1、污水处理污水处理电浮选凝聚法电浮选凝聚法实验实验1-3 1-3 污水处理污水处理电浮选凝聚法电浮选凝聚法 电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法。下图是电解污水实验装置示意图。接通直方法。下图是电解污水实验装置示意图。接通直流电源后，与直流电源正极相连的阳极铁失去电流电源后，与直流电源正极相连的阳极铁失去电子生成子生成FeFe2+2+，进一步被氧化，并生成，进一步被氧化，并生成Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀，沉淀，Fe(OH)Fe(OH)3 3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化的作用；与直流电源负极相连的阴
2、极产生净化的作用；与直流电源负极相连的阴极产生H H2 2，气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，积累气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去到一定厚度时刮去(或撇掉或撇掉)浮渣层，即起到了浮浮渣层，即起到了浮选净化的作用。选净化的作用。1 1、实验原理、实验原理:（1 1）根据该净化原理写出阳）根据该净化原理写出阳极区和阴极区上各自发生的电极区和阴极区上各自发生的电极反应式极反应式.阳极：阳极：Fe-Fe-2e2e-=Fe=Fe2+2+2H 2H2 2O-4e-=4HO-4e-=4H+O+O2 2 4Fe4Fe2+2+10H+10H2 2O+OO+O2 2=4Fe(OH)=
3、4Fe(OH)3 3+8H+8H+阴极：阴极：2H2H+2e+2e-=H=H2 2 （2 2）试分析不能参加反应的污染物是如何沉淀的？）试分析不能参加反应的污染物是如何沉淀的？阳极铁失去电子生成阳极铁失去电子生成FeFe2+2+，进一步被氧化，并，进一步被氧化，并生成生成Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀，沉淀，Fe(OH)Fe(OH)3 3有吸附性，可吸附污物有吸附性，可吸附污物而沉积下来而沉积下来.（3 3）最后悬浮物为什么会形成浮渣？）最后悬浮物为什么会形成浮渣？H H2 2气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层.（4 4）某同学甲模拟该原理进行污水处理
4、实验，）某同学甲模拟该原理进行污水处理实验，在电压符合要求情况下，发现产生气泡速率缓在电压符合要求情况下，发现产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。慢，无法使悬浮物形成浮渣。其原因是其原因是 。乙同学为甲同学提出一种切实可行的解决措施乙同学为甲同学提出一种切实可行的解决措施是向污水中加入适量的溶液。是向污水中加入适量的溶液。溶液中离子浓度小。溶液中离子浓度小。硫酸钠硫酸钠2 2、实验步骤、实验步骤:3 3、相关的问题、相关的问题（1 1）关于电浮选凝聚法）关于电浮选凝聚法 利用电解过程的化学反应，是使工业污水中利用电解过程的化学反应，是使工业污水中的有害杂质以转化形式除去的污水处理方法，称的
5、有害杂质以转化形式除去的污水处理方法，称为电化学法。国外早在为电化学法。国外早在2020世纪世纪4040代，国内从代，国内从6060年年代开始，就在不断地研究和应用电化学法处理含代开始，就在不断地研究和应用电化学法处理含氰、含酚、印染、制革等多种不同类型的工业污氰、含酚、印染、制革等多种不同类型的工业污水。电化学法处理废水一般无需很多化学药品，水。电化学法处理废水一般无需很多化学药品，后处理简单，占地面积小，管理方便，污泥量很后处理简单，占地面积小，管理方便，污泥量很少，被称为清洁处理法。少，被称为清洁处理法。电化学法对工业污水的净化功能基本上可以电化学法对工业污水的净化功能基本上可以从以氧化
