、容积计算20n三、容积计算2．污水流量变化不是周期性，采用试算法。（误差大）（1）池容积q－平均污水量T－水量变化时间总和（2）出水浓度3．利用沉淀池进行调节在沉淀池内进行水质水量调节21n第二节离心分离一、理论基础－物体高速旋转时产生离心力场，在离心力场内各质点将受到比本身重力大得多的离心力，这离心力的大小取决于物质的质量。高速旋转的物体能产生离心力，含悬浮物的废水在高速旋转时由于悬浮物和废水的质量不同，因此受到的离心力大小也不同，质量大的被甩向外围，质量小的则留在内圈，废水和水中的悬浮物被分离。22n离心力计算1．计算离心场中，颗粒受到离心力F的大小:kgm、m0－分别为颗粒和污水的质量。v－旋转圆周或速度。r－旋转半径。n－转速。23n离心力计算颗粒在水中受到的重力g－重力加速度。离心力与重力之比的值取－分离因素，表示在离心力场中，颗粒所受到的离心力大于重力的倍数。分析：1）当r＝1.0m时，n＝500转／分，＝280当r＝1.0m时，n＝1800转／分，＝3600。2）在离心力场中，离心力对固体颗粒的作用远远超过重力，可强化颗粒的分离速度。3）分离因素↑，净化效果η↑，可除的颗粒直径d↓。24n2．举例（离心分离不适用于某些水质：当水中杂质与水的比重相差不大时，m-m0会很小，使得F值也会很小。）悬浮颗粒在静水中的沉速悬浮颗粒在静水中的离心分离速度∴去除颗粒的直径一定时，离心场v>u，沉淀速度大得多。（离心分离沉淀效果不仅与α有关，还与m-m0有关，所以不用于给水处理和生活污水的处理，因为m-m0太小。）25n二、离心分离设备根据离心力产生的方式可分为：1）用水流本身旋转产生离心力的旋流分离机：压力式旋流分离机、重力式旋流分离机2）由设备本身旋转带动污水旋转的离心分离机：离心机（工程中不常用，水量大、设备大）26n1．压力式旋流分离机用于分离比重较大的悬浮物，设备由钢板制成，上部为直径D的圆筒，下部为锥形体，污水沿着设备切线方向进入，在离心力作用下，水中悬浮物被甩向四周，并在重力作用下，下沉至底部排走。分析：1段：水流的水平速度沿半径增大，在四周处最大，颗粒在离心力作用下，甩向四周，此区为加速区。2段：水流的水平速度沿半径增大后减小，在1/2R处，V最大，分离出的颗粒沿四周下滑，此区为分离区。3段：此段的水平速度为零，颗粒在重力作用下沉淀浓缩，此区为沉淀区。优点：体积小，单位容积处理能力高，用料少易安装。缺点：四壁易磨损，需动力。二、离心分离设备27n2．重力式旋流分离机常用的水力旋流沉淀池，污水沿切线方向流入，借进出水头差在池内旋转流动。3．离心机－在第六章内讲二、离心分离设备28n第三节除油1．含油污水的产生来源为石油开采炼制、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业企业。由于机械剪切，水力冲刷，表面杂质，跑冒滴漏。2．特征及污染程度（1）特征：污水中的油比重小于1，可以自然上浮水面可浮油－污水在静置或流动时，借助油珠与水比重差上浮至水面分离，含量70－85％，直径＞60－100μ（微米），易浮于水面，形成油膜或油层。乳化油－呈乳化状态浮于水中，不能上浮，含量15－20％，直径5－18μ，油珠成为稳定的乳化液。溶解油－溶解于污水中，一般污水中5－15mg/L。29n第三节除油（2）污染程度：①形成一层分子膜，污染水质②水中溶解氧O2含量下降③生成CO2、形成H2CO3、PH↓、浊度↑（微生物降解油时产生）④不能灌溉，农业灌溉要求含油量≯50ppm⑤不能生物处理，生物处理要求含油量30－50ppm。