污水的化学处理 3.3 化学沉淀法PPT课件
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污水的化学处理3.3化学沉淀法知识讲稿
03
化学沉淀法的实施步骤
反应剂的选择与添加
反应剂选择
根据污水中的污染物种类和浓度 ，选择合适的化学药剂作为沉淀 剂，以使污染物转化为难溶性物 质或形成絮凝体。
投加方式
确定化学药剂的投加量、投加方 式和时间间隔，以保证最佳的反 应效果和节约药剂用量。
反应条件的控制
pH值调节
根据化学反应的需求，调节污水pH 值至适宜范围，以促进沉淀物的形成 和沉降。
离子和某些有机物。但化学沉淀法需要使用化学试剂，可能产生二次污
染。
与生物处理法的比较
生物处理法
利用微生物的代谢作用降解有机物，包括活性污泥法和生物膜法等。
化学沉淀法
对于某些难降解的有机物和重金属离子，生物处理法效果不佳，而化学沉淀法则可以有效 地去除这些物质。
比较
生物处理法具有处理效果好、能耗低等优点，但处理周期较长，且对水质、温度等条件要 求较高。化学沉淀法则具有快速、高效、适应性强等优点，但可能产生二次污染。
04
化学沉淀法的优缺点
优点
高效去除污染物
化学沉淀法能够有效地去除污水 中的重金属、悬浮物、有机物等 污染物，降低污水中的化学需氧
量（COD）和生物需氧量 （BOD）。
操作简便
化学沉淀法的工艺流程相对简单， 所需设备较少，操作和维护方便，
适合处理大规模的污水。
适用范围广
化学沉淀法可以根据不同的污染 物和污水性质，选择不同的化学
与其他化学处理法的比较
其他化学处理法
如氧化还原法、吸附法和离子交换法等。
化学沉淀法
与其他化学处理法相比，化学沉淀法具有操作简单、成本低廉等优 点，适用于大规模污水处理。
比较
其他化学处理法可能在某些特定情况下具有更好的处理效果，但在 大规模污水处理中，化学沉淀法的优势更加明显。
(推荐)《废水的化学处理法》PPT课件
larger. • Effluent from a biological treatment works is ca 50 mg C / dm3 , ca 50% of
which is colloidal.
• 胶体微粒
– 憎水胶体（不可逆胶 体），粘土及某些无机 混凝剂在水中所形成的 胶体
– 亲水胶体 （可逆胶体）， 如蛋白质，淀粉及胶质 等有机物质都属于亲水 胶体
– 压缩双电层作用（例） ➢ 带电离子的中和作用：当向废水投入电解质如硫酸铝时，硫酸铝在水中离解， 生成带电荷Al3+和SO42-， Al3+是高价离子，它使废水中阳离子浓度增加，并 被废水中带负电的胶体颗粒(如粘土、细菌、病毒等都是带负电的胶体）所 吸附，使Al3+ 进入扩散层甚至吸附层，而使胶体的ξ电位降低，带电的胶体 微粒趋向电中和。当大量正离子进入吸附层致使扩散层完全消失时， ξ电位 为零，胶体间的静电斥力消失，相互碰撞时则全凝聚为较大的颗粒沉淀。 （凝聚）
• 投入聚合物的量必须适当，当投入最过大时，废水中含有大量的聚合物， 反而会把胶体微粒包围，使它们失去了彼此之间架桥的可能，胶体颗粒仍 处于稳定状态。
• 所以，在废水处理中，对高分子絮
凝剂投加量及搅拌时间和强度都应
严格控制，如投加量过大 时，一
开始微粒就被若干高分子链包围，
而无空白部位去吸附其他的高分子
1.2 化学混凝法的原理
• 压缩双电层作用
– 由胶体粒子的双电层结构可知， 反离子的浓度在胶粒表面处最 大，并沿着胶粒表面向外 的距 离呈递减分布，最终与溶液中 离子浓度相等（见图）。当向 溶液中投加电解质，使溶液 中 离子浓度增高，则扩散层的厚 度将从图上的oa减小 至ob。该 过程的实质是加入的反离子与 扩散层原有反 离子之间的静电 斥力把原有部分反离子挤压到 吸附层 中，从而使扩散层厚度 减小。
which is colloidal.
