第12章水处理化学品.ppt

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1、第12章水处理化学品现在学习的是第1页，共45页本章教学目标：本章教学重难点：第第1212章章 水处理化学品水处理化学品现在学习的是第2页，共45页12.1 概述概述12.2 各类水处理剂各类水处理剂一一.阻垢剂阻垢剂二二.缓蚀剂缓蚀剂三三.絮凝剂絮凝剂四四.杀菌灭藻剂杀菌灭藻剂12.3我国水处理剂发展方向我国水处理剂发展方向目录目录现在学习的是第3页，共45页一一.水处理的意义水处理的意义水处理具有两个方面的作用：一方面是净化改善水质，使之适应需要；另一方面是加入处理药剂以保护用水设备免受水质污染。12.1 概述概述水处理方法的分类按学科分类根据水的来源分类按处理工艺分类现在学习的是第4页，

2、共45页水处理剂指为了除去水中的大部分有害物质（如腐蚀物、金属离子、污垢及微生物等），得到符合要求的民用或工业用水而在水处理过程中添加的化学试剂。二二.水处理剂的概念水处理剂的概念现在学习的是第5页，共45页三三.水处理剂的法规要求水处理剂的法规要求1.环保要求2.安全性要求3.其它性能要求现在学习的是第6页，共45页一一.阻垢剂阻垢剂1.概念：能够防止水垢和污垢产生或抑制其沉积生长的化学试剂，包括阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂。12.2 各类水处理剂各类水处理剂现在学习的是第7页，共45页2.水垢形成机理和阻垢作用机理水垢形成机理和阻垢作用机理（1）.水垢形成机理水垢形成机理(2)防止水垢形成采用的

3、方法防止生成晶核或临界晶核防止晶核生长分散晶核各种水系统中都溶解有各种盐类，在稀溶液中它们呈离子、螯合物或单分子状态存在；在过饱和溶液中，就会生成晶核，晶核生长可得到沉淀物。现在学习的是第8页，共45页（3）.阻垢剂的阻垢作用阻垢剂的阻垢作用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子结合为垢类物质。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。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，而悬浮在流动水中。现在学习的是第9

4、页，共45页3.阻垢剂种类阻垢剂种类 膦酸盐 无机缩合磷酸盐 有机膦酸盐 膦酸酯 合成高分子电解质 天然高分子电解质 螯合物型阻垢剂阻垢剂非磷酸盐系非磷酸盐系磷酸盐系磷酸盐系 聚合物型（同时具有阻垢和缓蚀作用）（阻垢分散剂）现在学习的是第10页，共45页4.磷酸盐系阻垢剂磷酸盐系阻垢剂（1）磷酸盐作用原理：磷酸盐与水中的硬度成分反应，使硬度成分变成悬浮沉淀物，同时，碱调节剂和镁的硬度组分反应，形成悬浮物。常用物质：磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠。现在学习的是第11页，共45页（2）无机缩合磷酸盐）无机缩合磷酸盐无机缩合磷酸盐作用原理：在水中离解成带磷酸根基的高价阴离子，这些阴离子强烈地吸附在

5、碳酸钙等盐类的晶体表面，使晶体的晶格歪曲。磷酸根的高价阴离子把水中小晶粒包围起来，互相排斥起分散作用。任何两个相邻的磷酸根离子均会与两价的碱土金属离子形成螯合物，使成垢离子浓度降低。常用物质：聚磷酸盐 聚偏磷酸盐现在学习的是第12页，共45页（3）有机膦酸盐）有机膦酸盐作用机理：在水中与成垢离子形成稳定的螯合物。在水中与已形成碳酸钙晶体中的钙形成稳定螯合物。在水中形成的螯合物包围碳酸钙小晶粒，使晶粒不能进一步长大。破坏碳酸钙晶体，使晶格发生畸变。常用物质：羟基亚乙基二磷酸盐（HEDP）；乙二胺四亚甲基膦酸盐（）等。现在学习的是第13页，共45页.聚合物型阻垢剂聚合物型阻垢剂（阻垢分散剂）（阻垢

