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1、绪论绪论1、水处理药剂的概念：水处理药剂的概念：是工业用水、生活用水和废水处理过程中所需要的化学药剂。2 2、水处理药剂的主要种类：水处理药剂的主要种类：城市给水工艺：混凝沉淀过滤消毒涉及涉及：混凝剂、消毒剂、pH 调节剂、软化剂等城市污水厂处理工艺：污泥脱水浓缩 二沉池出水消毒涉及涉及：助凝剂、消毒剂、除泡剂等3、阻垢剂的概念：阻垢剂的概念：防止水垢产生或抑制其沉积生长的化学药剂。4、阻垢剂的应用范围：阻垢剂的应用范围：广泛应用于 RO 膜清洗、反渗透及纳滤装置、锅炉的炉内水处理等，可以有效杀灭各种水系统的细菌和微生物，有明显的清洁作用。5、我国水处理剂发展趋势：我国水处理剂发展趋势：（生产
2、过程绿色化和使用过程绿色化）经济适用性：改进工艺技术，降低药剂的生产成本，推广高效、廉价药剂的使用。新型合成水处理药剂的开发：开发性能更好或能兼具多种性能的水处理剂。水处理药剂间的复配增效技术研究：克服单一水处理药剂的局限性，同时充分利用各种水处理药剂之间的协同效应。水处理药剂的环境友好化：高的生物降解性、对人类和其他生物无毒或低毒。6、我们水处理发展的主要问题：我们水处理发展的主要问题：（二次污染和非清洁化生产）产量较小：生产厂家规模小，多为小型企业，产品单一、产能小。品种不全，系列化不够：国外多为系列产品或专产品，国内一个系列一般只有 12 种。质量尚有差距：多为乡镇企业生产，产品质量参差
3、不齐，整体质量欠佳。生产过程消耗较大，对环境污染严重：药剂所使用原材料及制备过程含有毒性物质，生产过程又消耗了大量资源能源，易对环境造成污染。阻垢剂阻垢剂1、水垢的形成：水垢的形成：溶解盐类结晶析出，沉积在金属表面，形成厚实且致密的物质，大部分呈白色或灰白色。 （主要为碳酸盐沉淀，如碳酸钙、碳酸镁等）2、去除水垢：去除水垢：加酸，稳定重碳酸盐 投加石灰法 反渗透膜法 离子交换法 投加阻垢剂去除水垢原理：第一步，阻垢剂掺杂在已形成的晶体结构中，使规则的晶体结构发生畸变，晶体颗粒不在固体表面成垢，而是悬浮在流动水中。第二步，投加阻垢剂与水中的金属离子形成可溶性的稳定配合物，从而避免了金属离子与阴离
4、子结合为垢类物质。第三步，用阴离子或非离子型聚合物把形成垢的悬浮颗粒包围起来，使之带有足够的相同电荷，通过静电作用，使颗粒间相互排斥，从而降低粘结能力，使成垢颗粒稳定在分散状态。3 3、可用以下阻垢剂进行水垢的去除：可用以下阻垢剂进行水垢的去除：抑制剂：扩大物质结晶的介稳定区，在相当大的过饱和程度上将结垢物质稳定在水中不析出。 （防止生成晶核或临界晶核）螯合剂：与阳离子形成螯合物，将金属离子封闭起来，阻止其与阴离子反应生成水垢，如 EDTA。 （防止晶核生长）分散剂：使 CaCO3 的微小结晶核形成絮状物，容易被水带走。常用的如聚磷酸盐、聚丙酸钠等。 （分散晶核）4 4、阻垢剂的分类：、阻垢剂
5、的分类：磷酸盐(磷酸盐、无机缩合磷酸盐、有机膦酸盐、膦酸酯)和非磷酸盐聚合物型（阻垢分散剂）：天然高分子电解质、合成高分子电解质.螯合物型：EDTA 等（工作原理）缓蚀剂缓蚀剂1、缓蚀剂的定义：缓蚀剂的定义：缓蚀剂是一种添加少量(0.11%)，能明显降低介质的侵蚀性，阻止或减缓金属腐蚀的物质。又叫阻蚀剂、阻化剂、腐蚀抑制剂等。2 2、缓蚀剂的分类：缓蚀剂的分类：氧化型膜；（一般是金属盐类如：铬酸盐、亚硝酸盐、钨酸盐、钼酸盐）致密薄膜(320nm) ，与基础金属的结合紧密，防腐性能好，要求有较高的浓度才能使全部金属表面被钝化，一旦剂量不足，将在未被钝化的部位造成点蚀。沉淀型膜；厚而多孔、与金属表