• 胶体微粒
– 憎水胶体（不可逆胶 体），粘土及某些无机 混凝剂在水中所形成的 胶体
– 亲水胶体 （可逆胶体）， 如蛋白质，淀粉及胶质 等有机物质都属于亲水 胶体
– 压缩双电层作用（例） ➢ 带电离子的中和作用：当向废水投入电解质如硫酸铝时，硫酸铝在水中离解， 生成带电荷Al3+和SO42-， Al3+是高价离子，它使废水中阳离子浓度增加，并 被废水中带负电的胶体颗粒(如粘土、细菌、病毒等都是带负电的胶体）所 吸附，使Al3+ 进入扩散层甚至吸附层，而使胶体的ξ电位降低，带电的胶体 微粒趋向电中和。当大量正离子进入吸附层致使扩散层完全消失时， ξ电位 为零，胶体间的静电斥力消失，相互碰撞时则全凝聚为较大的颗粒沉淀。 （凝聚）
• 投入聚合物的量必须适当，当投入最过大时，废水中含有大量的聚合物， 反而会把胶体微粒包围，使它们失去了彼此之间架桥的可能，胶体颗粒仍 处于稳定状态。
• 所以，在废水处理中，对高分子絮
凝剂投加量及搅拌时间和强度都应
严格控制，如投加量过大 时，一
开始微粒就被若干高分子链包围，
而无空白部位去吸附其他的高分子
1.2 化学混凝法的原理
• 压缩双电层作用
– 由胶体粒子的双电层结构可知， 反离子的浓度在胶粒表面处最 大，并沿着胶粒表面向外 的距 离呈递减分布，最终与溶液中 离子浓度相等（见图）。当向 溶液中投加电解质，使溶液 中 离子浓度增高，则扩散层的厚 度将从图上的oa减小 至ob。该 过程的实质是加入的反离子与 扩散层原有反 离子之间的静电 斥力把原有部分反离子挤压到 吸附层 中，从而使扩散层厚度 减小。
第三章第三节 工业废水处理方法
3.1 中和法
第三章 水污染及其防治
三、 药剂中和法
酸性废水的药剂中和法
药剂中和法投药量计算：
G Q C a K (kg / h)
式中： Q ——废水流量(m3/h) C ——废水中酸（碱）浓度(kg/m3) ——换算（比重1） a ——药剂单位理论耗量(kg/kg) α——药剂纯度或浓度(0.6-0.98) K ——反应不均匀系数(1.1-2.0)
3.1 中和法 二、 酸碱废水中和法
中和能力的计算
第三章 水污染及其防治
1）根据当量定律计算: Q1C1=Q2C2
Q-废水流量（m3/h），C-废水中酸/碱浓度（kg/m3）
2）等当点:在滴定分析中，用标准溶液对被测溶液进行滴定，当反 应达到完全时，两者以相等当量化合，这一点称为等当点。
3）等当点的pH
酸碱废水的危害： 1）破坏水体水质，影响水生动植物生存 2）排水管道、设施腐蚀破坏 3）影响污水处理效果（混凝，生物）
3.1 中和法
第三章 水污染及其防治
一、 概述
中和方法的分类
酸性废水的中和方法主要有：与碱性废水互相中和，药剂 中和，过滤中和。
碱性废水的中和方法主要有：与酸性废水互相中和以及药 剂中和。
3.1 中和法 三、 药剂中和法
碱性废水的药剂中和法
第三章 水污染及其防治
原理：向碱性废水投加酸性药剂，使废水的pH值降低的方法。
常采用的中和剂有硫酸、盐酸、硝酸以及锅炉烟道气（CO2、SO2） 等，还应尽可能使用一些工业废酸（工业硫酸）。
3.1 中和法
第三章 水污染及其防治
三、 药剂中和法
碱性废水的药剂中和法
第三章 水污染及其防治
3.3.3 臭氧氧化法
污水的化学处理PPT课件
混凝的机理：混凝可分为压缩双电层、吸附电中 和、吸附架桥、沉淀物网捕四种机理。
（1）压缩双电层机理 (modification of the electrical double
layer)
双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度有关。当 向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高时， 则扩散层的厚度将减小。
碰撞而作无规则的布朗运动，布朗运动足以抵 抗重力影响，具有动力学稳定性；
带电，同类胶体微粒带有同性电荷。
水化膜，许多水分子被吸引在亲水胶体微粒
周围，形成水化膜。
2.胶体的结构
双 电 层 结 构 模 型
滑动面以内的部分称胶粒 胶粒与扩散层之间的电位差称ξ电位
[胶核]电位离子，束缚反离子自由反离子 [Fe(OH)3]m nH＋ (n－x)Cl－x+ Cl－
(b)易快速形成大的矾花，沉降性能好，投药量 一般比硫酸铝低，过量投加时也不会象硫酸铝 那样造成水浑浊。
(c)适宜的pH值范围较宽(在5－9之间)，且处理 后水的pH值和碱度下降较小。
(d)水温低时，仍可保持稳定的混凝效果。 (e)其碱化度比其它铝盐、铁盐为高，因此药液
对设备的侵蚀作用小。
5）活化硅酸(activated silicate)
优点：形成的矾花沉降性好，处理低温水或低 浊度水效果比铝盐好，适宜的pH值范围较宽；
缺点：处理后的水的色度比铝盐的高，腐蚀性 大。
2）硫酸亚铁(ferrous sulfate)
