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1、水污染控制材料,目录,1 絮凝材料 2 过滤材料,絮凝材料,絮凝（混凝）：使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固-液分离的目的，这一现象或操作称作絮凝。,用途,给水处理中应用广泛。降低原水浊度、色度，去除颗粒物。 脱除80-95%的悬浮物质和65-95%的胶体物质。胶体物质与水中COD值密切相关，对降低COD有重要作用。,胶体（水溶胶）,悬浊液、胶体、溶液。 微细颗粒物分散在水溶液中构成胶体物质。分散质粒子直径在1nm100nm之间的分散系 。,胶体结构（双电层）,胶核 吸附层(电位离子) 扩散层 电 位（胶粒/扩散层） 带电量越大，越稳定。,絮凝机理,1 压缩双
2、电层作用 胶体中加入电解质，离子浓度增加。异号离子有中和吸附层、扩散层电荷的趋势，也就降低了电 位。电位降低到临界电位时，胶体微粒聚集。 高价电解质压缩胶体双电层的效果好。（Na+，Al3+）,2 吸附架桥作用 高分子物质与胶体微粒具有强烈吸附作用。高分子链一端吸附了胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，形成胶粒-高分子-胶粒的絮凝体。,胶体保护：高分子絮凝剂加入量过多，胶粒之间充斥着高分子物质，收到阻碍而不能聚集。 要求： 需要一定的分子长度 高分子物质量不能太少，也不能太多,3 网捕作用 三价铝盐水解形成氢氧化物沉淀时，沉淀能网捕、卷扫水中胶体微粒。属于一种机械作用。,有机絮凝剂主要起架桥作用 硫
3、酸铝等无机絮凝剂压缩双电层、吸附架桥、网捕等作用兼有。,絮凝剂,无机,有机,微生物,硫酸铝絮凝剂,硫酸铝（化学式Al2(SO4)3，式量342.15） 絮凝原理：它溶解于水后所生成的铝离子和氢氧化铝， 铝离子：压缩双电层； 氢氧化铝：架桥和网捕。,制备,Al2O3+H2SO4 Al2(SO4)3+H2O,生物絮凝剂,目前发现的具有絮凝性能的微生物有30多种，分别属于细菌、放线菌、酵母菌、霉菌等。 合成步骤：（）生物絮凝剂产生菌的筛选；（）生物絮凝剂的提纯。,u_principles.ppt 7/31/98,过 滤 材料,u_principles.ppt 7/31/98,定义,过滤 利用有孔介质
4、从流体(液体或气体)中除去污染物,u_principles.ppt 7/31/98,定义,小颗粒的相对尺寸,定义,过滤 / 分离范围,u_principles.ppt 7/31/98,过滤器的功能,过滤器经常被认为是一种简单的网或筛子， 过滤 / 分离是在一个平面上进行的。,u_principles.ppt 7/31/98,过滤器的功能,实际上，很多过滤器滤材具有深度。 “弯曲通道”的结果对于污染物的去除起到了 辅助作用,u_principles.ppt 7/31/98,过滤器的功能,“弯曲通道”存在于：,浇铸膜,或 纤维缠绕,过滤材料的种类,Woven fabric （机织物）,Knitte
5、d fabric （针织物）,Nonwoven fabric（非织造布）,占过滤材料的90%； 全球每年的非织造过滤材料的消耗接近20亿美元； 过滤组件和过滤材料工业的价值超过1000亿美元； 过滤组件和过滤材料工业的价值以每年35%的速度增长。,过滤材料的选择,选择的原则,过滤性能 机械性能 成本,在气体过滤方面，非织造材料成功地代替了机织物；而在液体过滤方面，非织造材料代替机织物还不太成功。原因是：非织造材料的强力较低。,u_principles.ppt 7/31/98,过滤介质类型,u_principles.ppt 7/31/98,表面过滤介质 深度过滤介质,滤材类型,通常，过滤器滤材可