6、面的结合力差，缓蚀效果差，可能造成结垢。吸附型膜；如果金属表面有腐蚀产物或有垢沉积的情况下，很难形成效果良好的缓蚀膜。在酸性介质中使用效果较好。或适当加入少量表面活性剂。3、缓蚀剂的影响因素：缓蚀剂的影响因素：缓蚀剂浓度、介质的 pH 值、温度、流速、金属表面的清洁度、粗糙度等。4 4、缓蚀剂的发展方向：缓蚀剂的发展方向：对不同金属的保护（复配、协同作用） 。对无机盐缓蚀剂进行改性。有机缓蚀剂的发展（高分子吸附型、有机化合物改性） 。从天然物质、工业废物中提取、分离缓蚀剂组分。加强对缓蚀剂有害成分的处理。杀菌剂杀菌剂1 1、灭菌的方法灭菌的方法物理法：微电解、紫外线、微波等化学法：杀生剂，如氯
7、、二氧化氯、臭氧、氯胺、高锰酸钾、卤素、金属离子、阴离子表面活性剂等化学药剂。2 2、氧化性杀生剂的的优缺点氧化性杀生剂的的优缺点优点：高效、廉价、杀菌力强、工艺简单等缺点：强氧化性（腐蚀性） ，应控制用量；部分杀菌剂的效果缺乏持久性。3 3、污水中的主要病原体：、污水中的主要病原体：病原性细菌、肠道病毒、蠕虫卵3、 （1 1）氯气消毒原理：）氯气消毒原理：氯气与水反应时，生成次氯酸（HOCl）和盐酸（HCl） 。氯的灭菌作用主要来自次氯酸。加氯量=需氯量+余氯氯气优点：可现场制取次氯酸钠（食盐电解）运行方便、安全、基建费用低。氯气缺点：消毒效果比液氯差运行费用高（现场制取）（2 2）臭臭 氧
8、。氧。特点：臭氧是强氧化剂，其消毒能力和氧化性都比氯强，能氧化水中的有机物，并能杀死病毒、芽孢及细菌。除金和铂外，臭氧几乎对所有金属都有腐蚀性。不含碳的铬铁合金耐腐蚀性较好。由于臭氧稳定性差，容易分解为氧气，故不能瓶装贮存和运输，必须现场制备、及时使用。目前工业上几乎都用干燥空气或氧气经无声放电来制取臭氧。目前工业上几乎都用干燥空气或氧气经无声放电来制取臭氧。臭气的优点臭气的优点：臭氧氧化消毒能力强，对细菌、臭味、色度、有机物和无机物都有显著的去除效果。易分解，不产生二次污染，也不产生污泥。臭气的缺点臭气的缺点：耗电大，运行成本高。臭氧有毒，应注意通风，防止中毒。臭氧具有强腐蚀性，选择耐腐蚀材
9、料或进行防腐处理。臭氧的利用效率低。（3 3）二氧化氯二氧化氯注意事项：ClO2 易挥发，稍一曝气即可从溶液中逸出。气态和液态 ClO2 均易爆炸，温度升高、曝光、与有机质接触时也会发生爆炸，所以 ClO2 通常在现场制备，不能储存。（4 4）杀生剂杀生剂杀生剂使用中的注意事项:与分散剂联合使用。药剂类型（抗药性）操作条件（pH 值、水温、流速、其它有机物/离子浓度）添加方式（瞬时投加）浓缩倍数和停留时间。杀生剂的发展方向：开发低毒/无毒，高效，易降解的药剂。加强理论研究，提高创新意识。开发复配产品。开发有针对性的特效药剂。加强生物杀菌剂的研究。絮凝剂絮凝剂1、混凝处理的对象：混凝处理的对象：
10、胶体。2、混凝处理的机理：混凝处理的机理：压缩双电层机理、吸附电中和机理、吸附架桥机理、沉淀网捕机理。压缩双电层机理：水中杂质多带负电荷，相同电荷相互排斥，故胶体可保持长期稳定的分散状态。加入混凝剂提供正离子，可减小扩散层厚度，降低胶粒之间的静电斥力甚至使其完全消失，胶粒间斥力减小。布朗运动的动能促使范德华力发挥作用，胶粒间产生明显引力而逐渐聚结，最终形成凝聚物而沉降下来。吸附电中和机理：胶粒表面对带异号电荷的部分有强烈的吸附作用。由于这种吸附作用中和了它的部分电荷，减少了静电斥力，因而容易 与其他颗粒接近而互相吸附，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。吸附架桥机理：高分子混凝剂溶于水后形成高分子聚合