FeSO4·7H2O是半透明绿色晶体，易溶于水，在 水温2O℃时溶解度为21％。
硫酸亚铁离解出的Fe2＋只能生成最简单的单核 络合物，因此，不如三价铁盐混凝效果好。
颗粒粒径小于1nm的真溶液； 颗粒粒径为1－100nm的胶体溶液； 颗粒粒径大于100nm的悬浮液。
（1）压缩双电层机理 (modification of the electrical double
layer)
双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度有关。当 向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高时， 则扩散层的厚度将减小。
碰撞而作无规则的布朗运动，布朗运动足以抵 抗重力影响，具有动力学稳定性；
带电，同类胶体微粒带有同性电荷。
水化膜，许多水分子被吸引在亲水胶体微粒
周围，形成水化膜。
2.胶体的结构
双 电 层 结 构 模 型
滑动面以内的部分称胶粒 胶粒与扩散层之间的电位差称ξ电位
[胶核]电位离子，束缚反离子自由反离子 [Fe(OH)3]m nH＋ (n－x)Cl－x+ Cl－
(b)易快速形成大的矾花，沉降性能好，投药量 一般比硫酸铝低，过量投加时也不会象硫酸铝 那样造成水浑浊。
(c)适宜的pH值范围较宽(在5－9之间)，且处理 后水的pH值和碱度下降较小。
(d)水温低时，仍可保持稳定的混凝效果。 (e)其碱化度比其它铝盐、铁盐为高，因此药液
对设备的侵蚀作用小。
5）活化硅酸(activated silicate)
优点：形成的矾花沉降性好，处理低温水或低 浊度水效果比铝盐好，适宜的pH值范围较宽；
缺点：处理后的水的色度比铝盐的高，腐蚀性 大。
2）硫酸亚铁(ferrous sulfate)
FeSO4·7H2O是半透明绿色晶体，易溶于水，在 水温2O℃时溶解度为21％。
硫酸亚铁离解出的Fe2＋只能生成最简单的单核 络合物，因此，不如三价铁盐混凝效果好。
颗粒粒径小于1nm的真溶液； 颗粒粒径为1－100nm的胶体溶液； 颗粒粒径大于100nm的悬浮液。
污水处理的基本方法(共66张PPT)
状、水泥沉界斗速面中是。及变二浓化次缩的沉池。淀中化池污学与泥絮污的凝泥浓沉浓缩淀缩过属池程中存发在 于这生压种。缩类沉型淀。。
〔二〕沉砂池
1.沉砂池一般位于泵站之前或初沉池之前， 用以别离水中较大的无机颗粒，如砂子、 煤渣等。以使水泵、管道免受磨损和阻塞 ；减轻沉淀池的无机负荷；改善污泥的流 动性，以便于排放、输运。
2-2
表2-1格栅的分类
格栅分类特征 按格栅间距分
按清渣方式分
格栅名称 粗格栅 细格 密格栅 人工清渣格栅 机械清渣格栅
说明 栅条间隙 > 40mm 栅条间隙l0~30mm 栅条间隙 < 10mm 主要是粗格栅 机械清渣
GL型格栅除污机
上海石洞口污水处理厂
上海嘉定水质净化厂 曝气沉砂池前细格栅
粗滤、微滤等过滤因污染物都被截留在过 滤介质的外表，所以又称外表过滤(surface filtration)；而粒状材料过滤时，污染物可以 深入到过滤介质的内部，所以又称深床过滤 (depth filtration)或滤层过滤。
外表过滤的机理比较简单，它是在各类动 力条件下，通过过滤介质(栅、网、膜)孔隙 对悬浮固体的阻截作用而形成固液别离。深 床过滤去除悬浮固体的机理比较复杂，它涉 及到随水流流动的固体颗粒如何脱离水流流 线而与滤料外表接触，即迁移机理；以及粘 附机理。
化学絮凝沉淀属于这种类型。 外表过滤的机理比较简单，它是在各类动力条件下，通过过滤介质(栅、网、膜)孔隙对悬浮固体的阻截作用而形成固液别离。
筛网按网眼尺寸分为粗筛网络〔≥1mm〕、中筛网〔 二、污水的重力别离处理
一些附着不牢的被截留物质在水流作用下，随水流到下一层滤料中去。
池中央进水1，池~四0周出.0水 5mm〕和微筛网〔≤0.05mm〕，城市污水处 理中，常采用粗、中筛网。
〔二〕沉砂池
1.沉砂池一般位于泵站之前或初沉池之前， 用以别离水中较大的无机颗粒，如砂子、 煤渣等。以使水泵、管道免受磨损和阻塞 ；减轻沉淀池的无机负荷；改善污泥的流 动性，以便于排放、输运。
2-2
表2-1格栅的分类
格栅分类特征 按格栅间距分
按清渣方式分
格栅名称 粗格栅 细格 密格栅 人工清渣格栅 机械清渣格栅
说明 栅条间隙 > 40mm 栅条间隙l0~30mm 栅条间隙 < 10mm 主要是粗格栅 机械清渣
GL型格栅除污机
上海石洞口污水处理厂
上海嘉定水质净化厂 曝气沉砂池前细格栅
粗滤、微滤等过滤因污染物都被截留在过 滤介质的外表，所以又称外表过滤(surface filtration)；而粒状材料过滤时，污染物可以 深入到过滤介质的内部，所以又称深床过滤 (depth filtration)或滤层过滤。
外表过滤的机理比较简单，它是在各类动 力条件下，通过过滤介质(栅、网、膜)孔隙 对悬浮固体的阻截作用而形成固液别离。深 床过滤去除悬浮固体的机理比较复杂，它涉 及到随水流流动的固体颗粒如何脱离水流流 线而与滤料外表接触，即迁移机理；以及粘 附机理。