6、分散剂）是水溶性聚合物，加入水中对固体微粒具有较好分散性能。包括合成高分子聚合物和天然高分子聚合物。（）天然高分子聚合物木质素淀粉丹宁现在学习的是第14页，共45页（）合成高分子聚合物（）合成高分子聚合物均聚物（聚丙烯酸（钠）PAA，聚甲基丙烯酸PMAA）阴离子型二元共聚物（丙烯酸/马来酸共聚物，PAA富马酸/烯丙基磺酸共聚物FA-PSA）多元共聚物（丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酰胺共聚物）非离子型均聚物（聚丙烯酰胺PAM，部分水解的聚丙烯酰胺）阳离子型均聚加成物（聚马来酸乙醇胺加成物）现在学习的是第15页，共45页阻垢剂研究动态阻垢剂研究动态（）非交联无规共聚物阻垢分散剂（）非交联无规共聚物阻垢

7、分散剂（）氧化淀粉型阻垢剂（）氧化淀粉型阻垢剂主要以丙烯酸和，烯烃不饱和酯共聚而成，对水中的磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐、等具有良好的抑垢及沉积能力，无毒，可用于各种水系统。由氧化多糖和含羧基的丙烯酸聚合物或马来酸聚合物水解复合的阻垢剂。在高温条件下，对防止水垢有极为显著的功效。现在学习的是第16页，共45页（）共聚物与有机膦化合物阻垢剂（）共聚物与有机膦化合物阻垢剂（）羧酸、磺酸、季铵三元共聚物（）羧酸、磺酸、季铵三元共聚物复配型阻垢剂，适用于工业加热系统和冷却 水系统。共聚物为马来酸（或马来酸酐)和乙烯磺酸(或其盐的水溶液)的共聚产物;有机膦化合物为氨基三亚甲基膦酸或羟基亚乙基二膦酸。可用于冷却

8、水、锅炉水等各种水系统，可防止多种沉淀的产生。现在学习的是第17页，共45页（）亚烷基膦酸阻垢剂（）亚烷基膦酸阻垢剂（6）多极性有机化合物和硼化物）多极性有机化合物和硼化物防止金属离子沉淀，可复配使用，大大提高阻垢效果。复配型阻垢剂，能有效抑制无定形硅垢的形成。现在学习的是第18页，共45页（7）共聚物、膦酸盐和胺基羧酸盐）共聚物、膦酸盐和胺基羧酸盐（）膦羧酸和聚合膦羧酸（）膦羧酸和聚合膦羧酸复配型阻垢剂，适用于高温和高压水系统使用。其中，共聚物为马来酸与苯乙烯磺酸共聚，膦酸盐为水溶性氨基磷酸盐。复配型阻垢剂，适用于各种水系统。可抑制各种水垢和沉积物形成，对硫酸钙垢抑制特别有效。现在学习的是第

9、19页，共45页二二.缓蚀剂缓蚀剂概念：添加到水溶液介质中能抑制或降低金属和合金腐蚀速度，改变金属和合金腐蚀电极过程的一类添加剂。缓蚀机理（1）将水由酸性调为中性或碱性-有机胺类（2）在与水接触的金属表面上形成一层或薄或厚的膜，将金属表面与水环境隔离，从而达到目的。现在学习的是第20页，共45页分类（按成膜机理）缓蚀类型缓蚀类型缓蚀剂缓蚀剂保护膜特征保护膜特征钝化膜型（氧化膜型）钝化膜型（氧化膜型）铬铬酸酸盐盐、亚亚硝硝酸酸钠钠、钼钼酸酸盐盐、钨钨酸盐等酸盐等致致密密、膜膜较较薄薄与与金金属属结结合合紧紧密密，缓缓蚀蚀性能好性能好沉淀膜型沉淀膜型水中离子型水中离子型聚磷酸盐、锌盐聚磷酸盐、锌盐

