水体污染及其控制技术

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1、第三章水体污染及其控制技术1水环境概述2水体污染与自净3水质指标、水环境标准与水环境保护法规4污水处理基本方法与系统5污水的物理处理技术6污水的化学处理技术7污水的生物处理技术（一）——活性污泥法8污水的生物处理技术（二）——生物膜法9污水的生物处理技术（三）——厌氧生物处理法10污水的自然生物处理法11污泥的处理与处置1胶体概述悬浮颗粒越小，在水中沉降就越困难。悬浮物大多是泥沙，d>100nm，经长时间静止在重力作用下就会沉降下来。胶体颗粒，d<100nm，基本不能因重力作用而沉降。原因有三：胶体颗粒在水中作无规则的布朗运动，可长时间保持分散状态；胶体颗粒外表面吸附了一层水分子，阻碍

2、胶体颗粒之间的接触，使胶体保持稳定；胶体颗粒带有电荷，天然水中的胶体颗粒总是带有负电荷，由于同性相斥使胶体颗粒不易相互聚合而保持悬浮状态。其中后两个原因更为重要。3.6.1混凝法2向水中加入混凝剂，使废水中细小的悬浮物和胶体粒子相互接触并凝聚，然后形成絮状物下沉而分离的处理方法。前者称为凝聚，后者称为絮凝，两个过程合称为混凝。根据所用混凝剂的不同，其作用机制有三个电中和作用：带正电荷离子与原水中带负电荷的胶体发生电中和使之脱稳，此过程在1s内即可完成。脱稳后的胶体颗粒的静电斥力被大大削弱，便可发生碰撞，聚集成较大的颗粒。吸附架桥作用：沉淀物Al(OH)3、高分子絮凝剂（具有较长分子链）

3、。这些分子链能吸附水中的胶体颗粒，而且同一条链可吸附多个胶体颗粒，同一胶体颗粒可吸附在多条链上，使原来处于分散的许多细小颗粒被分子链拉扯在一起不能分开，形成絮状沉淀物。网捕作用：Al(OH)3沉淀物以及生成的絮状沉淀物，是一种网状絮凝体，在下沉过程中，像一个张开的大网，卷扫水中的悬浮物共同沉淀。混凝原理3混凝过程混凝过程是指从向水中投加混凝剂，直到最终形成大颗粒絮凝体的整个过程。分为两个阶段：凝聚阶段（也称凝絮阶段）混凝过程中最重要的阶段。包括胶体脱稳和脱稳胶体在布朗运动作用下聚集成微小凝絮的过程。脱稳胶体的移动速度十分重要，决定了它们的碰撞频率。有效碰撞才能使脱稳胶粒聚集，这取决于胶

4、体脱稳程度。完全脱稳则每次碰撞都可能形成微小凝絮。在混合池或混合管中进行，很短时间即可完成。絮凝阶段微小凝絮在流体动力作用下再相互碰撞形成大絮凝体，这一过程称为絮凝阶段。在反应池（或称絮凝池）中完成。4混凝剂与助凝剂对用于水处理的混凝剂的要求：混凝效果好，无害，廉价易得。根据所加药剂在混凝过程中所起的作用不同，混凝剂可分为凝聚剂和混凝剂两类，分别起胶体脱稳和结成絮体的作用。根据混凝剂化学成分和性质不同，可分为无机、高分子和微生物混凝剂三大类。无机混凝剂：硫酸铝，硫酸铁，硫酸亚铁高分子混凝剂分为无机和有机两类无机高分子：聚合氯化铝和聚合氯化铁应用最广泛有机高分子：聚丙烯酰胺助凝剂：调节、

5、改善混凝条件，提高处理效果。单独使用混凝剂不能取得良好混凝效果时，可投加助凝剂。常用的有硫酸、石灰、活化硅胶、骨胶、海藻酸钠等。5混凝工艺流程及设备混凝处理是一个综合操作过程，包括药剂的制备、投加、混凝、絮凝和沉淀分离几个过程。63.6.2吸附法吸附法是利用多孔性固体吸附剂来处理废水的方法。吸附剂有很强的吸附能力，可以把废水中的可溶性有机物或无机物吸附到它的表面而除去，对废水中的细菌、病毒等微生物也有一定的去除作用。吸附的基本原理吸附是在相界面上物质浓度自动发生积累或浓集的现象，是一种非均相过程。在废水处理中，主要是利用固体物质表面(吸附剂)对废水中物质(吸附质)的吸附作用。吸附剂通常

6、为细微物质或多孔物质，因其有很大的表面积而显示出明显的吸附能力。7吸附的操作流程间歇式连续式间歇式是将吸附剂和废水按一定比例在吸附池内搅拌混合一段时间(一般为30min左右)，后静置沉淀，然后将澄清液排出。间歇式操作一般只用于少量废水的处理，多数情况下都采用连续式。主要用于城市污水的深度处理，以及含铬工业废水等。83.6.3离子交换法离子交换法：借助离子交换剂中无害的可交换离子，与废水中有害离子的交换作用，使水质得到了净化。能有效去除废水中的重金属离子和放射性物质。电厂应用广泛，用于锅炉补给水处理。交换剂——离子交换树脂。9离子交换树脂是一类带有活性基团的网状结构的高分子化合物，它带有

7、电荷，并与反离子相吸引。分子结构组成包括两部分。离子交换树脂骨架：骨架是高分子化合物的基体，具有庞大的空间网络结构，支撑整个化合物。活性基团：它是连结在骨架上的可交换基团（简称功能团），提供可交换离子。离子交换树脂10活性基团由两部分组成：固定部分：与骨架牢固结合，不能自由移动，称为固离子活动部分：遇水可以电离，并能在一定范围内自由移动，可与周围水中的其他带同类电荷的离子进行交换反应，称为可交换离子。强酸性阳树脂R-SO3H中，R代表骨架，-S