11、物，具有线型结构，这类物质可被胶体颗粒强烈吸附。在线型结构胶体两端吸附颗粒，进行吸附架桥，使颗粒逐渐增大，形成肉眼可见的粗大絮凝体。沉淀网捕机理：使用铁、铝盐等高价金属盐类作混凝剂时，当投加量很大并迅速形成大量的金属氢氧化物如 Al(OH)3 、Fe(OH)3时，沉淀物可以网捕、卷扫水中的胶粒，使胶粒凝结、共同沉淀。浮选剂浮选剂1 1、浮选的基本条件：、浮选的基本条件：必须向水中提供足够量的细微气泡；必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态；必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。2、根据浮选剂的作用分类：根据浮选剂的作用分类：捕收剂、起泡剂、调整剂。3、调整剂分为：调整剂分为：抑制剂，降低物质可浮性
12、。活化剂，消除抑制作用。介质调整剂，调整废水 PH 值。4 4、浮选处理工艺方法及特点：浮选处理工艺方法及特点：（1）溶气浮选法：加压溶气浮选法（目前常用的浮选法） 、真空浮选法（2）布气浮选法：设备简单，但形成的气泡直径大，浮选效果不理想。（3）电解浮选法：气泡小，浮选效率高。同时兼有其它水处理作用，净化效果好。水处理离子交换剂水处理离子交换剂1、离子交换法：离子交换法：是一种借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而去除水中有害离子的方法。2、离子交换法的实质：离子交换法的实质：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它同性离子发生的交换反应，通常认为是可逆性化学吸
13、附反应。3、离子交换树脂的分类：离子交换树脂的分类：阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂的活动离子是氢离子和金属离子，它只能够与溶液中的阳离子进行交换。阴离子交换树脂的活动离子是氢氧根离子和酸根离子的，它只能够与溶液中的阴离子进行交换。4、应用范围：应用范围：给水处理、废水处理、工业生产。5、交联度：交联度：指树脂的交联程度，通常用加入树脂中交联剂的百分含量表示。6 6、交换容量：、交换容量：单位体积湿树脂(容量表示法)或单位重量干树脂(重量表示法)可发生交换的活性基团数量。 （了解）7 7、交换势：、交换势：即交换离子与固定离子结合的能力。特性： （1）交换势大，交换离子越容易取代
14、树脂上的可交换离子，也就表明交换离子与树脂之间的亲和力越大。（2）离子的交换势，除与它本身和离子交换树脂的化学性质有关外，温度和浓度的影响都很大。活性炭水处理剂活性炭水处理剂1、吸附机理：吸附机理：物理吸附、化学吸附、离子交换吸附。2 2、影响吸附的因素影响吸附的因素（1）吸附剂的性质：吸附剂的性质：比表面积越大、颗粒越小，吸附能力越强。（2）吸附质的性质：吸附质的性质：溶解度、极性、分子大小和分子结构、吸附质的浓度（3）操作条件：操作条件：pH 值、共存物质、温度、接触时间3 3、工业用吸附剂的要求、工业用吸附剂的要求（1）化学性稳定，机械强度高（2）选择性好，吸附容量大%100总总总重量交联剂重量交联度（3）原料来源广泛，价格低廉（4）容易再生和利用矿物质材料水处理药剂矿物质材料水处理药剂1、矿物质材料的特性：矿物质材料的特性：资源丰富、用途广泛、价格低廉、无二次污染2、矿物质材料基本性能：矿物质材料基本性能：净化环境，治理水土、空气污染，吸附毒害物质3、矿物质材料分类矿物质材料分类: : 沸 石、膨润土、海泡石、硅藻土、电气石投机药剂投机药剂1、干投法：干投法：（应用较少）2、湿投法：湿投法： 重力投加 虹吸式定量投加 水射器投加 用计量泵投加药剂