10、多多孔孔、膜膜厚厚、与与金金属结合不紧密属结合不紧密金属离子型金属离子型巯基苯骈噻唑巯基苯骈噻唑苯骈三氮唑苯骈三氮唑较致密、膜较薄较致密、膜较薄吸附膜型吸附膜型有有机机胺胺、硫硫醇醇类类、表表面面活活性性剂剂、木木质素等质素等在在非非清清洁洁表表面面吸吸附附差差现在学习的是第21页，共45页.无机缓蚀剂无机缓蚀剂（1）铬酸盐）铬酸盐成膜类型：钝化膜。常用的铬酸盐：重铬酸钠、重铬酸钾、铬酸钠、铬酸钾等。优缺点：具有效率高、对不同水质适应性强，没有细菌繁殖、价格低；但毒性很大，易对环境造成严重污染。现在学习的是第22页，共45页铬酸钠（铬酸钠（Na2CrO4.4H2O）的生产工艺）的生产工艺现在学

11、习的是第23页，共45页（2）钼酸盐）钼酸盐成膜类型：钝化膜优缺点：氧化性低于铬酸盐，但价格较高。使用方法：采用复配形式以较高含量的钼酸盐为基础，同时含有较低浓度的有机磷酸盐；利用低浓度钼酸盐，同时使用有机磷酸盐或锌盐。现在学习的是第24页，共45页（3）钨钨酸盐酸盐成膜类型：钝化膜优点：钨酸盐水处理剂无毒无公害，开发前景广阔。现在学习的是第25页，共45页有机缓蚀剂有机缓蚀剂主要用于锅炉水处理、油田注水或污水回用及酸性介质中材料与设备的保护。使用的有机缓蚀剂主要为有机胺类。现在学习的是第26页，共45页缓蚀剂研究动态缓蚀剂研究动态（）国内外缓蚀剂的理论研究（）国内外缓蚀剂的理论研究缓蚀作用机

12、理在缓蚀系统中电化学测试技术和方法用于局部腐蚀的缓蚀剂油气工业的缓蚀作用处理技术不同介质及状态下的腐蚀与缓蚀作用不同领域缓蚀剂的应用其它性能对缓蚀性能的影响现在学习的是第27页，共45页（2）.缓蚀剂的开发缓蚀剂的开发高效、廉价的新型缓蚀剂（主要是有机缓蚀剂）的开发。与目前广泛使用的缓蚀剂能产生协同效应的药剂开发。缓蚀与阻垢等多功能兼有的综合药剂的开发。现在学习的是第28页，共45页（3）.配方研究配方研究全有机配方锌盐和磷酸盐配方磷酸系配方丙烯酸-丙烯醚共聚物配方亚硝酸盐配方铝系配方丹柠酸配方硬水中稳定的缓蚀剂配方铜缓蚀剂配方现在学习的是第29页，共45页三三.絮凝剂絮凝剂1.概念：在水处理

13、过程中，凡是能使水溶液的溶质、胶体或悬浮物颗粒产生絮状沉淀的物质都叫絮凝剂或统称为混凝剂。2.絮凝过程：絮凝剂中和悬浮颗粒，絮凝剂的桥联作用使絮凝颗粒粗大化，形成絮状沉淀。3.分类：无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂。现在学习的是第30页，共45页.无机絮凝剂无机絮凝剂（1）常用物质）常用物质名称适用PH值范围名称适用PH值范围名称适用PH值范围聚合硫酸铁（PFS）聚合氯化铁硫酸亚铁4.0114.0118.011聚合氯化铝(PAC)聚合硫酸铝硫酸铝(AS)6.08.56.08.56.07.8硫酸铝钾6.08.0现在学习的是第31页，共45页又称为聚铁或硫酸聚铁，有液体和固体两种形式。聚合硫酸

