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1、第三章废水的化学处理方法3.0概述概述3.1中和中和3.2混凝处理混凝处理3.3化学氧化处理化学氧化处理3.4电解电解3.0废水的化学处理方法概述废水的化学处理方法概述中和：中和：酸碱中和酸碱中和混凝混凝:去除去除1nm-100 m分散颗粒。分散颗粒。化学氧化处理化学氧化处理:空气氧化空气氧化,湿式氧化湿式氧化,臭氧氧化臭氧氧化,氯氧化氯氧化电解：电解：电解氧化、电解还原，电解凝聚，电解上浮电解氧化、电解还原，电解凝聚，电解上浮应用特点应用特点含酸废水和含碱废水是两种重要的工业废液，酸性废水含有含酸废水和含碱废水是两种重要的工业废液，酸性废水含有无机酸（如无机酸（如H2SO4、HNO3、HCl
2、、H3PO4、HF、HCN）或含有机酸（如醋酸，甲酸，或含有机酸（如醋酸，甲酸，柠檬酸等），碱性废水含有碱柠檬酸等），碱性废水含有碱性物质如（性物质如（NaOH、Na2CO3、Na2S及胺类等）。及胺类等）。无论从数无论从数量还是从危害程度来看酸性废水比碱性废水更显著。量还是从危害程度来看酸性废水比碱性废水更显著。工工业业废废水水含含酸酸或或碱碱的的量量往往往往相相差差很很大大，因因而而需需采采用用不不同同的的方方法加以处理。法加以处理。废废酸酸碱碱含含量量大大于于3的的高高浓浓度度废废水水，需需特特殊殊方方法法回回收收。例例如如：用用蒸蒸发发浓浓缩缩法法回回收收苛苛性性钠钠，用用扩扩散散渗渗
3、析析法法回回收收钢钢铁铁酸酸洗洗废废水水中的中的H2SO4或以此为原料制备或以此为原料制备FeSO4。3.1.1酸性废水中和处理法酸性废水中和处理法3.1.1.1投药中和投药中和由由于于酸酸发发生生废废水水中中往往往往含含有有一一些些重重金金属属，为为使使重重金金属属离离子子也也能能沉沉淀淀分分离离出出来来，那那么么就就必必须须要要使使废废水水达达到到一一定定的的p值值，因因此此可可采采用用投投药药中中和和的的办办法法,该该法法既既可可中中和和各各种种酸酸性性废废水水又又能能将重金属离子与杂质一起沉淀下来，适应性较强。将重金属离子与杂质一起沉淀下来，适应性较强。碱碱性性中中和和剂剂的的选选择择
4、应应根根据据废废水水中中酸酸的的种种类类和和含含量量，以以及及中中和和反反应应速速度度、中中和和生生成成物物的的性性质质，药药剂剂获获得得的的难难易易和和经经济济性性因因素等来综合考虑。素等来综合考虑。常常用用碱碱性性中中和和剂剂有有：苛苛性性钠钠（NaOH）,苏苏打打（Na2CO3）,石石灰灰NaOH、Na2CO3在在水水中中溶溶解解速速度度快快、中中和和反反应应速速度度快快，生生成成物物是是易易溶溶于于水水的的盐盐类类随随水水流流出出，但但处处理理成成本本高高。在在水水量量不不大大、并有废碱液可利用时，亦可以采用。并有废碱液可利用时，亦可以采用。由由于于石石灰灰价价廉廉易易得得，因因此此广
5、广泛泛被被使使用用，但但溶溶解解性性差差，反反应应速速度度慢慢，必必须须要要有有相相应应的的药药剂剂配配制制设设备备和和搅搅拌拌装装置置；另另外外泥泥渣渣形成量大、劳动条件差、操作复杂形成量大、劳动条件差、操作复杂。CaO、MgO等等与与酸酸反反应应后后生生成成物物是是泥泥渣渣，在在其其形形成成过过程程中中呈呈微微孔孔状状能能吸吸附附一一些些细细微微颗颗粒粒或或有有机机物物、细细菌菌等等，具具有有混混凝凝和和絮絮凝凝作作用用，因因而而对对废废水水也也进进行行了了净净化化。当当采采用用石石灰灰石石作作中中和和剂剂时时，对对H2SO4的的浓浓度度要要控控制制在在2g/l以以内内，也也既既浓浓度度为
6、为0.2%。当当酸酸性性废废水水中中含含有有重重金金属属盐盐类类时时如如Pb、Zn、Cu、Cd等等，为为使使它它们们能能在在最最适适宜宜的的pH值值范范围围内内沉沉淀淀，并并使使其其残残留留量量为为最最小小。计计算算中中和和药药剂剂的的投投量量时时应应增增加加与与重重金金属属生生成成沉沉淀淀的的药药量量，其其数数值值仍仍按按当当量量关关系系进进行计算。如：行计算。如：ZnSO4+Ca(OH)2Zn(OH)2+CaSO4为为使使Zn(OH)2沉沉淀淀，其其需需要要pH值值在在910.5，此此时时Zn的残留量最小在的残留量最小在1mg/l以下。以下。当当酸酸性性废废水水浓浓度度较较高高时时，如如采
