东华大学水污染控制第五次作业答案以及总结(2)

③水温低时，由于胶体颗粒水化作用增强，妨碍了胶体凝聚 （2）水的pH值和碱度

在不同pH值下，铝盐与铁盐混凝剂的水解产物的形态不一样，混凝效果也各异，因此pH值是影响混凝的一个主要因素 。

①混凝剂水解反应不断产生H+，它与水中HCO3-(碱度)作用生成CO2；当投药量较少，原水碱度又较高时，由于上述的缓冲作用，水的pH值略有降低，对混凝效果不会有大的影响

②当投药量较大，原水的碱度小，不足以中和水解产生的酸时，水的pH值将大幅度下降。要保持水解反应充分进行，必须加碱去中和H+ ，一般投加CaO

③用于除去废水的浊度时，硫酸铝的最佳 pH 范围为6.5?7.5，用于除色时，pH值在4.5?5.5之间。

④Fe3+水解反应同样受pH值的控制，但适应的pH值范围较宽，最优pH值大约在6.0?8.4之间。用于除色时，pH值在3.5?5.0之间。

⑤当使用 FeSO4·7H2O 时，由于溶解度较大，且Fe2+只能形成较简单的络合物，混凝效果较差，因此要把Fe2+氧化成Fe3+ 。氧化的方法通常采用溶解氧氧化或加氯氧化。

⑥高分子混凝剂（有机高分子混凝剂在投入水中前已发生水解聚合反应，聚合物形态基本确定），故对水的pH值变化适应性较强，混凝效果受pH值的影响较小。

（3）水力条件的影响

①在混合阶段要使药剂快速均匀地分散于水中以利于混凝剂快速水解、聚合及颗粒脱稳，通常在10～30s至多不超过2min即可完成。搅拌强度的速度梯度G值一般在700～1000 s-1之内

②在絮凝阶段，主要靠机械或水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚，故以同向絮凝为主，通常以G值和Gt值（t为絮凝时间）作为控制指标。

③在絮凝过程中，G值应渐次减小。采用机械搅拌时，搅拌强度应逐渐减小；采用水力絮凝池时，水流速度应逐渐减小。絮凝阶段，平均G=20～70 s-1范围内，平均Gt＝1╳104～1 ╳ 105范围内。 （4）水质的影响

㈠水中悬浮杂质

①颗粒浓度过低往往不利于混凝，人工投加粘土或高分子助凝剂可提高混凝效果

②颗粒粒径与性质：由于不同的粘土杂质的粒径大小和级配、化学组成、带电性能和吸附性能等各不相同，因而即使浊度相同，混凝性能也不同。杂质颗粒级配越单一均匀、越细越不利，大小不一的颗粒将有利于混凝。

㈡有机物

①水中有机物过高时，会吸附于胶体颗粒上使胶体具有很高的稳定性，即有机物对胶体的保护作用。

②向水中投臭氧与Cl2 来氧化有机物，破坏其作用，就能提高混凝效果。 ③有机物少时有助凝作用，在实际应用时我们应利用这个作用 ㈢盐类含量与性质

因电解质能使胶体凝聚，所以水中溶解盐类能对混凝发生影响。 ①天然水中Ca2+、Mg2+ 对压缩双电层有利 ②阴离子（如Cl-）可能对混凝产生不利影响

思考题：

7. 某工业废水中含有高浓度的甲醇与葡萄糖，请问，该废水可否采用混凝法进行预处理？为什么？

甲醇与葡萄糖都不适用混凝法进行预处理。因为混凝法起作用的原理是胶体微粒和细微悬浮颗粒通常带有电荷，胶体颗粒之间互相排斥形成稳定的混合液，加入混凝剂使ζ电位改变失去稳定，从而相互聚结。而甲醇与葡萄糖不属于这种胶体物质，因此不适合。

8. 常用混凝剂与助凝剂有哪些？请举例说明你了解的混凝原理或工艺应用。

混凝剂：目前用于废水处理的混凝剂种类很多，按化学成分可分为无机和有机两大类。 按分子量大小、官能团的特性及官能团离解后所带电荷的性质，又可分为高分子、低分子、阳离子型、阴离子型和非离子型混凝剂等。

（1）硫酸铝

①有固、液两种形态，一般使用固态硫酸铝。

②根据其中不溶于水的物质的含量，可分为精制和粗制两种

③精制硫酸铝含有不同数量的结晶水，常用的是Al2(SO4)3·18H2O，含无水硫酸铝50%～52%，含Al2O3约15%，密度1.62，外观为白色结晶体

④粗制硫酸铝中有效氧化铝含量基本与精制相同，主要是不溶于水的物质含量高，废渣较多， 价格较低，但质量不稳定，且因不溶于水的杂质含量高，酸度较高，腐蚀性较强，溶解与投加设备需考虑防腐。