化学絮凝沉淀属于这种类型。 外表过滤的机理比较简单，它是在各类动力条件下，通过过滤介质(栅、网、膜)孔隙对悬浮固体的阻截作用而形成固液别离。
筛网按网眼尺寸分为粗筛网络〔≥1mm〕、中筛网〔 二、污水的重力别离处理
一些附着不牢的被截留物质在水流作用下，随水流到下一层滤料中去。
池中央进水1，池~四0周出.0水 5mm〕和微筛网〔≤0.05mm〕，城市污水处 理中，常采用粗、中筛网。
水处理课件：化学沉淀及氧化还原法共87页
乌申斯基
谢谢！
水处理课件：化学沉淀及氧化还原法
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
谢谢！
水处理课件：化学沉淀及氧化还原法
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
化学沉淀法课件
交
全交换
换
容量
容 量
工作交 换容量
一定量的树脂所具有的活性 基团或可交换离子的总数量
树脂在给定工作条件下实际 的交换能力
3. 交联度 交联度较高的树脂，孔隙较低，密度较大，离子
扩散速度较低，对半径较大的离子和水合离子的交换 量较小，浸泡在水中时，水化度较低，形变较小，也 就比较稳定，不易破碎。
4. 交换势 交换势大，交换离子越容易取代树脂上的可交换
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。
化学沉淀法分类
• 氢氧化物沉淀法 • 硫化物沉淀法 • 碳酸盐沉淀法 • 铬酸盐沉淀法 • 卤化物沉淀法 • 铁氧体沉淀法等。
两性树脂
二、离子交换树脂的选用
1. 离子交换树脂的有效pH范围
树脂 强酸性离子 弱酸性离子 强碱性离子 弱碱性离子 类型 交换树脂 交换树脂 交换树脂 交换树脂
有效
pH范 1~14
5~14
1~12
0~7
围
2. 交换容量
定量表示树脂交换能力的大小，单位为mol/kg(干 树脂)或mol/L(湿树脂)
• （2）沉淀剂的投加量不能太多，以免沉淀的氯化银又 与氯离子产生络合反应，使部分固体氯化银又重新溶解。
• （3）当处理电镀含银废水时，一般先采用氯化法氧化 氰，反应过程中释放出来的氯离子再与银离子发生沉淀 反应。
第四节 氧化还原法
一阶段反应，pH值越高，反应速度越快，pH值小于8.5则有放出剧毒物CNCl的危险。 CNO—在低pH条件下易水解生成NH3，且有重新溢出CNCl的危险。
第16章污水的化学和物理化学处理PPT课件演示文稿
§16-2 混凝
内容
一、概述 二、混凝原理 三、混凝剂和助凝剂 四、影响混凝效果的因素 五、混凝设备
一、概述
1、化学混凝处理对象
水中胶体粒子和细小悬浮物(粒径分别
为1～l00nm和100～l0000nm)。
为什么这些物质需要用混凝法处理？
由于布朗运动、水合作用，尤其是微粒间的静电 斥力等原因，胶体和细微悬浮物能在水中长期保持 悬浮状态，静置而不沉。因此，胶体和细微悬浮物 不能直接用重力沉降法分离，而必须首先投加混凝 剂来破坏它们的稳定性，使其相互聚集为数百微米 以至数毫米的絮凝体，才能用沉降、过滤和气浮等 常规固液分离法予以去除。
四、影响混凝效果的因素
1、水温
低温，混凝效果差，原因是： (1) 无机盐水解吸热(尤其是硫酸铝，水温低于5℃，水解 速率非常缓慢)； (2) 温度降低，粘度升高——布朗运动减弱； (3) 胶体颗粒水化作用增强，妨碍凝聚。 改善方法：投加高分子助凝剂，或是用气浮法代替沉淀 法作为后续处理。
2、pH及碱度
(3) 吸附架桥
指链状高分子物质在静电力、范德华力和氢键 力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物 等发生吸附桥联作用的过程。
吸附桥联过程中，胶粒并不一定要脱稳，也无 需直接接触。
这个机理可以解释非离子型或带同号电荷的离 子型高分子絮凝剂得到好的絮凝效果的现象。
图16-2 高分子絮凝剂对微粒的吸附架桥模式 (a)初期吸附，(b)絮凝体形成
④ 滚筒式中和滤池
将酸性污水流经装有石灰石滤料的卧式旋转滚筒进行中 和反应，滤料粒径小于150mm，由于滤料在滚筒中的激烈 摩擦碰撞，故滤料表面更新更快，可处理较高浓度的酸性 污水(硫酸浓度可达3～3.5g/L)。
但该设备噪音大，设备费用与动力费用较高，故很少采 用。
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o mg/L。
.
16
.
17
三、 铁氧体沉淀法
1 铁氧体（Ferrite）概述
物理性质----是指一类具有一定晶体结构的复合氧化物， 它具有高的导磁率和高的电阻率（其电阻率比铜大 1013～1014倍），是一种重要的磁性介质。铁氧体不溶 于酸、碱、盐溶液，也不溶于水。
.
