化學(xué)沉淀法的基本原理精選(九篇)

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第1篇：化學(xué)沉淀法的基本原理范文

Abstract:: In this paper, the concept of coagulation method, water-based paint and the development and application of coagulant mechanism were analyzed, hoping to provide the reader with some reference and reference.

關(guān)鍵詞:水性漆；廢水混凝劑；機(jī)理；應(yīng)用；發(fā)展

中圖分類號(hào)：TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

Keywords:waterborne paint; wastewater coagulant; mechanism; application; development

一、前言

水性漆在我國(guó)的發(fā)展還處于起步階段，相比于發(fā)達(dá)國(guó)家仍然處于弱勢(shì)。但是隨著人們對(duì)其認(rèn)識(shí)的深化，近些年水性漆在國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的份額逐漸達(dá)到了50%以上，促進(jìn)了涂料行業(yè)格局的改變。其水性漆廢水混凝劑的應(yīng)用也在汽車工業(yè)中普遍應(yīng)用。

二、混凝法的概念、基本原理與作用

1、概念

在天然水中和各種廢水中,物質(zhì)在水中存在的形式有三種:離子狀態(tài)、膠體狀態(tài)和懸浮狀態(tài)。一般認(rèn)為,顆粒粒徑小于1nm的為溶解物質(zhì),顆粒粒徑在1~100nm的為膠體物質(zhì),顆粒粒徑在100nm~1mm為懸浮物質(zhì)。其中的懸浮物質(zhì)是肉眼可見物,可以通過自然沉淀法進(jìn)行去除;溶解物質(zhì)在水中是離子狀態(tài)存在的,可以向水中加入一種藥劑使之反應(yīng)生成不溶于水的物質(zhì),然后用自然沉淀法去除掉;而膠體物質(zhì)由于膠粒具有雙電層結(jié)構(gòu)而具有穩(wěn)定性,不能用自然沉淀法去除,需要向水中投加一些藥劑,使水中難以沉淀的膠體顆粒脫穩(wěn)而互相聚合,增加至能自然沉淀的程度而去除。這種通過向水中加入藥劑而使膠體脫穩(wěn)形成沉淀的方法叫混凝法,所投加的藥劑叫混凝劑。

2、分類

在混凝處理中，主要通過壓縮雙電層機(jī)理起作用的低分子電解質(zhì)添加劑常稱為凝聚劑；主要通過吸附橋聯(lián)機(jī)理起作用的高分子藥劑則稱為絮凝劑；同時(shí)兼有以上功能的統(tǒng)稱為混凝劑。但在大多情況下，絮凝劑也稱為混凝劑。當(dāng)用混凝劑不能取得良好效果時(shí)，可投加某類輔助藥劑來提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。

混凝劑種類很多，目前所知，不少于200-300種。按照所加藥劑在混凝過程中所起的作用，混凝劑可分為凝聚劑和絮凝劑兩類，分別起膠粒脫穩(wěn)和結(jié)成絮體的作用。硫酸鋁、二氯化鐵等傳統(tǒng)混凝劑，實(shí)際上屬于凝聚劑，采用這類凝聚劑時(shí)，在混凝的絮凝階段往往自動(dòng)出現(xiàn)尺寸足夠大、容易沉淀的絮體，因而不需另加絮凝劑。有些混凝劑，特別是合成聚合物，它們往往不只起絮凝劑的作用，而是起凝聚劑和絮凝劑的雙重作用。

根據(jù)棍凝劑的化學(xué)成分與性質(zhì)，混凝劑還可分為無機(jī)混凝劑、有機(jī)絮凝劑和微生物絮凝劑三大類。微生物絮凝劑是現(xiàn)代生物學(xué)與水處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是當(dāng)前混凝劑研究發(fā)展的一個(gè)重要方向。

3、基本原理

(1)壓縮雙電層作用

水中膠粒能維持穩(wěn)定的分散懸浮狀態(tài)，主要是由于膠粒的ζ電位。如能消除或降低膠粒的ζ電位，就有可能使微粒碰撞聚結(jié)，失去穩(wěn)定性。在水中投加電解質(zhì)――混凝劑可達(dá)此目的。例如天然水中帶負(fù)電荷的粘土膠粒，在投入鐵鹽或鋁鹽等混凝劑后，混凝劑提供的大量正離子會(huì)涌入膠體擴(kuò)散層甚至吸附層。因?yàn)槟z核表面的總電位不變，增加擴(kuò)散層及吸附層中的正離子濃度，就使擴(kuò)散層減薄，。當(dāng)大量正離子涌入吸附層以致擴(kuò)散層完全消失時(shí)，電位為零，稱為等電狀態(tài)。在等電狀態(tài)下，膠粒間靜電斥力消失，膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。實(shí)際上，電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能時(shí)，膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，這時(shí)的ζ電位稱為臨界電位。膠粒因電位降低或消除以致失去穩(wěn)定性的過程，稱為膠粒脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié)，稱為凝聚。

