工业用水的预处理PPT

i. 总电位（Ψ电位）：胶核表面的电位离子与溶液主体之
间的电位差。Ψ电位一定时，扩散层愈厚，ξ愈高。
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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
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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。
• 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。
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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
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。
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三 影响混凝的因素
• 水温 • 水的pH、碱度 • 水质
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水温
• 无机混凝剂溶于水时是吸热反应，水温低时不胶粒的布朗运动强度减弱，
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压缩双电层
• 对扩散层有直接压缩作用 • 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
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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。
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卷扫作用（网捕作用）
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
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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
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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。
c. 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，构成双电层的外层。
d. 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。
e. 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。
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f. 胶粒：固定层和扩散层之间的交接面称为滑动面，滑动
洗净，影响出水浊度。
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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。
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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。
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2．胶体的结构
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a. 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。 b. 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。
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0.001～1mm时的胶体溶液，必须用混凝技术。
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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。
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。
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pH和碱度
• 无机盐混凝剂对水的pH值都有一定的要求。如，
铝盐：5.5～8.5；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 。
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水质
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1. 无机盐类混凝剂
铝盐的水解
当pH≤4，Al3+以六水合铝离子[Al(H2O)6]3+为主要存在形态，pH升高， 发生水解：
[Al(H2O)6]3+== [Al(OH)(H2O)5]2+ + H+ [Al (OH)(H2O)5]2+== [Al(OH)2(H2O)4]+ + H+ [Al (OH)2(H2O)4]+== Al(OH)3(H2O)3↓ + H+ 当 pH≥4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
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（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
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
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。
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2. 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
面以内的部分称为胶粒。
g. 胶团：胶粒与扩散层一起构成了电中性的胶团。 h. 胶体的电动电位（ξ电位）：当胶粒运动时，扩散层中
的大部分反离子就会脱离胶团，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。ξ愈高，稳定性愈高。