18
铁氧体沉淀法
铁氧体的组成----尖晶石型铁氧体化学组成BO•A2O3。
Ag+
Cu2+
4
Zn2+
5
Fe2+
6
Cd2+
Mg2+ 7
8 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
pH
. 图 金属氢氧化物的溶解度与pH值的13 关系
注意： 采用氢氧化法处理污水，PH值是一个重要因素，处理 污水中的 Fe2+离子时，PH值大于9则可完全沉淀，而 处 理 污 水 中 Al3 ＋ 离 子 时 ， PH 值 严 格 为 5.5 ， 否 则 AL(OH)3沉淀物又会溶解。
硫化氢在水中分两步电离。
H 2 S H H S H H S S 2
电离常数
K 1 [H [ H ]2 H S [ ] ] S 9 .1 1 80K 2 [H [H ]S ] 2 [ ] S 1 .2 1 － 1 0
.
29
由上二式可得总电离常数
K总
[H]2[S2] [H2S]
.
14
氢氧化物沉淀法的影响因素
pH 沉淀剂种类 沉淀方式
.
15
氢氧化物沉淀法 应用实例
o
o （1）如用氢氧化物沉淀法处理含镉废水，一般pH值 应为9.5～12.5。当pH=8时，残留浓度为1mg/L； 当pH值升至10或11时，残留浓度分别降至0.1和 0.00075mg/L；如果采用砂滤或铁盐、铝盐凝聚沉 降，则可改进出水水质。
.
25
2）重金属离子混合废水
废水中含Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr2O72－等重金属离子的废 水，硫酸亚铁投量大体上为单种金属离子时投药量之和。在 反应池中投加NaOH调pH值至8～9生成金属氢氧化物沉淀， 再进气浮槽中浮上分离。浮渣流入转化槽，补加一定量硫酸 亚铁，加热至70～80℃，通压缩空气曝气约0.2h，金属氢氧 化物即可转化为铁氧体。处理后的水中各金属离子含量均达 排放标准，如经炭吸附处理还可回用。
沉淀呈墨绿色, 金属离子已基本沉淀完全。
.
21
调整pH值时不可采用石灰，原因是它的溶解度小和杂质多，
(3)充氧加热,转化沉淀 调整二价和三价金属离子的比例，通常向废水中通入空气， 使部分Fe(Ⅱ)转化为Fe(Ⅲ)。此外，加热可促使反应进行、 氢氧化物 。
胶体破坏和脱水分解，使之逐渐转化为铁氧体： Fe(OH)3＝FeOOH十H2O FeOOH+Fe(OH)2＝FeOOH•Fe(OH)2 FeOOH•Fe(OH)2+FeOOH＝FeO•Fe2O3+2H2O
(1)配料反应 (2)加碱共沉淀 (3)充氧加. 热,转化沉淀 (4)固液分离 (5)沉渣处20理
(1)配料反应 为了形成铁氧体，通常要有足量的Fe2+和Fe３+。通常要额 外补加硫酸亚铁和氯花亚铁等。
投加二价铁离子的作用有三：
1)补充Fe2+； 2)通过氧化，补充Fe3+； 3)如废水中有六价铬，则Fe2+能将其还原为Cr3+，作为形成
难溶盐的溶度积常数均可在化学手册中查到。
.
6
KspMmNn=[Mn+]m•[Nm-]n=k•[MmNn]=常数
根据溶度积原理，可以判断溶液中是否有沉淀产生：
A 、离子积[Mn+]m•[Nm-]n < KspMmNn时， 溶液未饱和，全溶，无沉淀。
B 、离子积[Mn+]m•[Nm-]n = KspMmNn时， 溶液正好饱和，无沉淀。
化学沉淀法
.
1
化学沉淀法定义 化学沉淀法是向污水中投加某种化学物质，使
它与污水中的溶解物质发生化学反应，生成难溶 于水的沉淀物，以降低污水中溶解物质的方法。
主要针对废水中的阴、阳离子。
.
2
化学沉淀法的处理对象
(主要针对废水中的阴、阳离子。) （1）废水中的重金属离子及放射性元素：如Cr3+、 Cd3+、Hg2+、Zn2+、Ni2+、Cu2+、Pb2+、Fe3+等。 （2）给水处理中去除钙，镁硬度。 （3）某些非金属元素：如S2-、F-、磷等。
.
11
二、氢氧化物沉淀法
金属氢氧化物的溶解与污水的PH值关系很大。 M(OH)n表示金属的氢氧化物，Mm+表示金属离子。 则电离方程式 M nn(OH ) M (O)H n
其溶度积为
KM s(O p)n H [M n]O [ ]H n
同时水发生电离 H2O HOH
水的离子积为 K H 2 O [H ]O [ ] H 1 1 10 4
.
10
溶度积常数KspMmNn的影响因素： 1）同名离子效应－当沉淀溶解平衡后，如果向溶液中加入含 有某一离子的试剂，则沉淀溶解度减少向沉淀方向移动→
2）盐效应－在有强电解质存在状况下，溶解度随强电解质浓度 的增大而增加，反应向溶解方向转移←。
3）酸效应－溶液的PH值可影响沉淀物的溶解度，称为酸效应。
B----二价金属，如Fe、Mg、Zn、Mn、Co、Ni、Ca等； Ａ----三价金属，如Fe、Al、Cr、Mn、V、Co等。
磁铁矿（其主要成分为Fe3O4或FeO•Fe2O3）就是一种天然 的尖晶石型铁氧体。
.
