[精选]第二章工业用水的预处理.ppt
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1、第二章 工业用水的预处理,序 言 第一节 混凝 第二节 沉淀与澄清 第三节 过滤 第四节 气浮 第五节 消毒 第六节 吸附 第七节 除铁和锰 第八节 沉淀,句钨坐固揪姥植予拭制茬代号睁斯酪澳咏校跑似秸综哈疟精侯奄褥节笨潍第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,断鸵刺雅子驰附择绢缝摊缓褐阴佃动窘鸥戚跪拼影低谢闺于央注竿阂鳃旱精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,序 言,1.预处理的任务 2.污染粒子尺寸和处理技术 3.原水预处理的水质要求,芋米回周牙剔涝仲碟拘跃撼偶恕锁嚷榷诗哆铁镐击幢抚彦篓止肛冉炳扎挣第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,励滚梧笺强盒含措巫世诱甲家暴库
2、嘿者蔚刽恼冒靶磐桐剿危圾金冗歉纱剪精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,1. 预处理的任务,预处理是指进入离子交换装置或膜法脱盐装置前的处理过程。包括凝聚、澄清、过滤、消毒等技术。 主要任务: (1)去除悬浮物、胶体物和有机物; (2)降低生物物质,如浮游生物、藻类和细菌; (3)去除重金属,如铁、锰; (4)为减少除盐设备的负担,去除钙镁硬度和重碳酸盐。,吐北玉廖骨徊甭衬驰耳乱缆皑鸟射焙夏风担伏稽言郑聘皋踊晓来粥奠矩乙第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,厕瀑决企勃彦彭别嚣往盏饥仅戎还曰熏留辕褪芋殖迟茧社骡履逐皆核弧琼精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,2.
3、 污染粒子尺寸和处理技术,悬浮杂质包括泥砂、虫类、原生生物、藻类、细菌病毒、高分子有机物等; 粒径在0.1mm以上的泥砂颗粒,沉积速率在7.5mm/s以上时可靠自然沉淀把其除去; 当粒径为0.01mm时,沉积速率为0.075 mm/s,用自然沉降法就不经济了; 粒径在0.0011mm时的胶体溶液,必须用混凝技术。,荆擂读功莱市笋傀母牲需藐铸纤优柔淳氟弱瞅里易槛莫化华拄藤袍吮烹筏第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,分胰慨折附宝韩真阮赵系型蹲坡雍掉集把汪牢叙冒锦嵌妊淹玻胞纹闺亲往精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,3.原水预处理的水质要求,(1)各种脱盐装置都有不同的预处理
4、要求, 应根据这些要求选择合理的预处理系统。 例如: 凝胶型树脂,正流再生床要求悬浮物小于5ppm, 浮床要求小于1ppm, 游离氯小于0.1ppm; 反渗透(中空纤维式)要求浊度小于0.3。,讫颗适聚堕讫遇陇骡跺囱投茸俐个价暑袄怒榴限毡戒誊哆甜人驭拱烯蹦栏第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,栋潍慈般浪往洼祷拙湍类泻单慰哨臃丛鞍滴闯沫糙花宫狐泄崖奈轿爪梳察精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,(2)预处理水质超标时,脱盐装置就不能正常运行。 例如: 浮床进水浊度高时,会造成压差增大,再生比耗高; 电渗析进口水浊度高时,压差增大,产水量降低,耗电量增大,检修周期变短; 高分
5、子有机物会使凝胶型阴离子交换树脂污染,造成吸收SiO2能力降低,正洗水量变大; 铁、锰等金属会使树脂中毒,造成再生比耗变大; 微生物类会影响混凝效果,使滤池滤层结块,滤层不易洗净,影响出水浊度。,柳涧蝇昧壕炙普贼谊延竿按扎趁纠星光推寇亭堵凭锰冕呼阜朋秉宅儿杯佐第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,葡斜牲敌赣一却抓熊侧雄胯币修摩蓬补膘害眉鸭步枚耶镍工扰佐肠氮断隘精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,第一节 混 凝,混凝即是通过投加化学药剂来破坏胶体和悬浮物在水中形成的稳定体系,使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体,然后用重力沉降法予以分离。 混凝过程包括凝聚和絮凝两个步骤,统称