30n二、除油池计算1．除油池构造（1）平流式除油池污水从池一端流入，从另一端流出，比重小于1的浮油上浮，水面设集油管，可去除油珠不低于100－150μ。31n（2）斜板式除油池根据浅池理论，池内设斜板，间距20－50mm，水流向下流动，油珠向上浮动，异向分离，泥渣滑向池底，可去除60μ油珠，停留时间短。32n2．除油池的计算理论基础：最小油珠上浮速度用斯笃克士公式：u－静止水中，直径d油珠的上浮速度，－分别为水、油珠的密度，d－上浮最小油珠，μ－粘滞系数g－重力加速度。二、除油池计算33n（1）按油珠上浮速度计算（较准确）除油池面积A－表面积、Q－流量、u－上浮速度、—修正系数过流断面U－水平流速池长（否则会出现断流、异重流的现象）H－池水深34n（2）按污水停留时间计算（计算方便）除油池容积t－停留时间（1.5-2.0小时）过水断面池格数b－格宽、h－水深长度L＝3.6×v×t35n三、污水中乳化油粗粒化附聚法自然上浮只能去除可浮油，而仍有许多乳化油也要去除，需用其它方法。1．乳化油的产生油水强烈搅拌产生机械剪切力，油珠变小，粘附一些亲水物质，形成双电层稳定态。2．乳化油性质①微小性，乳化油粒径微小，具有布朗运动，静电斥力，微粒表面水化作用。②亲水性，乳化油属于疏水物质，但表面粘附亲水物质而呈现亲水性，稳定存在于污水中。③带电性，乳化油直径1－10微米，ζ电位40－100毫伏，带负电，可以长期保持稳定，在静电斥力作用下不会聚合，稳定存在污水中。36nζ电位的测定ζ电位可以用电泳方法测定，计算公式：u－油珠上浮速度D－介电常数E－电位梯度－粘度37n3．乳化油去除方法1）气浮法气浮法在气浮的章节中讲2）粗粒化法附聚法－使污水流经滤床，乳化油被粘附在滤料表面，并逐渐形成大油珠上浮。粗粒化法材料：以石英砂为例—石英砂在锐角处，分子间力较强，先吸附小油珠，小油珠持续吸附，逐渐形成一层油膜，布满石英砂表面，形成大油珠上浮。38n油珠附聚力计算根据动力学公式，油珠附聚力F大小计算如下：设污水为1，油珠为2、石英砂为3：（当油珠包围石英砂时，r3>>r2，σ23->0,σ13=σ21水和砂的表面张力被水和油的表面张力代替了）分析：1．油珠直径越大r2↑，油水表面张力越大↑，附聚力越大F↑，越容易附聚。2．提高水中含盐量，压缩电位，使表面力增大↑，有利附聚，3．由于油珠普遍带负电，油珠进一步稳定，不利附聚。4．表面活性物增多，油珠由疏水转变亲水，↓不利附聚39n第四节过滤过滤是使污水通过滤料组成的多孔介质，以截留水中的悬浮物质，达到处理的目的。40n一、滤网滤网－污水中含有的细小悬浮物，不能用格栅去除，也难用沉淀方法去除，可采用小孔眼的滤网截留，回收。筛网通常用金属丝或化学纤维编制而成。其形式有转鼓式、转盘式、振动式、转帘带式和固定式倾斜筛多种。筛孔尺寸可根据需要，一般为0.15～1.0mm。常用旋转式滤网，污水从外侧流入内侧，悬浮物被截留，然后用刮刀刮下运走。优：效率高，可回收有用的物质。缺：易堵塞。41n42n二、滤池滤池－去除微量悬浮物，常用于污水深度处理。1．滤池过滤机理。1）机械筛滤作用－把滤料层作为筛子，某些粒径大于孔隙尺寸的杂质被截留，孔隙变小一些，于是后续的细小悬浮杂质也可被截留。2）沉淀作用－把滤料看作层层叠叠起来的多层沉淀池。利用巨大的沉淀面积截留水中微小粒子。3）絮凝作用－把滤料作为接触吸附介质，介质紧密排列，水在介质中流动时，杂质被吸附在介质表面并成长为大颗粒，巨大的表面积产生强烈的吸附能力。