7、采用用石石灰灰乳乳来来中中和和，有有时要用分段中和才能达到要求的时要用分段中和才能达到要求的pH值。值。3.1.1.2过滤中和过滤中和酸酸性性废废水水过过滤滤中中和和法法是是将将中中和和剂剂筛筛选选成成一一定定大大小小的的颗颗粒粒填填入入滤滤床床中中，当当酸酸性性废废水水通通过过滤滤层层时时与与中中和和剂剂发发生生作作用用而而得到中和得到中和.而而中中和和剂剂滤滤料料层层在在反反应应过过程程中中不不断断消消耗耗，需需定定期期清清理理添添加加，这这种种方方法法可可以以省省去去一一套套中中和和剂剂制制备备设设备备，出出水水p p值值较较稳定，沉渣少，使用管理较为简单经济。稳定，沉渣少，使用管理较为
8、简单经济。过滤中和的滤料有：石灰石、大理石、白云石等。过滤中和的滤料有：石灰石、大理石、白云石等。当当用用石石灰灰石石中中和和HCl、HNO3时时，其其反反应应生生成成物物是是溶溶于水的盐类，因此，过滤时对这两种酸的浓度不限。于水的盐类，因此，过滤时对这两种酸的浓度不限。当当与与H2SO4反反应应时时，生生成成物物是是石石膏膏，由由于于CaSO4的的溶溶解解度度较较小小，为为了了避避免免生生成成的的石石膏膏附附于于滤滤料料表表面面为为了了避避免免生生成成的的石石膏膏附附于于滤滤料料表表面面，或或堵堵塞塞滤滤料料孔孔隙隙，以以及及逸逸出出CO2在在滤滤料料表表面面形形成成气气泡泡而而影影响响化化
9、学学反反应应的进行。故要求的进行。故要求H2SO4浓度应控制在浓度应控制在2g/l范围以内。范围以内。当当 H2SO4浓浓 度度 超超 过过 2g/l时时，建建 议议 采采 用用 白白 云云 石石，（CaCO3MgCO3）作滤料。作滤料。其反应式如下：其反应式如下：2H2SO4+CaCO3MgCO3CaSO4+MgSO4+CO2+2H2O原因分析：原因分析：生生成成的的MgCO4溶溶于于水水，而而CaSO4的的生生成成量量仅仅为为用用石石灰灰石石中中和和时时的的一一半半，这这就就防防止止了了因因浓浓度度高高而而产产生生过过量量的的过过饱饱和和CaSO4但但反反应应速速度度较较用用石石灰灰石石为
10、为慢慢，此此法适用于法适用于H2SO4浓度浓度24g/l。3.1.1.3利用碱性废水废渣中和法利用碱性废水废渣中和法利利用用本本厂厂和和本本工工段段产产生生的的碱碱性性废废水水进进行行中中和和。一一般般是是把把碱碱性性废废水水和和酸酸性性废废水水排排入入中中和和池池。中中和和能能力力的的计计算算根根据据化化学学计计算算中中等等当当量量原原理理进进行行，要要求求酸酸碱碱废废水反应后呈中性。水反应后呈中性。但但由由于于排排出出的的酸酸性性或或碱碱性性废废水水在在水水量量上上和和浓浓度度上上往往往往不不能能满满足足化化学学计计量量的的要要求求，变变化化幅幅度度较较大大，加加上上从从车车间间布布置置来
11、来看看两两股股废废水水排排出出的的口口也也不不邻邻近近，从而使管道连接不方便等原因，此法使用不多。从而使管道连接不方便等原因，此法使用不多。利利用用化化学学软软水水站站排排出出的的白白垩垩渣渣（主主要要是是CaCO3）、乙乙炔炔站站的的废废电电石石渣渣（主主要要是是(Ca（OH）2)）和和热热电电厂排出的硼泥等都可用来中和酸性废水。厂排出的硼泥等都可用来中和酸性废水。中和中和1克各种不同的酸所需碱性物质的数量克各种不同的酸所需碱性物质的数量酸类酸类名称名称中和中和1克酸所需碱性物质的克数克酸所需碱性物质的克数CaOCa(OH)2CaCO3MgCO3CaCO3MgCO3H2SO40.570.77
12、51.020.860.94HCl0.771.011.371.151.29HNO30.4450.5900.7950.6680.732HAC0.4460.6160.8300.6953.1.2碱性废水中和处理法碱性废水中和处理法3.1.2.1无机酸中和法无机酸中和法中中和和碱碱性性废废水水应应用用最最普普遍遍的的是是无无机机酸酸，其其中中H2SO4价价格格较较低低，应应用用尤尤广广。HCl的的最最大大优优点点是是反反应应产产物物的的溶溶解解度度大大，泥泥渣渣量量少少，但但出出水水中中的的溶溶解解固固体体浓浓度度较较高高，有有时时在在对对溶溶解解固固体体有有较较严严格格限限制制时时，就就不不一一定适用
13、。定适用。无无机机酸酸中中和和碱碱性性废废水水的的工工艺艺过过程程与与设设备备和和药药剂剂中中和和酸性废水时基本相同。酸性废水时基本相同。3.1.2.2酸性气体中和法酸性气体中和法利利用用烟烟道道气气中中和和碱碱性性废废水水效效果果是是显显著著的的，因因为为烟烟道道气气中中常常含含有有三三种种酸酸性性气气体体，如如CO2、SO2、H2S等等。它它们们与与废废水水中中的的碱碱性物质如性物质如NaOH起反应如下：起反应如下：2NaOH+CO2NaCO3+H2O2NaOH+SO2NaSO3+H2O2NaOH+H2SNaS+2H2O烟烟道道气气中中和和工工艺艺过过程程是是用用鼓鼓风风机机将将烟烟道道气