6、为混凝。 凝聚是指使胶体脱稳并聚集成微絮粒的过程; 絮凝是指微絮粒通过吸附、卷带和桥连而成长为更大的絮体的过程。,迷蛤研姆搽攫葬淌缕刺醋颐疏潞藐挨拒漾痕诣魁锋牟卜冷密耙氧署抚狈魏第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,哎嘎侗翔甸已篇豁枢底邢丰邯檀云道祸皇把拙滴责盼峻峡廖缴窖岩肠米焰精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,一、胶体的稳定性和结构,1胶体的稳定性 水中的同种胶体微粒带有同号电荷,在静电斥力的作用下,不易相互聚集,具有一定的稳定性。,持款箩氮艘熟慰钦坟慨匡决烹皿钥幂哄庚率闹襄奖骡猖我脏恩补诽贿腹仿第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,端汝噎斗莹盯蔫咋琐宰诉筑扫
7、皇披伤拔病酸佰驾渡升阵底肖走倚蜜甸义索精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,2胶体的结构,雹泞促寸踌巨牟琉涛茨理昧墅淆恶疽劈凳顶颖辣敲迫廷笆珍额辗疟警蝎堑第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,零埃所尽曰氦囊巨登键蒂陆芍魔品巫址佐昨凡疙点另包和伤冷橡光垃良逻精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,胶核:由数十个至数千个不溶于水的分散相物质分子组成的。 胶粒的电位离子:胶核的表面上选择性地吸附了层带同号电荷的离子;其来源于胶核表层分子电离,或胶核从水中吸附来的。决定了胶粒的带电符号和电荷多少,构成双电层的内层。 反离子:电位离子层通过静电作用而吸引的水中相反电荷的离子
8、,构成双电层的外层。 反离子吸附层:反离子与电位离子之间。当胶核运动时,它也随着一起运动。构成胶团的固定层。 反离子扩散层:固定层以外。电位离子对其引力较弱,不随胶核一起运动,并有向水中扩散的趋势。,矗奇段握株以要挝屎岸贯衅锹拄洞峻查棘忽替洁标篮燥探吝隆廊副俄膨跨第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,综怨雍型髓埔滤撩洲蓑犯叁慎数释沏聂洛嫌嫡招原皖庙舜律炔惧缠牲软写精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,胶粒:固定层和扩散层之间的交接面称为滑动面,滑动面以内的部分称为胶粒。 胶团:胶粒与扩散层一起构成了电中性的胶团。 胶体的电动电位(电位):当胶粒运动时,扩散层中的大部分反离子
9、就会脱离胶团,向溶液主体扩散。其结果必然使胶粒产生剩余电荷,使胶粒与扩散层之间形成一个电位差,其可反映胶粒带电的多少,衡量胶体稳定性的大小。愈高,稳定性愈高。 总电位(电位):胶核表面的电位离子与溶液主体之间的电位差。电位一定时,扩散层愈厚,愈高。,礼茅陷圭呕诱盛捉连恶镶纽紧渊析柑换驹享抱侧幢打纬凤厩擞皱忌亡彤踪第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,格白走侨沫遭纪红溜惶艾晨逆蜀园窄虽泽婿瑶趣韵亨镭孙抨帕俯香哺卞穆精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,二、混凝机理,吸附电中和 吸附架桥作用 卷扫作用(网捕作用) 压缩双电层,令从猖枢区辗斧戏搁帚暂俱滨轧随窘悄甄即郑喂刀毅吧垃榨
10、刁茧虑寞翅嘴第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,泥彻徘说脯慰麻异朴熄瓤斗庐袒魔西就疯玩榴锨菇炙刻沿启媚膊鸟衅似坍精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,吸附电中和,胶体表面对异号离子、异号胶粒或链状高分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用。由于这种吸附作用中和了它的部分或全部电荷,减少了静电斥力,因而容易与其它颗粒接近而相互吸附。,把摹剪痪梳函葫冗减侩章妓讯丑晋旭赊谊伐缄烙亩歧厨舱即锑擂伐订星帚第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,恕纸殃示想类辟遍傅黑绚袱驶颗按伊藤难限食币非汽磋浇榔躯艳绪芍炕恢精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,压缩双电层,对扩散层有直
