§8.1 污水的化学处理方法

一、化学混凝法

污水的化学处理是利用化学反应的作用以去除水中的杂质。处理对象主要是污水中无机的或有机的(难于生物降解的)溶解物质或胶体物质。常用的化学处理方法有化学混凝、中和法、化学沉淀法和氧化还原法。

混凝原理：

(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ξ电位降低。当ξ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，ξ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ξ电位称为临界电位。胶粒因ξ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。

(2) 吸附架桥作用：由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程。

(3) 网捕作用：沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒，使胶体粘结。

二、中和法

1、投加法：常用药剂是石灰、电石渣、石灰石等，有时也采用苛性钠和碳酸钠。中和药剂的投加量，可按化学反应式进行估算。石灰常使用熟石灰，配制成石灰乳液，浓度在10％左右，反应在池中进行。石灰量多时，可用生石灰。为了防止产生沉淀，石灰乳槽均装有搅拌设备。

2、过滤法：石灰石或白云石作中和剂时常呈粗粒状，可作滤料，故用过滤法。

三、化学沉淀法

用易溶的化学药剂(可称沉淀剂)使溶液中某种离子以它的一种难溶的盐和氢氧化物形式从溶液中析出，在化学上称沉淀法，在化工和环境工程上称化学沉淀法。

难溶盐和难溶氢氧化物在溶液中的离子的浓度之积(称溶度积Ks)是常数，当能结合成难溶盐的两种离子的浓度之积超过这盐的溶度积时，该盐将析出，而这两种离子的浓度将下降，需要去除的离子就与水分离。

四、氧化还原法

1、加氯氧化CN^-根：电镀废水往往含有CN^-,可加氯氧化为N₂和CO₂。

2、电解法：直流电通过电解质溶液时，在两个电极上引起的化学变化称电解。可用于处理含CrO₄^2-、Hg的废水。

3、置换法：电动序中电位较高的金属能取代水溶液中电位较低的金属的离子，前者析出而后者溶入水中。

§8.2 污水的物理化学处理方法

一、 吸附法

吸附剂：固体表面有吸附水中溶解及胶体物质的能力,比表面积很大的活性炭等具有很高的吸附能力。

物理吸附：吸附剂与吸附物质之间是通过分子间引力(即范徳华力)而产生的吸附

化学吸附：吸附剂与被吸附物质之间产生化学作用，生成化学键引起吸附

表明被吸附物的量与浓度之间的关系式称为吸附等温式。

吸附法在污水处理中的应用：

1. 吸附法除汞

活性炭有吸附汞和汞化合物的性能，但因其吸附能力有限，只适宜于处理含汞量低的废水。

2. 炼油厂、印染厂废水的深度处理

某炼油厂含油废水，经隔油，气浮和生物处理后，再经砂滤和活性炭过滤深度处理。废水的含酚量从0.1mg/L(生物处理后)降至0.005mg/L，氰从0.19mg/L降至0.048mg/L，COD从85mg/L降至18mg/L。

二、离子交换法

实质：不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其他同性离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程，通常是可逆化学吸附。

三、萃取法

萃取：用适当的溶剂分离混合物的过程。

步骤：把萃取剂加入废水，并使它们充分接触，有害物质作为萃取物从废水中转移到萃取剂中把萃取剂和废水分离开了，废水就得到了处理把萃取物从萃取剂中分离出来，使有害物成为有用的副产品，而萃取剂则可用于萃取过程才算在技术上已经成立；其次，就是经济上的考虑。

四、膜分离法（膜析法）

膜析法是利用薄膜以分离水溶液中某些物质的方法总称。

1、渗析法

半透膜的渗析作用：依靠薄膜中“孔道”的大小分离不同的分子或离子；依靠薄膜的离子结构分离性质不同的离子；依靠薄膜的有选择的溶解性分离某些物质

动力：分子扩散作用，电力，压力。

2、电渗析法

阳极反应式：

阴极反应式：

3、反渗透法

反渗透法是以压力为驱动力的膜法分离技术。

4、超过滤法

作用：溶质在膜表面和微孔孔壁上发生吸附溶质的粒径大小与膜孔径相仿，溶质嵌在孔中，引起堵塞溶质的粒径大于膜孔径，溶质在膜表面被机械截留，实现筛分超滤的过程是动态过程，即在超滤膜的表面既受到垂直于膜面的压力，使水分子得以透过膜面并与被截留物质分离，同时又产生一个与膜表面平行的切向力，以将截留在膜表面的物质冲开。主要用于分离有机的溶解物, 如淀粉、蛋白质、树胶、油漆等。