14、气送送至至水水膜膜除除尘尘器器下下部部，将将碱碱性性废废水水送送到到水水膜膜除除尘尘器器上上部部作作喷喷淋淋用用水水，使使烟烟道道气气与与喷喷淋淋水水逆逆流流相相接接触触。这这样样烟烟道道气气中中的的CO2,SO2,H2S溶溶于于水水，使碱性废水得到中和，同时也使烟道气中的灰尘沉降。使碱性废水得到中和，同时也使烟道气中的灰尘沉降。效效果果：pH值值一一般般可可由由1012降降至至57左左右右，存存在在的的问问题题是是废废水水经经中中和和后后，废废水水硫硫化化物物、色色度度、耗耗氧氧量量（COD值值）都都有有所所增加，仍需进一步研究解决。增加，仍需进一步研究解决。3.1.2.3酸性废水中和法酸性
15、废水中和法同前面废酸废碱中和法，以废治废。同前面废酸废碱中和法，以废治废。例例 题题 ：某某 化化 工工 厂厂，排排 出出 含含 H2SO4废废 水水800m3/day，其其H2SO4浓浓度度为为5g/l。厂厂内内软软水水站站用用石石灰灰软软化化河河水水，每每天天产产生生2500kg的的垩垩渣渣，如如用用每每天天全全部部白白垩垩渣渣进进行行处处理理，处处理理后后废废水水能能否否排放？排放？800m35kg/m3=4000kgH2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO298100 x2500能中和能中和2450kgH2SO4还剩还剩2SO4为为400024501150kg不能排放。不能排放
16、。3.2混凝处理混凝处理3.2.1概述概述3.2.2凝聚和絮凝凝聚和絮凝3.2.3胶体的特性与结构胶体的特性与结构3.2.4胶体的脱稳与凝聚胶体的脱稳与凝聚3.2.5混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂3.2.2凝聚和絮凝凝聚和絮凝废废水水中中常常含含有有用用自自然然沉沉降降法法不不能能除除去去的的细细微微悬悬浮浮物物和和胶胶体体污污染染物物。对对于于这这类类废废水水，必必须须首首先先加加化化学学药药剂剂破破坏坏胶胶体体和和细细微微悬悬浮浮颗颗粒粒在在水水中中形形成成的的稳稳定定分分散散系系,使使其其聚聚集集为为具具有有明明显显沉沉降降性性能能的的絮絮凝凝体体，然然后后用用重重力力沉沉降降法法分分离。
17、离。这这一一过过程程包包括括为为凝凝聚聚和和絮絮凝凝两两步步骤骤，二二者者称称为混凝。为混凝。凝凝聚聚指指胶胶体体和和超超胶胶体体脱脱稳稳，并并聚聚集集为为微微絮絮粒粒的的过过程程。它它既既包包括括胶胶体体的的脱脱稳稳，又又包包括括颗颗粒粒的迁移和聚集。的迁移和聚集。絮絮凝凝指指微微絮絮粒粒通通过过吸吸附附，卷卷带带和和桥桥连连而而成成长长为为更更大大的的絮絮凝凝体体的的过过程程。它它只只包包括括颗颗粒粒的的迁迁移聚集。移聚集。胶体双电层结构与稳定性关系胶体双电层结构与稳定性关系胶胶体体带带有有同同号号电电荷荷，具具有有布布朗朗运运动动、吸吸附附性性能能和和水水化化作作用用等等一一系系列列特特
18、征征。胶胶体体的的稳稳定定性性，正正是是以以上上特特性性的的综综合合表表现现，尤尤其是与胶粒之间的静电斥力有关。其是与胶粒之间的静电斥力有关。胶胶体体的的中中心心是是由由数数十十到到数数千千个个不不溶溶于于水水的的分分散散相相物物质质分分子子组组成的胶核。成的胶核。胶胶核核的的中中心心表表面面选选择择性性地地吸吸附附了了一一层层带带同同号号电电荷荷的的离离子子，称称为为胶胶粒粒的的电电位位离离子子。这这些些离离子子可可以以是是胶胶核核表表层层分分子子离离解解产产生生的的，也也可可以以是是水水中中原原来来就就存存在在的的和和l离离子子等等，它它决决定定了胶粒的电荷多少和符号并构成了双电层的内层了
19、胶粒的电荷多少和符号并构成了双电层的内层.电电位位离离子子的的静静电电作作用用将将在在其其周周围围溶溶液液里里吸吸引引众众多多异异号离子，形成反离子层，构成了双电层的外层。号离子，形成反离子层，构成了双电层的外层。其其中中，紧紧靠靠电电位位离离子子的的反反离离子子被被电电位位离离子子牢牢固固地地吸吸引引着着，当当胶胶核核运运动动时时，它它也也随随着着一一起起运运动动，称称为为反反离子吸附层。它和电位离子一起组成胶团的固定层。离子吸附层。它和电位离子一起组成胶团的固定层。固固定定层层以以外外的的反反离离子子，由由于于受受到到电电位位离离子子的的引引力力较较弱弱，不不随随胶胶核核一一起起运运动动，
