混凝的原理与应用PPT幻灯片课件
46页1、第七节混凝 环境学院田晴 1 本节提示 课程主要内容掌握混凝处理的对象 混凝的机理 影响混凝效果的主要因素 熟悉产生胶体稳定性的原因 胶体的双电子层结构 电位常用的混凝剂 2 本节提示 课程主要内容难点讲解胶体的双电子层过程中 重点介绍结构胶体的动电电位 电位产生原因 帮助学生理解降低该电位的主要方法的机理 结合混凝试验 掌握影响混凝效果的因素 如何提高混凝反应的处理效果 3 Manyofthecontaminantsinwaterandwastewatercontainmatterinthecolloidalform Thesecolloidsresultinastable suspension Ingeneralthesuspensionisstableenoughsothatgravityforceswillnotcauseprecipitationofthesecolloidalparticles Sotheyneedspecialtreatmenttoremovethemfromtheaqueousphase Thisdestabilizationofcolloidsisca
2、lled coagulation Coagulation 4 Sizerange 10 3 1micron 50 70 oftheorganicmatterindomesticwastewateriscomposedofcolloidalmatter Inwatertreatmentcolor turbidity viruses bacteria algaeandorganicmatterareprimarilyeitherinthecolloidalformorbehaveascolloids Typicalcolloidalcharacteristicsforwaterandwastewater 5 一 概述 颗粒沉速与粒径 颗粒比重 2 65kg dm3 6 水中悬浮杂质大都可以通过自然沉淀的方法去除 而胶体及微小悬浮物 沉速缓慢 须经混凝沉淀方可去除 混凝用途 生活饮用水处理 工业废水处理 城市污水三级处理 污泥处理等 混凝处理对象 胶体细小悬浮物溶解性大分子有机物 疏水性 7 二 混凝的原理 1 胶体常见胶体 粘土颗粒 对于d 4 m 大部分细菌 0 2 80nm 病毒 10
3、 300nm 蛋白质 2 胶体的分类憎水性胶体亲水性胶体 8 3 胶体的双电子层结构 扩散层 胶团边界 滑动面 胶粒 吸附层 胶核 电位 电位 9 吸附层Sternlayer 随胶核一起运动 靠近胶核表面处 异号离子浓度大 结合紧密扩散层Diffuselayer 大部分运动时被甩掉 甩掉后剩下的面 叫滑动面 离胶核远 反离子浓度小 结合松散 结构式 胶核 吸附层 扩散层胶粒胶团 10 电位Potential 胶核表面上的离子和反离子之间形成的总电位 电位 胶体滑动面上的电位 称作动电位带负 正 电荷charge的胶核表面与扩散于溶液中的正 负 电荷离子正好电性中和 越大 扩散层越厚 胶体颗粒斥力大 稳定性强 11 4 胶体的稳定性 憎水性胶体 静电作用 同性相斥亲水性胶体 稳定性主要由于它所吸附的大量水分子所构成的水壳分子运动 布朗运动 胶体颗粒在水中保持分散状态的性质 产生原因 12 5 胶体的脱稳及凝聚 混凝机理 重点掌握 压缩双电层电性中和Adsorption chargeneutralization吸附桥联Polymerbridgeformation沉淀网捕Sedimentat
4、ion entrapping 13 1 压缩双电层作用 混凝剂提供大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层 使 电位降低 当 电位为零时 称为等电状态 此时胶体间斥力消失 胶粒最易发生聚结 实际上 电位电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时 胶粒就开始产生明显的聚结 这时的 电位称为临界电位 胶粒因 电位电位降低或消除以至失去稳定性的过程 称为胶体脱稳 脱稳的胶粒相互聚结 称为凝聚 14 15 上述反应中 降低水中H 或H3O 浓度或提高pH 使反应趋向右方 水合羟基络合物的电荷逐渐降低 最终生成中性氢氧化铝难溶沉淀物 16 当pH 4时 水解受到抑制 水中存在的主要是 Al H2O 3 3 当pH 4 5时 水中有 Al OH H2O 5 2 Al OH 2 H2O 4 及少量 Al OH 3 H2O 3 当pH 7 8时 水中主要是 Al OH 3 H2O 3 沉淀物 但在某一特定pH时 水解产物还有许多复杂的高聚物和络合物同时共存 因为初步水解产物中的羟基OH 具有桥键性质 17 在由 Al H2O 6 3 转向 Al OH 3 H2O 3 的中间过程中 羟
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