14、铁聚合硫酸铁（PFS)现在学习的是第32页，共45页投药剂量低适应的水质条件较宽基本不用控制溶液的PH值絮凝速度快，矾花较大脱色、除重金属离子，降低水中的COD、BOD浓度和提高加氯杀菌效果等聚合硫酸铁聚合硫酸铁（PFS)的特点的特点现在学习的是第33页，共45页合成过程：含铝灰渣或明矾石 酸溶液反应 聚合沉降 液体聚合氯化铝 稀释过滤 浓缩结晶 固体干燥 产品包装盐酸盐酸现在学习的是第34页，共45页聚合氯化铝聚合氯化铝(PAC)又称为聚铝或碱式氯化铝，为黄色固体或溶液。现在学习的是第35页，共45页聚合氯化铝聚合氯化铝(PAC)的特点的特点适用水质范围较宽；相对于硫酸铝而言，混凝效果随温度

15、变化较小；形成絮体速度快，沉淀性能好，投加量较小；适宜PH值范围在59之间，过量投加一般不会出现胶体的再稳定现象；对设备的腐蚀作用小，对水质影响不大。现在学习的是第36页，共45页（2）无机絮凝剂的使用特点）无机絮凝剂的使用特点无机絮凝剂有各自适用的PH值范围。为提高絮凝剂与悬浮物的接触次数，充分进行电荷中和反应，需要加强搅拌。一般在投加无机絮凝剂后，进行PH值的调整，是其充分反应后，再投加高分子絮凝剂。现在学习的是第37页，共45页5.有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂（1）高分子絮凝剂应具备的条件具有水溶性应有吸附活性基在水中应有广泛的分布现在学习的是第38页，共45页n由于氢键结合，静电结

16、合、范德华力等作用对胶粒有较强的吸附结合力。n因为高聚合度的线型高分子在溶液中保持适当的伸展形状，从而发挥吸附架桥作用把许多工作细小颗粒吸附后，缠结在一起。（2）有机高分子絮凝剂的作用原理现在学习的是第39页，共45页阳离子型、阴离子型和非离子型。优点：与无机絮凝剂相比，有机絮凝剂用量少，PH值适用范围广，受环境因素影响小，处理效果好。（3）.有机高分子絮凝剂的种类和优点有机高分子絮凝剂的种类和优点现在学习的是第40页，共45页有机高分子絮凝剂应用表有机高分子絮凝剂应用表类型适宜PH值适用范围效果阳离子型在中性与酸性特别有效有机物胶体溶液提高脱水、过滤、澄清。阴离子型弱酸性至弱碱性无机物促进沉

17、降过滤非离子型中性与碱性特别有效无机物、有机物促进沉降过滤现在学习的是第41页，共45页阳离子型合成有机高分子絮凝剂阳离子型合成有机高分子絮凝剂阳离子絮凝剂对水体中带负电荷的胶体颗粒具有强烈的吸附作用和电荷中和作用。应用广泛的为：聚二甲基二烯丙基氯化铵阴离子型合成有机高分子絮凝剂阴离子型合成有机高分子絮凝剂丙烯酰胺-丙烯酸共聚物非离子型合成有机高分子絮凝剂非离子型合成有机高分子絮凝剂 聚丙烯酰胺（PAM）现在学习的是第42页，共45页6.微生物絮凝剂微生物絮凝剂直接利用微生物细胞的絮凝剂（细菌、酵母等）利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂（葡聚糖、蛋白质等）利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂（多糖、多肽等）现在学习的是第43页，共45页四四.杀菌剂杀菌剂1.概念：在饮用水或工业水中加入的能杀死有害微生物，避免产生生物污泥的化学品。生物污泥：利用水中溶解的营养源使细菌、丝状菌、藻类等微生物增殖，以这些微生物为主体而混有泥沙、无机物和尘土等，从而形成了软泥性污物的附着和堆积。现在学习的是第44页，共45页杀菌、灭藻处理（杀菌剂）抑制微生物的生长（有机氮硫类、胺类物质）防止附着处理（季铵盐类、溴类处理剂）剥离处理（氮气、胺类等）淤泥分散处理（高分子聚合物）生物污泥的处理方法生物污泥的处理方法现在学习的是第45页，共45页