适用条件

硫酸铝适用于水温为20～40℃，pH=4～8的水质条件，当pH=4～7时，主要去除水中有机物，pH=5.7～7.8时，主要去除水中悬浮物，pH=6.4～7.8时，主要处理浊度高，色度低（小于30度）的水

优缺点

硫酸铝使用方便，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响。但是当水温低时水解困难，形成的絮体较松散。 （2）聚合氯化铝（PAC）

聚合氯化铝又名碱式氯化铝或羟基氯化铝，是一种无机高分子混凝剂。它是以铝灰或含铝矿物作为原料，采用酸溶或碱溶法加工而成，其中含氧化铝(Al2O3)10％以上，不溶物<1％，其化学式为[Al2(OH)nC16-n]m，其中n＝1～5，m≤10，是m个A12(OH)nCl6-n（羟基氯化铝）单体的聚合物。

B?nOH?100% 3nAl聚合氯化铝可看成是AlCl3在一定的条件下经水解、聚合逐步转化成Al(OH)3沉淀物过程中的各种中间产物。

聚合氯化铝作为混凝剂处理废水的特点：

①对污染严重或低浊度、高浊度、高色度的原水都可达到较好的混凝效果； ②温度适应性好，pH值适用范围宽，可在pH=5～9之间使用； ③矾花形成快，颗粒大而重，沉淀性能好，投药量—般比硫酸铝低； ④其碱化度比其他铝盐、铁盐高，因此药液对设备的侵蚀作用小，且处理后

水的pH值和碱度下降较小。 （3）三氯化铁

①三氯化铁（FeCl3·6H2O）是一种常用的混凝剂，是黑褐色的结晶体，有强烈吸水性，极易溶于水。

②和铝盐相似，在一定的条件下，Fe3+通过水解、聚合可形成多种成分的配合物或聚合物，如单核组分Fe(OH)2+、 Fe(OH)2+及多核组分Fe2(OH)24+、Fe3(OH)45+等，以至Fe(OH)3沉淀物。其混凝机理亦与硫酸铝相似。

优缺点：

①形成的矾花比重大，易沉降，在低温、低浊时仍有较好效果，适宜的pH值范围也较宽。

②溶液具有强腐蚀性，处理后的水的色度比用铝盐高。 （4）聚合硫酸铁（PFS）

①聚合硫酸铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m，英文缩写为PFS。 ②它与聚合铝盐都是具有一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10～50℃，pH 5.0～8.5，但在pH 4~11的范围内均可使用。

优点

与普通铁盐相比，它具有投加剂量小，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，因而在废水处理中的应用越来越广泛。 （5） 有机高分子混凝剂

①高分子混凝剂分为人工合成和天然两类，常用的是人工合成的混凝剂。 ②高分子混凝剂一般都是线型高分子聚合物，它们的分子呈链状，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。

③聚合物的分子量是各单体的分子量的总和，一个聚合物分子中单体的总数称聚合度。

④高分子混凝剂溶于水中，将生成大量的线型高分子，当高分子聚合物的单体含有可离解官能基团时，沿链状分子长度就会有大量可离解基团，基团离解即形成高聚物离子。

这里介绍一种高分子混凝剂：聚丙烯酰胺（PAM）

①聚丙烯酰胺（PAM）是一种最重要的和使用最多的高分子混凝剂，也称为

三号絮凝剂

②当原水浊度低时，宜先投加其它凝混剂，后投聚丙烯酰胺(相隔半分钟为宜)，使杂质颗粒先行脱稳到一定程度，为聚丙烯酰胺大离子的絮凝作用创造有利条件

③当原水浊度较高时，宜先投聚丙烯酰胺，后投其它混凝剂，让聚丙烯酰胺先在较高浊度水中充分发挥作用，吸附一部分胶粒，使浊度有所降低，其余胶粒由其它混凝剂脱稳，再由聚丙烯酰胺吸附，这样可降低其它混凝剂的剂量。

④聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺聚合而成，其中还剩有少量未聚合的丙烯酰胺单体。这种单体是有毒的，故产品中的单体残留量应严格控制。有的国家规定混凝剂中单体丙烯酰胺的含量须在0.2％以下；有的国家规定不得超过0.05％

助凝剂：调节或改善混凝条件，调节pH, 包括碱和氧化剂，石灰（乳）, O3，改善絮体结构－增加颗粒重量，常用的有PAM、活性硅酸，粘土，SiO2水解物、天然高分子物，骨胶等。

总结： A+ 7 A 15 B+ 9 B 11 C+ 6 C 3

第一道作业中城镇污水可否用化学混凝法来处理这个问题，很多同学答的是不能，这个不够全面，有点绝对了，况且近几年随着混凝剂的发展，特别是污水厂处理后的尾水回用中大量地应用混凝预处理。

思考题一，出现一些问题，就是有些同学认为可以用，有些同学虽然说不适用，但是分析的原因是错误的。

最后一题，答的都不是很全。 个别同学那个字太草了。

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