6、分为两类：,* 过滤器制造商对这些述语的 正式定义还未达成一致,u_principles.ppt 7/31/98,表面过滤介质: 金属编织网粉末烧结 深度过滤介质: 浇铸膜结构 纤维材料结构,滤材类型,两类介质:,u_principles.ppt 7/31/98,表面过滤介质,所有滤孔在同一个平面上 依靠直接拦截捕获颗粒,最严格的定义:,u_principles.ppt 7/31/98,表面过滤,u_principles.ppt 7/31/98,表面或筛网过滤的局限,主要依靠直接拦截。小于孔径的颗粒将穿过。 惯性撞击效果有限. 扩散拦截有微效.,u_principles.ppt 7/31/98
7、,深度过滤介质,污染物捕获于介质内部结构的一种过滤介质，其滤孔遍布整个介质厚度。 变化的流体通道可以获得更高容污能力,最严格的定义:,u_principles.ppt 7/31/98,深度过滤介质,颗粒可以在表面被捕集，,也可以在介质层内被捕集， 因此，提高了容污能力。,u_principles.ppt 7/31/98,深度过滤介质,u_principles.ppt 7/31/98,三种过滤机制,直接拦截 惯性撞击 扩散拦截,u_principles.ppt 7/31/98,直接拦截,液体中的基本过滤机制 本质是一种筛分效应，机械拦截颗粒 例如：一种简单的筛网可以拦截尺寸 大于其孔径的颗粒,u
8、_principles.ppt 7/31/98,直接拦截,绝对截留 - 颗粒被捕获在滤材纤维之间形成的孔中,u_principles.ppt 7/31/98,直接拦截,当颗粒大于流道孔径时即被该结构去除 容污能力可以用弯曲结构提高 筛网无此作用,u_principles.ppt 7/31/98,直接拦截,通过搭桥作用，尺寸小于滤孔的颗粒也可被拦截 不规则形状的颗粒 / 方向性 多个颗粒同时撞击到同一个滤孔,u_principles.ppt 7/31/98,直接拦截,不规则形状的搭桥,u_principles.ppt 7/31/98,直接拦截,多个小颗粒的搭桥,u_principles.ppt
9、7/31/98,惯性撞击,尺寸小于滤材孔径的颗粒的辅助拦截方式 流体携带的颗粒由于质量和线速度而具有直线 运动的惯性 颗粒离开流体主流而撞击到滤材上,u_principles.ppt 7/31/98,惯性撞击,当流体改变运动方向时，惯性使颗粒撞击到滤材表面,因吸附力的存在颗粒便停留在撞击表面,u_principles.ppt 7/31/98,惯性撞击,当流经过滤介质时流体必须沿弯曲通道行进。 这将增加该过滤机理的有效性。,u_principles.ppt 7/31/98,惯性撞击,u_principles.ppt 7/31/98,惯性撞击,颗粒被机械拦截或被吸附拦截 在气体中比在液体中更有效.
10、 对大于 0.5 - 1.0 微米的颗粒很有效.,u_principles.ppt 7/31/98,扩散拦截,气体分子 (作随机运动) 碰撞小颗粒或雾滴 布朗运动(Brownian motion)碰撞的结果， 增加了颗粒碰撞过滤介质的机会 仅在气体中有效,u_principles.ppt 7/31/98,扩散拦截,气体分子作布朗运动,u_principles.ppt 7/31/98,扩散拦截,u_principles.ppt 7/31/98,扩散拦截,被随机运动的气体分子碰撞的颗粒 撞击到过滤介质上并被吸附截留,u_principles.ppt 7/31/98,扩散拦截,当流经过滤介质时流体必须沿弯曲通道行进。 这将增加过滤机制的有效性。,u_principles.ppt 7/31/98,扩散拦截,气体过滤器能够去除尺寸远小于其液体精度 的污染物 对细小颗粒 (0.1 - 0.3微米)非常有效 如果一个气体过滤器在湿润环境中运行， 它的去除能力即变为液体精度,u_principles.ppt 7/31/98,Zeta 正电势: 滤材所带的正电荷捕捉带负电的污染物 絮凝: 添加高分子电解质 (例如淀粉) 使细颗粒凝聚成较大的颗粒进而形成滤饼 助滤剂: 添加助滤剂 (例如：硅藻土) 以形成滤饼,液体过滤的辅助方式,