Chapter13-工业废水的物理化学处理.ppt课件.ppt
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- Chapter13 工业废水 物理化学 处理 ppt 课件
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1、8/8/2022 12:11 PM水质工程学II1 Chapter 13 工业废水的物理化学处理工业废水的物理化学处理8/8/2022 12:11 PM水质工程学II2p 混凝混凝 Coagulationp 气浮气浮 Air Flotationp 吸附吸附 Adsorptionp 离子交换离子交换 Ion-exchangep 电渗析电渗析 Electrodialysisp扩散渗析、反渗透、超滤扩散渗析、反渗透、超滤 Diffusion Dialysis,Reverse Osmosis,Ultrafiltration8/8/2022 12:11 PM水质工程学II313.1 混凝混凝1.原理:向
2、污水中投入电解质,压缩杂质双电层,降低或消除电位,杂质相互聚结沉淀。(1)双电层机理利用电解质压缩双电层,降低电位,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。2.材料:石灰、碳酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、聚合铝8/8/2022 12:11 PM水质工程学II413.1 混凝混凝3.混凝的种类混凝的种类(1)化学混凝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)生物混凝生物混凝 利用微生物的吸附絮凝作用,吸附胶体颗粒一同下沉,活性污泥
3、回流污泥达到吸附絮凝作用。回流污泥目的:a.接种,使生物种类多样 b.预絮凝和生物混凝作用8/8/2022 12:11 PM水质工程学II513.1 混凝混凝(3)物理混凝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。自身混凝自身混凝: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:a.Rr;b.rR;c.A=r+R时吸附最佳。增浓聚沉增浓聚沉: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。应用:竖流式沉淀池增加污泥层的浓度达到增浓聚沉。水力澄清池加入细泥沙增加泥沙浓度达到增浓聚沉。)(4)(22R
4、ARVVRA8/8/2022 12:11 PM水质工程学II613.1 混凝混凝 通过混凝可去除污水的浊度、色度、各种高分子化合物,重金属离子等,常与其它方法一同使用。混凝法只能去除胶体和悬浮物,不能去除溶解性物质,影响混凝的因素很多,混凝剂的种类,浓度等需要用试验确定。混凝的应用:1 预处理(SS可从2万降至5000)2 深度处理(已推广,由张杰院士提出,COD去除率为5060%)8/8/2022 12:11 PM水质工程学II713.1 混凝混凝8/8/2022 12:11 PM水质工程学II813.1 混凝混凝8/8/2022 12:11 PM水质工程学II913.2 气浮气浮1.气浮处
5、理的理论基础 将空气通入水中,并以微小气泡析出,使水中固体杂质粘附气泡一同上浮至水面分离。(1)气浮流程 气污水气粒吸附泡沫分解含油污水中的油可通过 1隔油池 2粗粒化 3气浮 来去除8/8/2022 12:11 PM水质工程学II1013.2 气浮气浮2、气浮条件 去除比重近于1,直径60m悬浮物(大于60m的可下沉)气粒吸附气粒吸附属物理吸附。吸附放热,低温吸附效果较好极性相同,吸附效果较好(气泡是疏水性物质,即非极性)物理性质相同,吸附效果较好。吸附对象吸附对象吸附疏水性物质疏水性物质难为水润湿的物质,可以直接吸附。亲水性物质容易被水润湿的物质,需要转为疏水性物质。8/8/2022 12
6、:11 PM水质工程学II1113.2 气浮气浮表面活性剂表面活性剂可以实现疏水亲水相互转移 表面活性剂由极性非极性分子组成,分子一端呈亲水性,另一端呈疏水性,也叫二亲分子。a.表面活性剂对于亲水性物质有利,亲水性物质转为疏水性。b.表面活性剂对于疏水性物质不利,疏水性物质转为亲水性。8/8/2022 12:11 PM水质工程学II1213.2 气浮气浮水中气、粒的粘附着力计算水中气、粒的粘附着力计算 在液、气、粒三相表面上,产生的表面力不同,其粘附着力也不同。1表面能表面能 液体表面分子与内部分子受到的分子引力不同,表面分子所受到的力不平衡,该力把表面分子拉向液体内部,力图缩小表面积,减少表
7、面能。2表面能的物理现象表面能的物理现象 表面能力图使自由表面积最小,从而表面能最小。液体内部分子引力使液体呈球状,减少表面积,避免展开。8/8/2022 12:11 PM水质工程学II1313.2 气浮气浮表面能大小计算表面能大小计算设液、气、固三相分别为1、2、3,表示表面能 则 液固,液气,气固分别用13、12、23表示根据热力学已知:界面能表面能界面面积 s界面面积(cm2),取单位面积为1进行计算颗粒和气泡粘附前其表面能之和 (N/m)颗粒和气泡粘附后其表面能 (N/m)吸附前后界面能减少值为 sw12131w23121321www232w8/8/2022 12:11 PM水质工程学
8、II1413.2 气浮气浮根据图解,代入上式:接触角 分析:1)W越大,吸附越容易进行。2)当接触角0时,cos1,(1cos)0,气固不易吸附。3)当接触角180时,cos1,(1cos)2,气固易吸附。4)接触角可判断物质被水润湿的性质,90为亲水性物质,不容易吸附,90为疏水性物质,容易吸附。)cos1(cos)180cos()180cos(121212121223122312231213w8/8/2022 12:11 PM水质工程学II1513.2 气浮气浮气泡的稳定性气泡的稳定性1)加入表面活性剂使气泡壁变厚,防止破碎。(外包一层水摸)2)加入表面活性剂使液体表面蒸发量减少,浮渣稳定
9、。(吸附水膜变厚,减少蒸发量)3)根据气泡与内压的关系式:r气泡半径、12水气的表面张力、P气泡的内压力。当气泡内压一定时,水的表面张力越大,气泡直径越大;当气量一定时,气泡直径,表面积,不易吸附。气泡大小应一致,否则小气泡内压大,大气泡内压小,小气泡易进入大气泡合并。4)气泡越小越密集,效果越好。Pr1228/8/2022 12:11 PM水质工程学II1613.2 气浮气浮混凝剂与表面活性剂的关系混凝剂与表面活性剂的关系1)混凝剂Al2(SO4)3,FeCl3,Fe2(SO4)3,可吸附水中固体使其凝聚,压缩双电层,相互聚合,生成一些大的絮凝体。2)表面活性剂两亲分子,对亲水性物质有利,对
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