20、并并有有向向水水中中扩扩散散的的趋趋势势，称为（反离子）扩散层。称为（反离子）扩散层。固固定定层层与与扩扩散散层层之之间间的的交交界界面面称称为为滑滑动动面面，滑滑动动面面以内的部分称为胶粒，它是带电的微粒。以内的部分称为胶粒，它是带电的微粒。胶粒与扩散层一起构成了电中性的胶团。胶粒与扩散层一起构成了电中性的胶团。当胶团运动时，扩散层中的大部分反离子就会脱落，当胶团运动时，扩散层中的大部分反离子就会脱落，向溶液主体扩散。其结果使胶粒产生剩余电荷，使向溶液主体扩散。其结果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，此电位为胶体胶粒与扩散层之间形成一个电位差，此电位为胶体的电动电位，常称
21、为的电动电位，常称为电位。电位。胶核表面电位离子与溶液主体之间胶核表面电位离子与溶液主体之间的电位差则称的电位差则称为总电位或为总电位或电位。电位。在总电位一定时：扩散层越厚，在总电位一定时：扩散层越厚，电位愈高电位愈高；反之；反之扩散层越薄，扩散层越薄，电位愈低电位愈低。电位引起的静电斥力，阻止胶粒互相接近和接触电位引起的静电斥力，阻止胶粒互相接近和接触碰撞，并在水分子的无规则撞击下作布朗运动，使碰撞，并在水分子的无规则撞击下作布朗运动，使胶粒长期稳定地分散于水中。胶粒长期稳定地分散于水中。电位愈高，胶体的电位愈高，胶体的稳定性就愈高稳定性就愈高.不不同同的的化化学学药药剂剂能能使使胶胶体体
22、以以不不同同的的方方式式脱脱稳稳，使使胶胶体体脱脱稳稳的的机机理理有有以以下下四四种种。在在废废水水处处理理实实际际中中，四四种种机机理理往往往往综综合合在在一一起起，交叉发挥作用。交叉发挥作用。压缩双电层压缩双电层如如上上所所述述，带带同同号号电电荷荷的的胶胶粒粒之之间间部部是是存存在在着着由由电电位位引引起起的的静静电电斥斥力力。但但与与此此同同时时，胶胶粒粒之之间间又又总总是是存存在在着着范范德德华华引引力力。胶体的稳定性就取决于两种力中何者占主导地位。胶体的稳定性就取决于两种力中何者占主导地位。由由于于范范德德华华引引力力和和静静电电斥斥力力都都是是随随粒粒中中心心距距而而变变化化的的
23、，在在稳稳定定胶胶体体中中胶胶粒粒互互相相接接近近的的动动力力主主要要来来源源理理布布朗朗运运动动的的动动能能，其其平平均均值值约约为为1.5，而而越越过过排排斥斥势势能能则则需需要要数数千千的的动动能能，这就是胶体长期稳定，久置不沉的根本原因。这就是胶体长期稳定，久置不沉的根本原因。但但是是，如如果果向向胶胶体体溶溶液液中中投投加加电电解解质质，增增大大溶溶液液中中主主体体离离子子强强度度，使使胶胶团团的的扩扩散散层层受受到到压压缩缩，电电位位降降低低，其其结结果果排排斥斥势势能能降降低低，不不能能再再阻阻止止胶胶粒粒互互相相聚聚集集时时，胶胶体体处处于于脱脱稳稳状状态态，扩扩散散层层极极端
24、端紧紧缩缩时时，在在开开始始产产生生排排斥斥力力的的距距离离上上，范范德德华华力力已已大大到到足足以以同同它它抗抗衡衡，使使吸吸引引力力占占优优势势，此此时时胶胶粒粒的的每每次次碰碰撞撞都都能能促促成胶粒达到快速凝聚的临界状态。成胶粒达到快速凝聚的临界状态。吸附和电中和作用吸附和电中和作用当当投投加加的的化化学学药药剂剂为为Fe盐盐和和Al盐盐时时，能能在在一一定定条条件件下下水水解解，生生成成类类似似于于双双亲亲分分子子的的络络离离子子和和多多核核络络离离子子，这这些些离离子子能能进进入入固固液液界界面面，被被电电位位离离子子牢牢固固地地吸吸附附并并中中和和电电位位，从从而而使使胶胶体脱稳。
25、体脱稳。但如果投加量过多，同样会造成胶粒电号反逆而出现再稳。但如果投加量过多，同样会造成胶粒电号反逆而出现再稳。网捕作用网捕作用当当采采用用含含金金属属离离子子的的化化学学药药剂剂，且且其其投投加加量量大大到到足足以以使使其其水水解解产产物物迅迅速速沉沉淀淀析析出出，或或者者水水解解产产物物以以胶胶体体作作为为晶晶核核析析出出时时，都能将胶粒作为吸附质或晶核予以捕获而共同沉淀下来。都能将胶粒作为吸附质或晶核予以捕获而共同沉淀下来。显然在此过程中，胶粒并不一定脱稳，却能被卷带网罗除去。显然在此过程中，胶粒并不一定脱稳，却能被卷带网罗除去。沉淀物对胶体的网捕速度与溶液的过饱和度成正比。沉淀物对胶体