43n第四节过滤过滤是使污水通过滤料组成的多孔介质，以截留水中的悬浮物质，达到处理的目的。44n一、滤网滤网－污水中含有的细小悬浮物，不能用格栅去除，也难用沉淀去除，可采用小孔眼的滤网截留，回收。筛网通常用金属丝或化学纤维编制而成。其形式有转鼓式、转盘式、振动式、转帘带式和固定式倾斜筛多种。筛孔尺寸可根据需要，一般为0.15～1.0mm。常用旋转式滤网，污水从外侧流入内侧，悬浮物被截留，然后用刮刀刮下运走。优：效率高，可回收有用的物质。缺：易堵塞。45n二、滤池滤池－去除微量悬浮物，深度处理。1．滤池过滤机理。1）机械筛滤作用－把滤料层作为筛子，某些粒径大于孔隙尺寸的杂质被截留，孔隙变小一些，于是后续的细小悬浮杂质也可被截留。2）沉淀作用－把滤料看作层层叠叠起来的多层沉淀池。利用巨大的沉淀面积截留水中微小粒子。3）絮凝作用－把滤料作为接触吸附介质，介质紧密排列，水在介质中流动时，杂质被吸附在介质表面并成长为大颗粒，巨大的表面积产生强烈的吸附能力。46n2．截留杂质规律从接触絮凝作用考虑，杂质与滤料接触，被滤料表面分子间力吸附絮凝，同时水力冲刷可使絮凝杂质脱落向下层移动，被下层滤料截留。在过滤周期将终止时，表层滤料最细，吸附表面张力最大，截留的杂质最多，表层孔隙逐渐被杂质阻塞，尽管下层滤料还未发挥应有作用，但周期已终止，导致出现双层滤料，表层的滤料粒径大一些，截留的杂质多一些。二、滤池47n3．构造－污水滤料和给水滤料有许多相同之处，与给水滤料的不同之处如下：滤料粒径大，强度高，耐腐蚀，成本低。抗冲击性负荷，出现双层滤料。运行周期长。运行方式分为正向流和反向流。4．滤料－石英砂、无烟煤、陶粒、聚丙烯球、炉灰渣、烟道灰、焦炭、电化学滤料。二、滤池48n5．电化学滤料滤池原理－两种不同的金属直接接触，浸没在有传导性的电解质溶液里，可形成原电池，通过选用活性金属组成原电池可在它作用空间产生一个电场。电化学滤料滤池是利用污水中含有电解质物质，当铁屑浸没在含有电解质的污水中，铁屑晶体结构上的铁一碳之间形成了许多微小的腐蚀电池，产生电化学反应，在它的作用空间产生一个电场，铁一碳表面有电流流动，形成一种内部内电解反应，在电场作用下，铁阳极失去电子生成Fe2+进入污水中，碳阴极得到电子使碳表面的H+生成H2逸出，电极反应如下：二、滤池49n阳极：2Fe—2Fe2++4e阴极：4H++4e—2H2(酸性溶液)O2+2H2O+4e—4OH-（中性溶液或碱性溶液）腐蚀电化学反应，在它的表面有电流流动，由于腐蚀原电池的作用，在电位较低的铁阳极上，金属铁失去电子变成铁离子进入溶液，电子流向阴极，在碳阴极附近，流来的电子被溶液中能够吸收电子的物质所接受，生成以氢氧根形式出现的阴离子，中和金属离子，形成一种内部电解反应。电极反应阴极新生成的H2能与污水中的许多污染组份发生氧化还原作用，阳极生成的Fe2+是良好的絮凝剂，能够捕集、裹挟污水中的污染物共沉。二、滤池50n应用——采用铁屑和活性炭组成电池，由于电极电位不同，形成一组短路的电池，铁阳极失去电子生成Fe2＋进入水中，电子流向阴极，在炭表面H＋得到电子还原成H2，水中Fe2＋与OH－结合形成Fe(OH)2絮凝体，电池不断反应，滤池强化工作作用。例如，将铁屑和碳粒浸没在ξ—电位为30mv的污水溶液中，铁屑和碳粒的电位差为1.2伏，粒料间的分离距离为0.1cm,可以得到5×10-3cm/s的分离速度，从理论上计算20s就完成沉积过程。