19
2. 铁氧体沉淀法定义 废水中各种金属离子形成不溶性的铁氧体晶粒而沉淀析出
的方法叫做铁氧体沉淀法。 3 铁氧体沉淀法的工艺流程
0.1M，则
上式
[M 2]1 K .1 s1 M p[ 0 2 H S2 0 ].2 11 K .s 1 [p 1 H 0 2 ]23
反应温度60～80°C ,时间20min ,比较合适。
加热充氧的方式有二： (1)一种是对全部废水加热充氧; (2)另一种是先充氧，然后将组成调整好了的氢氧化物沉淀 分离出来，再对沉淀物加热。
.
23
(4)固液分离 沉降过滤、浮上分离、离心分离和磁力分离。 由于铁氧体的比重较大(4.4～5.3)，采用沉降过滤和
.
12
代入上式
[Mn] KspM(OH)n (KH2O[H])n
将上式取对数 lgM [n]lgKspnlgKH2OnlgH []
PKsnpPH2K OnPH
xnPH 0
1
Ca2+
2
将重金属离子的溶解度与PH值 关系绘成曲线，从曲线中可以 得到，重金属离子的浓度值。
-lg[M n+]
3
Fe3+ Al3+
C 、离子积[Mn+]m•[Nm-]n > KspMmNn时， 形成MmNn沉淀。
可见，要降低[Mn+]可考虑增大[Nm-]的值，具有这种作用的 化学物质为沉淀剂。
.
7
在饱和溶液中，可根据溶度积常数计算难溶 盐在溶液中的溶解度SMmNn
由于 [Mn+]= m SMmNn [Nm-]=nSMmNn
有 KspMmNn=[mSMmNn]m•[nＳMmNn]n 得
判断分级沉淀的先后，不要单纯的通过溶度积常数（或溶解度）的 大小来判定，要以离子浓度乘积与溶度积Ksp的关系为指标，看是否满 足沉淀的条件。
.
9
溶度积常数
易溶难溶是相对的,我们可以用较难溶的盐作为沉淀剂去除更难溶的盐中的某一
离子；例如，难溶解的CaSO4的Ks=9.1×10-6，但是BaSO4的Ks=1.1×10-10，更低 ，可以用CaSO4作为沉淀剂，沉淀Ba 2+。
.
26
5 铁氧体沉淀法特点
优点： (1)一次脱除多种金属离子，出水水质好，能达到排放标准； (2)设备简单、操作方便； (3)硫酸亚铁的投量范围大，对水质的适应性强； (4)沉淀易分离、易处置。 缺点：(1)不能单独回收有用金属；
(2)需消耗相当多的药剂及热能，处理时间较长，使处理成 本较高；
(3)出水中的硫酸盐含量高。
4）络合效应－若溶液中存在可能与离子生成可溶性络合物的络 合剂，则反应向相反方向进行，沉淀溶解，甚至不发生沉淀。
应用：如果污水中含有大量的Mn+离子，要降低[浓Mn度]m ，[N可m向]n 污 水中投入化学物质，提高污水中Nm-浓度，使离子积大于溶度积L， 结果MmNn从污水中沉淀折出，降低 Mm+浓度。
K1
K2ห้องสมุดไป่ตู้
1.11022
[S2]1.11[H02]2[2H2S]
代入 [M2]Ksp /[S2] 得[M 2 ] 1 .1 1 2 K 0 [s H 2M 2p S ]/SH []2 1 .1 K 1 s[ H 2 p 0 [ H 2 ]2 2S ]
在 1 大 气 压 ， 25℃ 条 件 下 ， 硫 化 氢 在 水 中 的 饱 和 浓 度 为
离心分离都能获得较好的分离效果。
(5)沉渣处理
1)若废水的成分单纯、浓度稳定，则其沉渣可作铁诊氧磁体的 原料，此时，沉渣应进行水洗，除去硫酸钠等杂质；
2)供制耐蚀瓷器； 3)暂时堆置贮存。
.
24
o 4.氧体沉淀法处理废水应用举例
1）含铬电镀废水
o 含铬(Ⅳ)废水由调节池进入反应槽。根据含铬(Ⅳ)量投加一定量 硫酸亚铁进行氧化还原反应，然后投加氢氧化钠调pH值至7～9， 产生氢氧化物沉淀，呈墨绿色。通蒸气加热至60～80℃，通空 气曝气20min，当沉淀呈黑褐色时，停止通气。静置沉淀后上 清液排放或回用，沉淀经离心分离洗去钠盐后烘干，以便利用。 当进水CrO3-含量为190～2800mg／L时，经处理后的出水 含Cr(Ⅳ)低于0.lmg/L。每克铬酐约可得到6g铁氧体干渣。
.
16
.
17
三、 铁氧体沉淀法
1 铁氧体（Ferrite）概述
物理性质----是指一类具有一定晶体结构的复合氧化物， 它具有高的导磁率和高的电阻率（其电阻率比铜大 1013～1014倍），是一种重要的磁性介质。铁氧体不溶 于酸、碱、盐溶液，也不溶于水。
.