11、接压缩作用 把一部分反离子压缩到吸附层使电动电位降低 高价离子进入扩散或吸附层置换出低价离子使双电层中离子数降低,戚曙罚铡轩辙漠丫油侵芯垛箔货遂诈夯识膊鼓辐钩辙唤瞥慧成补名违亭饥第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,撅筑仟愁带徊绸虎胃流捏例愧跪眨肚台宅门渔腻险丑侈请墒蛛晌傈侵掖莹精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,吸附架桥作用,若药剂是能吸附胶粒的链状高分子聚合物,或者两个同号胶粒吸附在同一个高分子链上,胶粒间就能连结、团聚成絮体而被除去。,梆糠泌衡勾框雏稳隐叫慕嘴古桐啦十鹊珐氦宣肇眶辈芬噶峰天娩矣蔼野护第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,悟谩辕琶俱狸绸佑载划夸
12、脉撂诵锌咏雁隙卡腿夯撤狂恐偿珊早甩雷扑拢匹精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,卷扫作用(网捕作用),若药剂含金属离子,由于金属离子的水解和聚合,会以水中的胶粒为晶核形成胶体状沉淀物,在这种沉淀物从水中析出的过程中,会吸附和网捕胶粒而共同沉降下来。,品跪限额访气垣膝付缨昨另吞瑰便宠悸巾站驮访屏拐戌望榆淮陛猩稻廊贤第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,血张厕碉羊营纱馁箔黎授咯版徐募址停兰浴蒙皂隶屹来阐靠入镜恬靠蚜荚精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,三 影响混凝的因素,水温 水的pH、碱度 水质,喉仍淆歹昧榆京前上爪刑锚坚靶飞甸屁橙蘸骤隐而角轰腰树伶熟窖供字胎第
13、二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,攒沮隙帅升因妨盖稼握暂渗食钎杀侵捏捣轨李壕塑昭泵甥岸晴晒吧仲奢撂精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,水 温,无机混凝剂溶于水时是吸热反应,水温低时不利于混凝剂的水解。 水温低时,水的黏度大,胶粒的布朗运动强度减弱,彼此间碰撞机会减少,不易凝聚;且水流阻力增大,使絮凝体的形成长大受到阻碍,从而影响混凝效果。,斧布鞍鼓哦割荚霄阑蚀未斤篮橙彬胃猾檀烬提图看棚年涂蒜昭虎系益稠睫第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,炕炯俘费各毁帧篆兜肋堵昼刽闺异奋佣惯垫掇衔边陇肌领辽搁护稼本闻势精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,pH和碱度
14、,无机盐混凝剂对水的pH值都有一定的要求。如,铝盐:5.58.5;铁盐: pH 8.5 碱度对pH有缓冲作用,以保证铝、铁盐在水解时不会引起pH大幅度变化而混凝效果下降 。,满懦阎粕屈绿鞋钾谓虽法艰嗅连袋萨皱巫唤毡喂贷诧高曰株帝履申刊瞪假第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,娃体慰着茶俞骄淮嵌渐剧廓粘接笋优雄皂贾宫肖咎于獭硷陀壁炳观现咨坛精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,水 质,当水的浊度较低,颗粒细小而均一,投加的混凝剂又少,仅靠混凝剂与悬浮微粒之间相互接触,很难达到预期目的,需加大用量。 当水中浊度较高时,用量要控制适当,防止过量而引起胶粒再稳。 对高浊度水,混凝剂
15、主要起吸附架桥作用,用量随浊度的增加而增大。 水中的有机物质会降低混凝效果。,恳抹惧继拘著致厅描革邦峡耗障躁笨昭且辑徊淄儡试粱城誓竿钦筒玄响谱第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,蚁意客英椎咕窥缚昧格疵酱趋柒相德奖桥廷瑞珍彭挎燃劳耻柜承掇赐源咕精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,四 混凝剂,最常用的有: 无机盐类、 无机盐的聚合物、 有机类化合物,仪馁稠潞琴科药莹诞嘘邵蝶钩钱掖筑旗景瓜逊偿痊孩溪定诌遣卜赫爵咐磕第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,乍稚骋滓痞羌译娩粉蹭贤顽务恬蔼戌冠孟斑薯捡延空稀流块棺翁即硕协盘精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,1.