特点：1）具有普通滤池的功能，2）具有原电池的电化学反应。3）起到电解反应的电氧化和电絮凝。二、滤池51n三、微滤机可截留污水中微小的悬浮颗粒，滤布采用尼龙布和金属网，孔隙小于100μ，悬浮物去除率75－90％，滤后水中悬浮物小于5mg/L。52n第五节中和定义：酸和碱反应生成盐和水称为中和反应53n一、酸碱污水的产生1．酸性污水－化工厂、化纤厂、电镀厂，金属加工厂等酸性污水PH＝1－4，腐蚀性强，改变水体的PH值，影响水生植物。2．碱性污水－印染厂、造纸厂、炼油厂的碱性污水PH＝10－14，腐蚀危害小于酸性水，影响水生植物。酸碱污水在浓度高时3%－5％以上，应考虑回收和综合利用，制造硫酸亚铁、硫酸铁、在浓度不高时方可采用处理的方法。54n二、中和剂1．酸性污水的中和剂苏打NaCO3和苛性钠NaOH具有组成均匀，易于贮存，反应迅速，易溶于水，但价格较高。石灰Ca(OH)2来源广泛，价格便宜。（但产生杂质多，浮渣多，难处理，一般用于水量较小的水厂）石灰石CaCO3，白云石CaCO3＋MgCO3是开发的石料，在产地价格便宜，可以作为一种中和材料，主要用于滤床使用。2．碱性污水的中和剂－硫酸、盐酸、烟道气（含CO2,SO2)。55n三、中和方法分类1．酸碱污水相互中和法电镀厂的酸性污水和印染厂的碱性污水相互混合，达到中和目的。根据化学反应等当量原理，Q1C1=Q2C2计算污水中酸碱的含量及污水量，使酸碱污水等当量混合，达到等当量中和并略偏于碱性。56n2．药剂中和法用碱性、酸性物质为中和剂处理，常采用石灰处理酸性污水，石灰还是混凝剂，可凝聚水中的杂质，对于含杂质多的酸性污水有利。当污水中含有重金属离子时，加入石灰，碱性增大使水中重金属离子积大于溶度积产生沉淀。三、中和方法分类57n药剂中和在混合池中进行，其后需设沉淀池和污泥干化，污水在混合反应池停留时间5分钟（给水反应池的停留时间是8-10分钟），在沉淀池停留时间1－2小时，污泥是污水的体积2%－5％，污泥需脱水干化。干投法－用机械将药剂粉碎，直径＜0.5mm，然后直接投入水中。湿投法－将药剂溶解成液体，用计量设备控制投加量，可节省药剂。三、中和方法分类58n3．过滤中和法（多用于原料所在地）使污水流经具有中和能力的滤池，例如石灰石、白云石、大理石等，产生中和作用。石灰石与硫酸反应白云石与硫酸反应白云石中含有，可生成溶解度较大的不会造成反应中滤池的堵塞，产生的是石灰石中和产生的50％，影响小一些，可以适当提高进水硫酸浓度。CaSO4三、中和方法分类59n计算：石灰石与硫酸反应生成硫酸钙。9810013618生成硫酸钙微溶于水，18℃时溶解度为1.6g/L，采用石灰石能中和硫酸浓度为：1.6:136＝x:98x=1.15g/L分析：1）当进水硫酸浓度大于1.15g/L，中和反应生成的CaSO4浓度大于1.6g/L，超过浓度积，会析出CaSO4沉淀。2）由于存在盐效应的过饱和现象，一般进水的硫酸浓度可提高到2.0-2.4g/L。3）应用中要注意进水的硫酸浓度，不使滤池堵塞。三、中和方法分类60n4．碱性污水中和处理常用于酸性污水中和，或者采用投酸中和和烟道气中和碱性污水，碱性污水中和处理需具备采用方法的条件，投加酸中和方法简单，但是费用过高，烟道气体中和方便实用。烟道气中含有CO2和SO2，溶于水中形成H2CO3和H2SO4，使碱性污水被中和，烟道气体中和的方法有：1）将碱性污水作为湿法除尘的喷淋水。（给排水，暖通交叉）2）使烟道气通入碱性污水鼓泡中和。