18
铁氧体沉淀法
铁氧体的组成----尖晶石型铁氧体化学组成BO•A2O3。
Ag+
Cu2+
4
Zn2+
5
Fe2+
6
Cd2+
Mg2+ 7
8 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
pH
. 图 金属氢氧化物的溶解度与pH值的13 关系
注意： 采用氢氧化法处理污水，PH值是一个重要因素，处理 污水中的 Fe2+离子时，PH值大于9则可完全沉淀，而 处 理 污 水 中 Al3 ＋ 离 子 时 ， PH 值 严 格 为 5.5 ， 否 则 AL(OH)3沉淀物又会溶解。
硫化氢在水中分两步电离。
H 2 S H H S H H S S 2
电离常数
K 1 [H [ H ]2 H S [ ] ] S 9 .1 1 80K 2 [H [H ]S ] 2 [ ] S 1 .2 1 － 1 0
.
29
由上二式可得总电离常数
K总
[H]2[S2] [H2S]
.
14
氢氧化物沉淀法的影响因素
pH 沉淀剂种类 沉淀方式
.
15
氢氧化物沉淀法 应用实例
o
o （1）如用氢氧化物沉淀法处理含镉废水，一般pH值 应为9.5～12.5。当pH=8时，残留浓度为1mg/L； 当pH值升至10或11时，残留浓度分别降至0.1和 0.00075mg/L；如果采用砂滤或铁盐、铝盐凝聚沉 降，则可改进出水水质。
.
25
2）重金属离子混合废水
废水中含Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr2O72－等重金属离子的废 水，硫酸亚铁投量大体上为单种金属离子时投药量之和。在 反应池中投加NaOH调pH值至8～9生成金属氢氧化物沉淀， 再进气浮槽中浮上分离。浮渣流入转化槽，补加一定量硫酸 亚铁，加热至70～80℃，通压缩空气曝气约0.2h，金属氢氧 化物即可转化为铁氧体。处理后的水中各金属离子含量均达 排放标准，如经炭吸附处理还可回用。
沉淀呈墨绿色, 金属离子已基本沉淀完全。
.
21
调整pH值时不可采用石灰，原因是它的溶解度小和杂质多，
(3)充氧加热,转化沉淀 调整二价和三价金属离子的比例，通常向废水中通入空气， 使部分Fe(Ⅱ)转化为Fe(Ⅲ)。此外，加热可促使反应进行、 氢氧化物 。
胶体破坏和脱水分解，使之逐渐转化为铁氧体： Fe(OH)3＝FeOOH十H2O FeOOH+Fe(OH)2＝FeOOH•Fe(OH)2 FeOOH•Fe(OH)2+FeOOH＝FeO•Fe2O3+2H2O
(1)配料反应 (2)加碱共沉淀 (3)充氧加. 热,转化沉淀 (4)固液分离 (5)沉渣处20理
(1)配料反应 为了形成铁氧体，通常要有足量的Fe2+和Fe３+。通常要额 外补加硫酸亚铁和氯花亚铁等。
投加二价铁离子的作用有三：
1)补充Fe2+； 2)通过氧化，补充Fe3+； 3)如废水中有六价铬，则Fe2+能将其还原为Cr3+，作为形成
难溶盐的溶度积常数均可在化学手册中查到。
.
6
KspMmNn=[Mn+]m•[Nm-]n=k•[MmNn]=常数
根据溶度积原理，可以判断溶液中是否有沉淀产生：
A 、离子积[Mn+]m•[Nm-]n < KspMmNn时， 溶液未饱和，全溶，无沉淀。
B 、离子积[Mn+]m•[Nm-]n = KspMmNn时， 溶液正好饱和，无沉淀。
化学沉淀法
.
1
化学沉淀法定义 化学沉淀法是向污水中投加某种化学物质，使
它与污水中的溶解物质发生化学反应，生成难溶 于水的沉淀物，以降低污水中溶解物质的方法。
主要针对废水中的阴、阳离子。
.
2
化学沉淀法的处理对象
(主要针对废水中的阴、阳离子。) （1）废水中的重金属离子及放射性元素：如Cr3+、 Cd3+、Hg2+、Zn2+、Ni2+、Cu2+、Pb2+、Fe3+等。 （2）给水处理中去除钙，镁硬度。 （3）某些非金属元素：如S2-、F-、磷等。
.