26、的网捕速度与溶液的过饱和度成正比。废废水水中中胶胶体体多多带带负负电电荷荷，所所以以沉沉淀淀物物若若带带正正电电荷荷，尤尤能能加加速速网捕速度。网捕速度。一般说来，被除去的胶粒愈多，网捕速度也愈快。一般说来，被除去的胶粒愈多，网捕速度也愈快。吸附桥连作用吸附桥连作用如如果果投投加加的的化化学学药药剂剂是是具具有有能能被被胶胶粒粒吸吸附附的的链链状状分分子子聚聚合合物物，就能把胶粒或细微悬浮物团聚为絮凝体而除去。就能把胶粒或细微悬浮物团聚为絮凝体而除去。吸附桥连作用的过程如下：吸附桥连作用的过程如下：高高分分子子聚聚合合物物溶溶于于水水后后，它它的的活活性性基基团团从从主主链链上上伸伸展展于于水
27、水中中，由由于于范范德德华华力力氢氢键键和和配配位位键键等等方方面面的的作作用用，使使胶胶粒粒与与这这些些活活性基团之间具有吸附作用。性基团之间具有吸附作用。开开始始时时，高高分分子子的的一一个个活活性性基基团团被被吸吸附附在在一一个个微微粒粒表表面面，其其它活性基团仍伸展于水中。它活性基团仍伸展于水中。当当它它们们也也被被其其它它微微粒粒的的空空白白部部位位吸吸附附，或或已已吸吸附附了了活活性性基基团团的的微微粒粒的的空空白白部部位位再再吸吸附附其其它它高高分分子子的的活活性性基基团团时时，就就出出现现一一个个高高分分子子长长链链同同时时吸吸附附若若干干个个高高分分子子的的活活性性基基团团的
28、的情情况况，形成微粒一高分子一微粒的结构。形成微粒一高分子一微粒的结构。最后，各个高分子再互相搭接，形成大的絮凝体最后，各个高分子再互相搭接，形成大的絮凝体显显然然，在在微微粒粒与与高高分分子子形形成成的的絮絮凝凝体体中中微微粒粒之之间间并并未未直直接接接接触，而是通过高分子长链作为桥梁将其连接在一起。触，而是通过高分子长链作为桥梁将其连接在一起。混混凝凝过过程程中中投投加加的的主主要要化化学学药药物物称称为为混混凝凝剂剂。混混凝凝剂剂的的作作用用是是通通过过它它或或者者它它的的水水解解产产物物的的压压缩缩双双电电层层、电电中中和和、卷卷带带网网捕以及吸附桥连等四个方面完成。捕以及吸附桥连等四
29、个方面完成。目目前前，国国内内常常用用混混凝凝剂剂有有无无机机多多价价金金属属盐盐类类和和有有机机高高分分子子聚聚合合物物两两大大类类，前前者者主主要要有有铁铁盐盐和和铝铝盐盐，后后者者主主要要有有聚聚丙丙烯烯酰酰胺及其变性物。胺及其变性物。铝铝盐盐主主要要有有硫硫酸酸铝铝、明明矾矾、聚聚合合氯氯化化铝铝三三种种。聚聚合合氯氯化化铝铝又又称碱式氯化铝或羟基氯化铝称碱式氯化铝或羟基氯化铝:Al2(OH)nCl6-nm。聚聚合合氯氯化化铝铝实实际际上上是是m个个Al2(OH)nCl6-n单单体体的的聚聚合合物物，简简写写为为PAC（国国内内称称为为碱碱式式氯氯化化铝铝简简写写为为BAC）。聚聚合合
30、氯氯化化铝铝的的混凝效果与其中的混凝效果与其中的OH和和Al比值（即比值（即N值大小）有密切关系。值大小）有密切关系。铁铁盐盐主主要要有有：FeSO4(绿绿矾矾)、FeCl3以以及及聚聚合合硫硫酸酸铁铁三三种种,其其中中,硫硫酸酸铁铁也也可可看看作作是是M个个Fe(OH)n(SO4)3单单体体的的聚聚合合物物,简简写写为为PFS,其化学式中其化学式中,n2,m=f(n)。铝铝,铁铁盐盐混混凝凝剂剂的的混混凝凝机机理理十十分分复复杂杂，总总起起来来说说，是是它它们们一一系系列列离离解解和和水水解解产产物物，对对水水中中胶胶体体及及细细微微悬悬浮浮物物所所具具有有的的压压缩缩双电层、电性中和以及吸
31、附桥连和卷带网捕作用的综合结果。双电层、电性中和以及吸附桥连和卷带网捕作用的综合结果。总总之之，铝铝盐盐和和铁铁盐盐类类能能在在水水解解过过程程中中以以不不同同的的形形态态发发挥挥以以下下三种作用：三种作用：（1）Al3+、Fe3+和和低低聚聚合合度度高高电电荷荷的的多多核核络络离离子子的的脱脱稳稳凝凝聚聚作用；作用；（2）高聚合度络离子的桥连絮凝作用；）高聚合度络离子的桥连絮凝作用；（3）氢氧化物沉淀形态存在时的网捕絮凝作用）氢氧化物沉淀形态存在时的网捕絮凝作用三三种种作作用用，有有时时可可能能同同时时存存在在，但但在在不不同同的的条条件件则则可可能能以以某某一种为主。一种为主。通通常常，在