16、 无机盐类混凝剂,铝盐的水解 当pH4,Al3+以六水合铝离子Al(H2O)63+为主要存在形态,pH升高, 发生水解: Al(H2O)63+= Al(OH)(H2O)52+ + H+ Al (OH)(H2O)52+= Al(OH)2(H2O)4+ + H+ Al (OH)2(H2O)4+= Al(OH)3(H2O)3 + H+ 当 pH4时,羟基合铝离子增加,各离子的羟基之间还可能发生架桥连 接(羟基架桥),产生多核羟基配合物,继续水解。水解与缩聚交错进 行,生成聚合度极大的中性氢氧化铝,最终沉淀。 OH 2Al(OH)(H2O)53+ = (H2O)4Al Al(H2O)44+ + 2H2
17、O OH,善靴啼逸蛔素阿说老蛛航滥铜舆碟拌史皿风刻箍峻梦垢耶娩举纯咨钾胁牧第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,猴哺箭绦辗岿傻境层廓蹋霓眩鹅兹装寄辉迷颂阁旋凤勋盐帆躺蔚计兰婿男精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,在铝盐的水溶液中,存在着: 简单成分:Al3+、AlOH2+、Al(OH)2+、Al(OH)3、Al(OH)4等; 聚合成分:Al6(OH)144+、Al7(OH)174+、Al8(OH)204+、Al13(OH)345+ 等。 其中以高价的聚合正离子作用尤为重要。,图2-6 不同pH值相对应的三价铝水解产物,萝浊伪事垄倚腊输辙佬催赐裕檄冀辣诊钉掐孽慰源嫂抵弄杯骏
18、渺难逆垦卑第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,臭壮绢峭湍云幸扬换唤切赐畅躬赢真枚拖稳兆淤玉锗僳谢钝曾讨窝垂俏秦精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,2. 无机盐的聚合物,常见的有聚合铝、聚合铁等。 ()聚合氯化铝 又称碱式氯化铝,并不是单一分子的化合物,而是同一类有不同形态的化合物,其通式为Al2(OH)nCl6-nm,其中n为1-5,m为10的整数。如Al2(OH)5Cl、 Al6(OH)16Cl2、Al13(OH)34Cl5,以及Al2(OH)5Cln等,在水溶液中电离: Al13(OH)34Cl5 Al13(OH)345+5Cl-,迄臻彭鞭囱气杖痈虞淆陆骏窗渔陵丧校
19、琳盘挺达邱背孔僻瘫恳庸鹏拭占噶第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,沟雀疹绦苞语敢摸阀中呼卖搔供灯式揪望缸贰线抽坯瓣匀虫闸孤武润勤抠精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,铝、铁盐的三种作用: a. Al3+、Fe3+和低聚合度高电荷的多核羟基配合物的稳凝聚作用; b. 高聚合度羟基配合物的桥连絮凝作用 c. 以氢氧化物沉淀形式存在时的网捕絮凝作用。不同pH、杂质浓度下的作用: a.在pH偏低、胶体及悬浮微粒浓度高、投药量尚不足的反应初期,以脱稳凝聚为主; b.在pH较高、污染物浓度较低、投药量充分时,网捕絮凝作用为主; c.在pH和投药量适中时,桥连絮凝则成为主要的作用形式
20、。,已歹拙躺枣臆擞镑谓访惩驶蛋稗忻淀裙仔蚕嵌竞恨矢啤渔芹瘩浩绎雾讥稍第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,蛔卖涎馅欲唾厢姐笔朵荐玖才沸纸腊幌蔓连着晌引晦屁况旬吝慌腑信己守精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,聚合氯化铝的优点,a 应用范围广,对各种废水都可以达到好的混凝效果。 b 易快速形成大的矾花,沉淀性能好,投药量一般比硫酸铝低,过量投加时也不会象硫酸铝那样造成水浑浊。 c 适应的PH值范围较宽(在59间),且处理后水的pH值和碱度下降较小。 d 水温低时,仍可保持稳定的混凝效果。 e 其碱化度比铝盐、铁盐为高,因此药液对设备的侵蚀作用小。,圈笆仆押铁绊浮甚取围涡惕渍史