11
二、氢氧化物沉淀法
金属氢氧化物的溶解与污水的PH值关系很大。 M(OH)n表示金属的氢氧化物，Mm+表示金属离子。 则电离方程式 M nn(OH ) M (O)H n
其溶度积为
KM s(O p)n H [M n]O [ ]H n
同时水发生电离 H2O HOH
水的离子积为 K H 2 O [H ]O [ ] H 1 1 10 4
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溶度积常数KspMmNn的影响因素： 1）同名离子效应－当沉淀溶解平衡后，如果向溶液中加入含 有某一离子的试剂，则沉淀溶解度减少向沉淀方向移动→
2）盐效应－在有强电解质存在状况下，溶解度随强电解质浓度 的增大而增加，反应向溶解方向转移←。
3）酸效应－溶液的PH值可影响沉淀物的溶解度，称为酸效应。
B----二价金属，如Fe、Mg、Zn、Mn、Co、Ni、Ca等； Ａ----三价金属，如Fe、Al、Cr、Mn、V、Co等。
磁铁矿（其主要成分为Fe3O4或FeO•Fe2O3）就是一种天然 的尖晶石型铁氧体。
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2. 铁氧体沉淀法定义 废水中各种金属离子形成不溶性的铁氧体晶粒而沉淀析出
的方法叫做铁氧体沉淀法。 3 铁氧体沉淀法的工艺流程
0.1M，则
上式
[M 2]1 K .1 s1 M p[ 0 2 H S2 0 ].2 11 K .s 1 [p 1 H 0 2 ]23
反应温度60～80°C ,时间20min ,比较合适。
加热充氧的方式有二： (1)一种是对全部废水加热充氧; (2)另一种是先充氧，然后将组成调整好了的氢氧化物沉淀 分离出来，再对沉淀物加热。
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(4)固液分离 沉降过滤、浮上分离、离心分离和磁力分离。 由于铁氧体的比重较大(4.4～5.3)，采用沉降过滤和
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代入上式
[Mn] KspM(OH)n (KH2O[H])n
将上式取对数 lgM [n]lgKspnlgKH2OnlgH []
PKsnpPH2K OnPH
xnPH 0
1
Ca2+
2
将重金属离子的溶解度与PH值 关系绘成曲线，从曲线中可以 得到，重金属离子的浓度值。
-lg[M n+]
3
Fe3+ Al3+
C 、离子积[Mn+]m•[Nm-]n > KspMmNn时， 形成MmNn沉淀。
可见，要降低[Mn+]可考虑增大[Nm-]的值，具有这种作用的 化学物质为沉淀剂。
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在饱和溶液中，可根据溶度积常数计算难溶 盐在溶液中的溶解度SMmNn
由于 [Mn+]= m SMmNn [Nm-]=nSMmNn
有 KspMmNn=[mSMmNn]m•[nＳMmNn]n 得
判断分级沉淀的先后，不要单纯的通过溶度积常数（或溶解度）的 大小来判定，要以离子浓度乘积与溶度积Ksp的关系为指标，看是否满 足沉淀的条件。
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溶度积常数
易溶难溶是相对的,我们可以用较难溶的盐作为沉淀剂去除更难溶的盐中的某一
离子；例如，难溶解的CaSO4的Ks=9.1×10-6，但是BaSO4的Ks=1.1×10-10，更低 ，可以用CaSO4作为沉淀剂，沉淀Ba 2+。
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5 铁氧体沉淀法特点
优点： (1)一次脱除多种金属离子，出水水质好，能达到排放标准； (2)设备简单、操作方便； (3)硫酸亚铁的投量范围大，对水质的适应性强； (4)沉淀易分离、易处置。 缺点：(1)不能单独回收有用金属；
(2)需消耗相当多的药剂及热能，处理时间较长，使处理成 本较高；
(3)出水中的硫酸盐含量高。
4）络合效应－若溶液中存在可能与离子生成可溶性络合物的络 合剂，则反应向相反方向进行，沉淀溶解，甚至不发生沉淀。
应用：如果污水中含有大量的Mn+离子，要降低[浓Mn度]m ，[N可m向]n 污 水中投入化学物质，提高污水中Nm-浓度，使离子积大于溶度积L， 结果MmNn从污水中沉淀折出，降低 Mm+浓度。
K1
K2ห้องสมุดไป่ตู้
1.11022
[S2]1.11[H02]2[2H2S]
代入 [M2]Ksp /[S2] 得[M 2 ] 1 .1 1 2 K 0 [s H 2M 2p S ]/SH []2 1 .1 K 1 s[ H 2 p 0 [ H 2 ]2 2S ]
在 1 大 气 压 ， 25℃ 条 件 下 ， 硫 化 氢 在 水 中 的 饱 和 浓 度 为
离心分离都能获得较好的分离效果。
(5)沉渣处理
1)若废水的成分单纯、浓度稳定，则其沉渣可作铁诊氧磁体的 原料，此时，沉渣应进行水洗，除去硫酸钠等杂质；
2)供制耐蚀瓷器； 3)暂时堆置贮存。
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o 4.氧体沉淀法处理废水应用举例
1）含铬电镀废水
o 含铬(Ⅳ)废水由调节池进入反应槽。根据含铬(Ⅳ)量投加一定量 硫酸亚铁进行氧化还原反应，然后投加氢氧化钠调pH值至7～9， 产生氢氧化物沉淀，呈墨绿色。通蒸气加热至60～80℃，通空 气曝气20min，当沉淀呈黑褐色时，停止通气。静置沉淀后上 清液排放或回用，沉淀经离心分离洗去钠盐后烘干，以便利用。 当进水CrO3-含量为190～2800mg／L时，经处理后的出水 含Cr(Ⅳ)低于0.lmg/L。每克铬酐约可得到6g铁氧体干渣。