32、在pH值值偏偏低低，胶胶体体及及细细微微悬悬浮浮物物浓浓度度高高，投投药药量量尚尚不不足的反应初期，脱稳凝聚是主要形式；足的反应初期，脱稳凝聚是主要形式；在在pH值值较较高高，污污染染浓浓度度较较低低，投投药药量量充充分分时时，网网捕捕絮絮凝凝是是主主要形式；要形式；在在pH值和投药量适中时，桥连絮凝应成为主要的作用形式。值和投药量适中时，桥连絮凝应成为主要的作用形式。高高分分子子絮絮凝凝剂剂：目目前前用用于于水水处处理理中中的的高高分分子子絮絮凝凝剂剂，大大多多数数是是高高聚聚合合度度水水溶溶性性的的高高分分子子聚聚合合物物或或共共聚聚物物，分分子子中中含含有有许许多多能能与与胶胶粒粒和和细
33、细微微悬悬浮浮物物表表面面上上某某些些电电位位起起作作用用的的活活性性基基团团，分子量在数十万至数百万。分子量在数十万至数百万。根根据据聚聚合合物物单单体体上上活活性性基基团团在在水水中中的的离离解解情情况况，可可分分为为非非离离子型、阴离子型和阳离子型三类。子型、阴离子型和阳离子型三类。国内外常用的具有代表性的高分子絮凝剂有：国内外常用的具有代表性的高分子絮凝剂有：非非离离子子型型聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺，简简写写为为PAM，分分子子量量在在150600万万，商品浓度般为商品浓度般为8；阴离型阴离型聚丙烯酸（聚丙烯酸（PAA）等；）等；阳离子型阳离子型丁基聚乙烯吡啶等。丁基聚乙烯吡啶等。用量一般
34、为废水量的百万分之一至百万分之二。用量一般为废水量的百万分之一至百万分之二。当当絮絮凝凝剂剂为为离离子子型型，且且其其电电性性与与胶胶粒粒表表面面电电荷荷相相反反时时，絮絮凝凝剂剂就就起起到到降降低低电电位位和和吸吸附附桥桥连连的的双双重重作作用用，絮凝效果就特别显著。絮凝效果就特别显著。而而当当其其电电性性与与胶胶粒粒表表面面电电荷荷相相反反时时，则则要要求求双双方方的的电电荷荷都都要要强强，要要充充分分发发挥挥絮絮凝凝剂剂的的吸吸附附桥桥连连作作用用，应应使使它它的的长长链链伸伸展展到到最最大大限限度度，同同时时让让可可离离解解的的基基团团达达到到最最大大的的离离解解度度且且得得到到充充分
35、分的的暴暴露露，以以便便产产生生更多的带电部位，并与微粒有更多的碰撞机会。更多的带电部位，并与微粒有更多的碰撞机会。聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺碱碱化化水水解解时时，一一部部分分酰酰胺胺基基2转转变变为为羧羧酸酸钠钠COONa，结结果果非非离离子子型型的的部部分分变变为为阴阴离离子子型型的的聚聚丙丙烯烯酸酸钠钠。后后者者在在水水中中离离解解出出a+，在在长长链链上上留留下下一一个个COO-基基团团。由由于于相相同同电电荷荷的的斥斥力力，使使卷卷曲曲状状中中性性变变为为伸伸展展状状的的负负离离子子，活活性性基基团团随随之之得得到到充充分分的的暴暴露露，结结果果絮絮凝凝效效果果可可提提高数倍。高数倍。为为
36、了了促促进进凝凝聚聚效效果果，生生成成粗粗大大、结结实实、易易于于沉沉淀淀的的絮絮凝凝体体，有有时时在在投投加加混混剂剂的的同同时时，还还投投加加一一些些辅辅助助药剂，称为助凝剂，常用的助凝剂有：药剂，称为助凝剂，常用的助凝剂有：投加酸或碱类以调整投加酸或碱类以调整pH值；值；投投加加水水玻玻璃璃，活活化化硅硅酸酸，活活性性炭炭等等以以增增强强絮絮凝凝体体的的密实性和沉降性能；密实性和沉降性能；投投加加氧氧等等氧氧化化剂剂，将将Fe2+转转化化为为Fe3+，并并破破坏坏水水中中对凝聚过程有干扰的有机物对凝聚过程有干扰的有机物3.3化学氧化处理化学氧化处理化学氧化：费用高，用于：饮用水，特种工化
37、学氧化：费用高，用于：饮用水，特种工业水，深度处理业水，深度处理。生物氧化：费用低生物氧化：费用低3.3.1空气氧化法空气氧化法3.3.2臭氧氧化臭氧氧化3.3.3氯氧化氯氧化3.3.4光辐射强化氧化过程光辐射强化氧化过程3.3.1空气氧化法空气氧化法空空气气氧氧化化法法和和纯纯氧氧氧氧化化法法都都利利用用氧氧进进行行氧氧化化废废水水中中污污染染物物的的一一种种处处理理方方法法，O2的的化化学学氧氧化化性性是是很很强强的的，pH值值低低氧氧化化性性增增强强，有有利利于于空空气气氧氧化化法法的的进进行行。但但是是用用O2进进行行氧氧化化反反应应的的活活化化能能很很高高，因因而而反反应应速速度度较