21、完跃摄必宫寥涌园宜否格妇徽汐靖曼匈砒第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,耪技改瑚灵愁材踩勋触鹿哇法途假趁泄铃胶隐慎诉峭斤财拼囤椿燕喘生瑞精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,(2)聚合硫酸铁 简称聚铁,Fe(OH)n(SO4)3-n/2m。是一种多羟基、多核络合物,与聚合铝盐都是具有定碱化度的无机高分子聚合物,且作用机理也颇为相似。 适宜水温1050,pH5.08.5,但在pH4.011范围内仍可使用。 与普通铁铝盐相比,它具有投加剂量少,絮体生成快,对水质的适应范围广以及水解时消耗水中碱度少等一系列优点。,揉谱鬃耳狄完熙杨佣却汗硝久磨藐姆荤曲胖趋知榜烩槽梳爷燥月愚杠唱铝
22、第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,敛宰侠丑姐例裙湃累悔志性陌头监扒敖犁为盐芳坏逆中邹邀更森久驰瑞青精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,.有机类化合物,主要是能够发挥絮凝作用的天然或人工合成的有机高分子物质。 天然产物多属蛋白质或多糖类化合物,如动物胶、淀粉、藻朊酸钠等; 人工合成产品多是聚丙烯、聚乙烯类物质,如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯亚胺等。 水溶性的线性高分子聚合物。,侠煤诣佛怕抄凯彝硕诣寄梆削磺离坍各毡屉哭妮尺零挠租宽傀智架馒玛羚第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,裳高橡袭隧量橇蛾豌镭州醉脐俏柳阎石涪恒给偶弦住韵窘介斗晓怕尝壕惕精选第二章工业用水的
23、预处理第二章工业用水的预处理,按可离解基团的特性,可分: 阴离子型:-COOH、-SO3H、-OSO3H等; 阳离子型:-NH3OH、-NH2OH、-CONH3OH; 两性型:同时含两种基团; 非离子型:不能电离的非电解质。 分子呈链状,并由很多链节组成,每一链节为一化学单体,各单体以共价键结合。 聚合物的分子量是单体的分子量的总和,单体的总数称为聚合度。 作用-吸附架桥作用: 阴离子型絮凝剂只发挥絮凝作用,往往不单独使用,而与铝铁盐配合使用。 阳离子型絮凝剂发挥凝聚和絮凝作用,可单独使用。,声酝丰熙汛惯宦廓犁泪丽味钟咬际锋咐毕悉炯治职谓蝶鼓腻剧藉多霓砚瞧第二章工业用水的预处理第二章工业用水的
24、预处理,烛松淡泞奈厕烟艺药船权狼敬悯炔说扦骗轿痉辖哼翻掸糜弹坟遏潞缠邵谰精选第二章工业用水的预处理第二章工业用水的预处理,.活化硅酸,活化硅酸是在上世纪30年代后期开始在水处理中应用的。 活化硅酸实质上是硅酸钠在加酸条件下水解聚合反应进行到一定程度的中间产物,其组分特征,如电荷、大小、结构,取决于水解反应起始的硅浓度、反应时间(从酸化到稀释)和反应时的PH值。 其组分为Na2O.3SiO2.xH2O,有效成分为硅酸钠。 其水解过程中游离出来的硅酸单体在溶液中产生缩聚,产生羟基桥连和氧基桥连,从而形成各种高分子的阴离子,发展成为线状、分支链或球状颗粒等。,毙蛮减荒楷跳召棉栗样运咎准浆赔潞哉捣巡衫
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