6、、还原、凝聚、气浮等方面来认识。从以氧化、还原、凝聚、气浮等方面来认识。电凝聚也叫电浮选电凝聚也叫电浮选,即依靠电场的作用即依靠电场的作用,通过通过电解装置的电极反应电解装置的电极反应,产生直径很小的气泡产生直径很小的气泡,用以用以吸附系统中直径很小的颗粒物质吸附系统中直径很小的颗粒物质,使之分离使之分离;或者或者在电浮选过程中在电浮选过程中,选用铝质或铁质的可溶性阳极选用铝质或铁质的可溶性阳极,利用电解来氧化铁屑、铁板、铝板等生成利用电解来氧化铁屑、铁板、铝板等生成FeFe2+2+、FeFe3+3+或或AlAl3+3+,再凝聚成再凝聚成Fe(OH)Fe(OH)2 2 、Fe(OH)Fe(OH
7、)3 3 、Al(OH)Al(OH)3 3 等沉淀物等沉淀物,以实现污染物的分离。在电以实现污染物的分离。在电凝聚方面的最新技术是采用活性碳纤维铁复合电凝聚方面的最新技术是采用活性碳纤维铁复合电极对印染与染料废水进行处理的电凝聚技术极对印染与染料废水进行处理的电凝聚技术.（2 2）为何要将污水调到酸性为）为何要将污水调到酸性为PH PH=5 56 6这个范围？这个范围？有利于有利于Fe(OH)Fe(OH)3 3完全完全沉淀沉淀.Fe(OH)Fe(OH)3 3完全完全沉淀的沉淀的pHpH为为3.23.2电解过程溶液电解过程溶液pHpH增大，若在增大，若在pH=5-6pH=5-6这个范围外，会使处
8、这个范围外，会使处理后的污水呈酸性或者碱性。理后的污水呈酸性或者碱性。若若pHpH太小太小,会使污水中的部分悬浮物溶解会使污水中的部分悬浮物溶解,不利于形成浮不利于形成浮渣或者沉积渣或者沉积.（3 3）可否将盐酸改为硫酸？）可否将盐酸改为硫酸？能，可以防止能，可以防止ClCl-在阳极参加电极反应生成在阳极参加电极反应生成ClCl2 2 按我们原来学习的应是按我们原来学习的应是:电解过程实际上只有铁和电解过程实际上只有铁和氢离子参加电极反应，然后，生成的二价铁离子再和水氢离子参加电极反应，然后，生成的二价铁离子再和水以及溶解在水中的氧气反应，最终生成氢氧化铁絮状沉以及溶解在水中的氧气反应，最终生
9、成氢氧化铁絮状沉淀。写出电极反应方程式淀。写出电极反应方程式.（4 4）关于电极反应式的思考）关于电极反应式的思考:对这个反应中阳极对这个反应中阳极的反应你有何的看法呢的反应你有何的看法呢?阳极：阳极：Fe-2e-=FeFe-2e-=Fe2+2+阴极：阴极：2H2H+2e-=H+2e-=H2 2 FeFe2+2+2OH+2OH-=Fe(OH)=Fe(OH)2 2 4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+2H+2H2 2O+OO+O2 2=4Fe(OH)=4Fe(OH)3 3两种方法两种方法都正确！都正确！资料资料 污水处理的方法污水处理的方法化学法化学法 利用化学反应原理及方法来分离回收废水中利用
10、化学反应原理及方法来分离回收废水中的污染物，或是改变污染物的性质，使其从有害变成无的污染物，或是改变污染物的性质，使其从有害变成无害。属于化学处理方法的有：害。属于化学处理方法的有：(1)(1)混凝法混凝法：水中的胶体物质，通常带有负电荷，胶状：水中的胶体物质，通常带有负电荷，胶状物间互相排斥不能凝聚，多形成稳定的混合液。若水中物间互相排斥不能凝聚，多形成稳定的混合液。若水中投加带有相反电荷的电解质（即混凝剂）后，可使废水投加带有相反电荷的电解质（即混凝剂）后，可使废水中胶状物呈电中性，失去稳定性，并在分子引力作用下，中胶状物呈电中性，失去稳定性，并在分子引力作用下，凝聚成大颗粒而下沉。常用的