38、较慢慢，这这就就使使得得在在常常温温、常常压压、无无催催化化剂剂时时，空空气气氧化法所需的时间很长，应用受到一定的限制。氧化法所需的时间很长，应用受到一定的限制。采采用用高高温温、高高压压、催催化化剂剂、射射线线辐辐射射等等手手段段，氧氧化化反应速度将大大加快。反应速度将大大加快。“温温式式氧氧化化法法”是是在在较较高高温温度度和和压压力力下下，用用空空气气氧氧化有机物。氧化过程在液相进行。化有机物。氧化过程在液相进行。处处理理含含大大量量有有机机物物的的污污泥泥和和高高浓浓度度有有机机废废水水就就是是利利用用高高温温200300，高高压压30150强强化化空空气气氧氧化化的的一一个例子。个例
39、子。适用：适用：低含硫废水（低含硫废水（8001000mg/l），水量较小），水量较小空空气气氧氧化化主主要要用用于于含含废废水水的的处处理理，硫硫化化物物一一般般以以a盐盐和和NH4盐盐的的形形成成存存在在于于废废水水中中，如如Na2S，NaHS，(NH4)2S，NH4HS等等，在在酸酸性性废废水水中中，有有时时还还有有2S,在在还还原原性性较较强强的的碱碱性性溶溶液液中中，空空气气氧氧化化法法效效果果较较好。好。原原理理：污污水水中中S=、SH-离离子子和和空空气气接接触触，发发生生氧氧化化-还还原反应。原反应。氧与硫化物的反应分两步进行：氧与硫化物的反应分两步进行：由由两两反反应应可可知
40、知，氧氧化化1kgS=理理论论上上约约需需1kgO2，相相当当于于3.7m3的的空空气气。在在废废水水处处理理中中第第二二步步的的反反应应只只能能进进行行约约10，即即1kgS=需需0.37m3的的空空气气，两两者者之之和和为为氧氧化化1kg的的S总总共共约约需需4m3的的空空气气。实实际际上上空空气气耗耗量量是是理理论上的论上的23倍倍空空气气氧氧化化脱脱硫硫工工艺艺可可在在各各种种密密封封塔塔体体中中进进行行（空空搭搭，筛扳塔填料塔等。）筛扳塔填料塔等。）纯纯2氧氧化化法法虽虽然然处处理理效效率率较较高高，但但由由于于成成本本高高，使使应用受到限制。应用受到限制。3.3.2臭氧氧化臭氧氧化
41、臭氧：臭氧：O3，Tb=-112.5，=2.144kg/m3O2，Tb=-183.0，=1.429kg/m3特特性性：臭臭氧氧在在常常温温常常压压下下是是一一种种淡淡色色气气体体，有有物物特特殊气味殊气味,密度比密度比2重重1.5倍；倍；不不稳稳定定：3在在热热力力学学上上是是不不稳稳定定的的易易分分解解，常常温温分分解解为为O2并并放放热热，水水中中的的分分解解速速度度比比在在气气相相中中快快得得多多。气气相相中中3的的分分解解与与其其含含量量，温温度度压压力力不不纯纯物物的的存存在在及及光光线线照照射射等等因因采采密密切切关关，3浓浓度度、pH值值及及催催化化剂剂的的存存在在（及及某某些些
42、金金属属离离子子）均均显显著著地地影影响响3在在溶溶液液中中的的分分解解速速度度，3在在酸酸性性溶溶液液中中比比较较稳稳定定，而在碱性溶液中分子迅速。而在碱性溶液中分子迅速。溶解性：溶解性：水中溶解度比水中溶解度比O2高高10倍，比空气高倍，比空气高25倍。倍。毒毒性：性：氧氧化化性性：强强氧氧化化剂剂，杀杀菌菌、氧氧化化有有机机物物。3的的氧氧化化性性很很强强，在在理理想想的的反反应应条条件件下下，3可可把把水水溶溶液液中中大大多数单质和化合物氧化到它们的最高氧化态。多数单质和化合物氧化到它们的最高氧化态。腐蚀性：腐蚀性：强腐蚀性。强腐蚀性。制制备备：由由于于3是是不不稳稳定定的的，因因此此
43、，通通常常易易在在现现场场制制备备3。制制备备3的的方方法法较较多多，有有电电解解法法，化化学学法法，高高能能射射线线辐辐射射法法和和无无声声放放电电法法等等，目目前前工工业业上上几几乎乎都是用干燥空气或氧气经无声放电来制备都是用干燥空气或氧气经无声放电来制备3。由由于于形形成成一一脉脉冲冲电电子子流流，而而不不形形成成电电弧弧新新以以叫叫无无声声放电。放电。优优点点：3及及其其在在水水中中分分解解的的中中间间产产物物有有很很强强的的氧氧化化性性，可可分分解解一一般般氧氧化化剂剂难难于于破破坏坏的的有有机机物物。反反应应完完全全，速速度度快快，剩剩余余3会会自自动动的的转转化化为为2，出出水水
44、无无嗅无味，不产生污泥，原料来源广（空气）。嗅无味，不产生污泥，原料来源广（空气）。缺缺点点：设设备备效效率率低低，电电能能成成本本高高，3的的投投加加与与接接触触系系统统效效率率低低，使使在在废废水水处处理理中中的的应应用用受受到到限限制制，现现尚处于试验阶段。尚处于试验阶段。应应用用：集集中中在在消消毒毒，除除嗅嗅，除除味味，脱脱色色，除除酸酸，除除氰氰，除洗涤剂，除油及除去重金属等方面。，除洗涤剂，除油及除去重金属等方面。3.3.3氯氧化氯氧化氯系氧化剂有：氯系氧化剂有：Cl2氯的含氧酸及钠盐钙盐及氯的含氧酸及钠盐钙盐及ClO2等。等。Cl2易溶于水，并迅速水解，歧化为易溶于水，并迅速水