三、中和方法分类61n第六节化学沉淀化学沉淀是向水中投加某种化学剂，使它与水中的溶解物质发生互换反应，生成难溶于水的沉淀物，降低污水中溶解物质的浓度。原理－根据化学沉淀的必要条件，一定温度下，难溶盐MmNn在饱和溶液下，沉淀和溶解反应如下。m、n－分别表示离子Mn+、Nm-的系数。根据质量作用原理，溶度积常数可表示为LMmNn62n溶度积常数LMmNn的影响因素：1）同名离子效应－当沉淀溶解平衡后，如果向溶液中加入含有某一离子的试剂，则沉淀溶解度减少向沉淀方向移动→2）盐效应－在有强电解质存在状况下，溶解度随强电解质浓度的增大而增加，反应向溶解方向转移←。3）酸效应－溶液的PH值可影响沉淀物的溶解度，称为酸效应。4）络合效应－若溶液中存在可能与离子生成可溶性络合物的络合剂，则反应向相反方向进行，沉淀溶解，甚至不发生沉淀。应用：如果污水中含有大量的Mn+离子，要降低浓度，可向污水中投入化学物质，提高污水中Nm-浓度，使离子积大于溶度积L，结果MmNn从污水中沉淀折出，降低Mm+浓度。化学沉淀63n一、氢氧化物沉淀法金属氢氧化物的溶解与污水的PH值关系很大。M(OH)n表示金属的氢氧化物，Mm+表示金属离子。则电离方程式其溶度积为同时水发生电离水的离子积为64n代入上式将上式取对数将重金属离子的溶解度与PH值关系绘成曲线，从曲线中可以得到，重金属离子的浓度值。应用－采用氢氧化法处理污水，PH值是一个重要因素，处理污水中的Fe2+离子时，PH值大于9则可完全沉淀，而处理污水中AL3＋离子时，PH值严格为5.5，否则AL(OH)3沉淀物又会溶解。一、氢氧化物沉淀法65n二、硫化物沉淀法金属的硫化物溶解度一般比氢氧化物的溶解度小得多，可以采用硫化物沉淀法。电离方程式。采用硫化物沉淀法常用的药剂为硫化氢，硫化钠，硫化钾等。硫化氢在水中分两步电离。电离常数66n由上二式可得总电离常数代入得在1大气压，25℃条件下，硫化氢在水中的饱和浓度为0.1M，则上式由上式可知，金属离子在水中溶解度与LMS和PH值有关二、硫化物沉淀法67n三、钡盐沉淀法在处理含铬污水时，可用钡盐为沉淀剂，以碳酸钡为例，它与污水中铬酸进行反应，生成难溶的铬酸钡。碳酸钡是难溶的物质，但铬酸钡的溶度积更小一些，更难溶于水，象这样一种沉淀转化为另一种沉淀的过程为沉淀的转移。68n四、分析1．沉淀和溶解是暂时的，有条件的。2．只要条件改变，沉淀和溶解就能相互转移。3．如果离子积大于溶度积就会发生沉淀。4．反之离子积小于溶度积就会溶解。69n第七节混凝1、原理：向污水中投入电解质，压缩杂质双电层，降低或消除ζ电位，杂质相互聚结沉淀。2、材料：石灰、碳酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、聚合铝70n一、混凝机理1．双电层机理－利用电解质压缩双电层，降低ζ电位，消除静电排斥能峰，使胶体脱稳聚和。2．吸附架桥机理－利用高分子的吸附架桥能力，将杂质吸附，形成大絮体下沉。71n二、混凝种类1．化学混凝－利用正电荷的电解质，压缩污水中负电粒子的双电层，当大量正电荷进入胶粒的双电层内，使双电层变薄，电位减小，胶粒不带电，可以相互聚和下沉。2．物理混凝－混凝经水解形成高聚物，大颗粒高聚物对杂质胶体有强烈的吸附能力，可吸附一定距离内的胶体共同下沉。（1）？自身混凝－高聚物大颗粒可在其作用空间内吸附胶体一同下沉。有效作用空间：有效作用空间的条件：(1)R≠r(2)r

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