11、混凝剂有硫酸铝、明矾、凝聚成大颗粒而下沉。常用的混凝剂有硫酸铝、明矾、聚合氧化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等。上述混凝剂可用聚合氧化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等。上述混凝剂可用于含油废水、染色废水、煤气站废水、洗毛废水等处理。于含油废水、染色废水、煤气站废水、洗毛废水等处理。(2)(2)中和法中和法：往酸酸性废水中投加碱性物质使废水达到中：往酸酸性废水中投加碱性物质使废水达到中性。性。常用的碱性物质有石灰、石灰石、白云石等。对碱常用的碱性物质有石灰、石灰石、白云石等。对碱性废水可吹入含性废水可吹入含CO2CO2的烟道气进行中和，也可用酸中和。的烟道气进行中和，也可用酸中和。(3)(3)氧化还原法氧化还原
12、法：废水中的溶解性有机物或无机物，在投：废水中的溶解性有机物或无机物，在投加氧化剂或还原剂后，由于电子的迁移运动，而发生氧化加氧化剂或还原剂后，由于电子的迁移运动，而发生氧化或还原作用，使转变为无害物质。常用的氧化剂有空气、或还原作用，使转变为无害物质。常用的氧化剂有空气、漂白粉、氯气、臭氧等。氧化法多用于处理含酚、氰、硫漂白粉、氯气、臭氧等。氧化法多用于处理含酚、氰、硫等废水。常用的还原剂有铁屑、硫酸亚铁、二氧化硫等。等废水。常用的还原剂有铁屑、硫酸亚铁、二氧化硫等。还原法多用于处理含铬、含汞废水。还原法多用于处理含铬、含汞废水。（4 4）电解法）电解法：在废水中插入通直流的电极。在阴极板：
13、在废水中插入通直流的电极。在阴极板上接受电子，使离子电荷中和，转变为中性原子。目前上接受电子，使离子电荷中和，转变为中性原子。目前用于处理含铬的废水。用于处理含铬的废水。（5 5）气提法）气提法：将废水加热至沸腾时吹入蒸气，使废水：将废水加热至沸腾时吹入蒸气，使废水中的挥发性容质随蒸汽益处，再用某种溶液洗涤蒸汽，中的挥发性容质随蒸汽益处，再用某种溶液洗涤蒸汽，回收其中挥发性溶质。可用于含酚的废水处理。回收其中挥发性溶质。可用于含酚的废水处理。（6 6）萃取法）萃取法：将不溶于水的溶剂投入废水中，使：将不溶于水的溶剂投入废水中，使废水中的溶质容于溶剂中利用溶剂于水的比重差，废水中的溶质容于溶剂中
14、利用溶剂于水的比重差，将溶剂分离出。在利用溶质于溶剂的沸点差，将将溶剂分离出。在利用溶质于溶剂的沸点差，将溶质蒸馏回收，再生后的溶剂可循环使用。例如：溶质蒸馏回收，再生后的溶剂可循环使用。例如：含酚废水，常用的萃取剂有醋酸丁酯、苯等。含酚废水，常用的萃取剂有醋酸丁酯、苯等。（7 7）吹脱法）吹脱法：往废水中吹入空气，使废水中的溶：往废水中吹入空气，使废水中的溶解性气体吹入大气中。可用于含解性气体吹入大气中。可用于含HCNHCN的废水处理。的废水处理。（8 8）吸附法）吸附法：将废水通过固体吸附剂，使废水中：将废水通过固体吸附剂，使废水中的溶解性有机物或无机物吸附到吸附剂上，常用的溶解性有机物或
15、无机物吸附到吸附剂上，常用的吸附剂为活性炭。可吸附废水中的酚、汞、铬、的吸附剂为活性炭。可吸附废水中的酚、汞、铬、氰等有毒物质。氰等有毒物质。（9 9）电渗析法）电渗析法：通过一种离子交换膜，在直流电：通过一种离子交换膜，在直流电作用下，废水中的离子朝相反电荷的极板方向迁作用下，废水中的离子朝相反电荷的极板方向迁移，阳离子能穿透阳离子交换膜，而被阴离子交移，阳离子能穿透阳离子交换膜，而被阴离子交换膜所阻；而阴离子能穿透阴膜，而被阳膜所阻。换膜所阻；而阴离子能穿透阴膜，而被阳膜所阻。废水通过阴阳离子交换膜所组成的电渗析器时，废水通过阴阳离子交换膜所组成的电渗析器时，废水中的阴阳离子就可以分离，达