45、解，歧化为HCl和和HClOCl22H2O=H3O+Cl-+HClOHClO是弱酸，在水中电离与是弱酸，在水中电离与pH值有关值有关HClO=H+ClO-ClO的氧化性很强，在酸性溶液中，氧化性更强。的氧化性很强，在酸性溶液中，氧化性更强。NaClO，漂漂白白粉粉CaCl(ClO)、漂漂白白精精a(ClO)2等等Cl的的氧氧化化剂剂，在在溶溶液液中中都都完完全全电电离离，生生成成次次氯氯酸酸根根离离子子然后水解：然后水解：lO-+H2O=HClO+OH-它它们们的的氧氧化化性性与与pH值值有有关关，CCl2的的氧氧化化作作用用还还可可因因光轴射（紫外）或放射性辐射来强化。光轴射（紫外）或放射性
46、辐射来强化。气气态态lO2极极不不稳稳定定，容容易易爆爆炸炸，但但它它的的水水溶溶液液却却相相当当稳稳定定。加加热热光光照照，离离子子及及某某些些催催化化剂剂均均可可促促使使ClO2溶溶液液分分解解。ClO2在在水水中中溶溶解解度度大大,为为Cl2的的5倍倍,因因此此常常在在现现场场制制备备,其其工工业业制制法法是是Cl2与与NaClO2在酸性溶液中起反应：在酸性溶液中起反应：Cl2+2NaClO2=2ClO2+2NaCl用用ClO2除除臭臭和和味味后后，没没有有残残余余的的嗅嗅和和味味；当当水水中中含含酸酸时时，不不产产生生氯氯酸酸因因此此对对除除酸酸特特别别有有用用，但但ClO2的的还还原
47、原产产物物ClO2-对对人人体体有有毒毒，ClO2处处理理有有机机废废水水时时新新产产生生的的氯氯化化有有机机物物对对人人体体也也有有长长期期的的生生理理效效应应，因因此此，用用ClO2处处理理废废水水后后，最最后后再再经经活活性性炭炭吸吸附附处处理。理。3.3.4光辐射强化氧化过程光辐射强化氧化过程紫外线，放射性射线等高能射线可强化废水的氧化紫外线，放射性射线等高能射线可强化废水的氧化过程使氧化率提高，药剂耗量减少。过程使氧化率提高，药剂耗量减少。高能射线与水中污染物的作用，分为直接和间接两高能射线与水中污染物的作用，分为直接和间接两种。种。将高能射线直接作用于水中污染物通过电离，激发将高能
48、射线直接作用于水中污染物通过电离，激发分解等过程，使污染物氧化破坏，这种情况水处理分解等过程，使污染物氧化破坏，这种情况水处理中应用较少。中应用较少。更易的是将高能射线作用于氧化剂（如更易的是将高能射线作用于氧化剂（如HClO、O2等），与水产生各种活泼化学微粒，通过这些化学等），与水产生各种活泼化学微粒，通过这些化学微粒的强氧化作用，使氧化过程微粒的强氧化作用，使氧化过程得以加强。得以加强。悬浮物能吸收射线的能量，使其氧化效率明显降低，悬浮物能吸收射线的能量，使其氧化效率明显降低，故通常要经予处理予以除去。故通常要经予处理予以除去。射线强化废水的氧化过程，目前尚处于试验研究阶段：射线强化废水
49、的氧化过程，目前尚处于试验研究阶段：1）紫外线强化氯的氧化过程）紫外线强化氯的氧化过程在在投投Cl2的的有有机机废废水水中中，用用紫紫外外线线进进行行照照射射，可可使使Cl2的的氧氧化化作作用用增增强强5倍倍，因因而而降降低低了了投投药药量量，其其作作用用原原理理是是紫紫外外线线与与HClO作作用用，产产生生十十分分活活泼泼的的新新生生态态原原子子氧氧：HClO+H2HCl+O新新生生态态原原子子，可可迅迅速速地地使使有有机机物物氧氧化化降降解解，此此法常称为光氧化法，可用于去除产生色、嗅、味的有机物。法常称为光氧化法，可用于去除产生色、嗅、味的有机物。2）紫外线强化空气的氧化过程，也称光氧化
50、过程）紫外线强化空气的氧化过程，也称光氧化过程原原理理：紫紫外外线线能能使使有有机机物物产产生生易易与与氧氧结结合合的的自自由由基基，因因而而使使其氧化破坏。其氧化破坏。为为产产生生足足够够的的自自由由基基，可可将将废废水水在在空空气气中中雾雾化化，然然后后用用波波长长为为25002700的紫外线照射，照射时间为的紫外线照射，照射时间为912秒。秒。实实验验结结果果表表明明，光光氧氧化化降降解解的的效效率率主主要要取取决决于于有有机机物物种种类类和和光光强强度度，在在相相同同光光强强下下，挥挥发发酸酸氧氧化化降降解解100，表表面面活活性性物物质质67，油类，油类3054。光光氧氧化化法法具具