16、到浓缩及处理废水中的阴阳离子就可以分离，达到浓缩及处理目的。此法可用于酸性废水回收，含氢废水处理。目的。此法可用于酸性废水回收，含氢废水处理。生物法：生物法：主要利用微生物作用，使废水中呈溶解和胶主要利用微生物作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为诬害的物质。属于生物处理体状态的有机污染物转化为诬害的物质。属于生物处理的方法有以下几种：的方法有以下几种：(1)(1)活性污泥法活性污泥法：将空气连续鼓入曝气池的废水中，经：将空气连续鼓入曝气池的废水中，经过一段时间，水中能形成繁殖有大量耗气性微生物的活过一段时间，水中能形成繁殖有大量耗气性微生物的活性污泥，它能吸附和分解废水中的有机物，
17、并以有机物性污泥，它能吸附和分解废水中的有机物，并以有机物为养料，使微生物获得能量并不断繁殖。离开曝气池的为养料，使微生物获得能量并不断繁殖。离开曝气池的废水与活性污泥的混合液，在沉淀池中沉淀。活性污泥废水与活性污泥的混合液，在沉淀池中沉淀。活性污泥分离后的水即为得到净化的水。沉下的活性污泥除排除分离后的水即为得到净化的水。沉下的活性污泥除排除一部分多余的（增殖的）之外，其余的循环回流到曝气一部分多余的（增殖的）之外，其余的循环回流到曝气池。污泥回流量约占废水的池。污泥回流量约占废水的25%-100%25%-100%；维持曝气池的悬；维持曝气池的悬浮物量在浮物量在2-62-6克克/升。活性污泥
18、法有多种构造与运行方升。活性污泥法有多种构造与运行方 式，常用的有完全混合式，表面曝气法、生物吸附法。式，常用的有完全混合式，表面曝气法、生物吸附法。废水在曝气池中一般停留废水在曝气池中一般停留3-53-5小时，能去除废水的小时，能去除废水的BOD590%BOD590%左右左右 ，是较为广泛采用的生物处理方法。，是较为广泛采用的生物处理方法。(2)(2)生物膜法生物膜法：将废水连续通过固体填料（碎石、炉：将废水连续通过固体填料（碎石、炉渣、圆盘或塑料蜂窝等），在填料上繁殖的大量微生渣、圆盘或塑料蜂窝等），在填料上繁殖的大量微生物形成生物膜。生物膜能吸附及分解废水中的有机物。物形成生物膜。生物膜
19、能吸附及分解废水中的有机物。从填料上脱落下来老死的生物膜随废水流入沉淀池中从填料上脱落下来老死的生物膜随废水流入沉淀池中沉淀，使沉淀池的出水得到净化。本法所用的装置有沉淀，使沉淀池的出水得到净化。本法所用的装置有多种构造形式，例如，有生物氯池、生物转盘、生物多种构造形式，例如，有生物氯池、生物转盘、生物接触氧化池等。此法能去除废水中的接触氧化池等。此法能去除废水中的BOD5BOD5达达80%-95%80%-95%。（3 3）生物塘）生物塘：废水在池塘中长时间停留会被水中微：废水在池塘中长时间停留会被水中微生物逐渐分解而得到处理。池塘中的藻类及地面大气生物逐渐分解而得到处理。池塘中的藻类及地面大
20、气供氧维持微生物所需的氧。如废水无毒，再生物塘后供氧维持微生物所需的氧。如废水无毒，再生物塘后段可养鱼。段可养鱼。（4 4）污水灌溉）污水灌溉（土地处理系统）：污水在灌溉过程（土地处理系统）：污水在灌溉过程中，受到土壤的过滤、吸附及生物氧化作用而得到处中，受到土壤的过滤、吸附及生物氧化作用而得到处理，同时污水中的氮、磷、钾则被植物吸收利用。利理，同时污水中的氮、磷、钾则被植物吸收利用。利用生活废水灌溉效果良好，但在理用工业废水时，则用生活废水灌溉效果良好，但在理用工业废水时，则应慎重，水质必须符合灌溉标准，否则损毁作物，并应慎重，水质必须符合灌溉标准，否则损毁作物，并且废水中有害物质会通过食物链毒害人畜。且废水中有害物质会通过食物链毒害人畜。物理法物理法 属于物理的处理方法有：属于物理的处理方法有：（1 1）沉淀法）沉淀法（2 2）过滤法）过滤法（3 3）离心分离法）离心分离法（4 4）浮选法）浮选法（5 5）蒸发结晶法）蒸发结晶法（6 6）反渗透法）反渗透法