壓縮雙電層作用是闡明膠體凝聚的一個(gè)重要理論。它特別適用于無機(jī)鹽混凝劑所提供的簡(jiǎn)單離子的情況。但是，如僅用雙電層作用原理來解釋水中的混凝現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生一些矛盾。例如，三價(jià)鋁鹽或鐵鹽棍凝劑投量過多時(shí)效果反而下降，水中的膠粒又會(huì)重新獲得穩(wěn)定。又如在等電狀態(tài)下，混凝效果似應(yīng)最好，但生產(chǎn)實(shí)踐卻表明，混凝效果最佳時(shí)的ζ電位常大于零。于是提出了第二種作用。

(2)吸附架橋作用

三價(jià)鋁鹽或鐵鹽以及其他高分子棍凝劑溶于水后，經(jīng)水解和縮聚反應(yīng)形成高分子聚合物，具有線性結(jié)構(gòu)。這類高分子物質(zhì)可被膠體微粒所強(qiáng)烈吸附。因其線性長(zhǎng)度較大．當(dāng)它的一端吸附某一膠粒后，另一端又吸附另一膠粒，在相距較遠(yuǎn)的兩膠粒間進(jìn)行吸附架橋，使顆粒逐漸結(jié)大，形成肉眼可見的粗大絮凝體。這種由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過程，稱為絮凝。

(3)網(wǎng)捕作用

三價(jià)鋁鹽或鐵鹽等水解而生成沉淀物。這些沉淀物在自身沉降過程中，能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結(jié)。

三、影響絮凝效果的因素

1、溫度的影響

水溫升高絮凝效果則會(huì)提高,在低溫條件下,必須增加絮凝劑用量。另一方面,水溫過高,形成的絮凝體細(xì)小,污泥含水率增大,難以處理。所以,水溫過高或過低對(duì)絮凝均不利。一般水溫條件宜控制在20-30℃。

2、水體PH值的影響

每種絮凝劑都有它適合的PH值范圍,超出它的范圍就會(huì)影響絮凝效果。比如聚丙烯酰胺,陽離子型適用于酸性和中性的環(huán)境中使用,陰離子型適用于在中性和堿性的環(huán)境中使用,非離子型適用于從強(qiáng)酸性到堿性的環(huán)境中使用。

3、絮凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)影響

對(duì)于高分子絮凝劑來說,其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對(duì)絮凝作用影響很大。無機(jī)高分子絮凝劑的聚合度越大,其電中和能力和吸附架橋功能越強(qiáng)。而對(duì)于有機(jī)絮凝劑來說,除了聚合度的影響外,線性結(jié)構(gòu)的絮凝劑絮凝作用大,而環(huán)狀或支鏈結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子絮凝劑絮凝效果就差。

4、絮凝劑投加量的影響

各種絮凝劑都有在相應(yīng)條件下的最佳投加量,低于或者超過這個(gè)最佳量都會(huì)使絮凝效果變差。用量不足時(shí),絮凝不徹底,用量過量則會(huì)造成膠體的再穩(wěn)定,降低絮凝效果。所以,不同的絮凝劑要在使用之前做小試確定其最佳加入量。

5、水力條件的影響:為了使絮凝劑與水體充分接觸,增加顆粒碰撞速率,往往要進(jìn)行機(jī)械攪拌,而攪拌的速度和時(shí)間必須適當(dāng)。攪拌時(shí)間太短,絮凝不充分;攪拌速度太快,時(shí)間太長(zhǎng),會(huì)使已經(jīng)形成的絮凝被打碎,降低高分子鏈的架橋吸附能力。

四、水性漆混凝劑機(jī)理與應(yīng)用

由于水性漆廢水中的膠體顆粒一般都帶有負(fù)電荷，而水性漆混凝劑是帶有高價(jià)正電荷的聚電解質(zhì)，當(dāng)混凝劑加入廢水中，由于帶相反電荷離子的電性中和作用使得固體顆粒發(fā)生凝聚。另外由于該聚電解質(zhì)于具有一定的表面活性，廢水中的微粒被表面活性物質(zhì)覆蓋之后，由于這些微粒上的表面活性劑的碳?xì)滏溝嗷ユI合形成架橋作用而凝聚，配合混凝劑中的陽離子聚丙烯酰胺的吸附架橋作用，使得水性漆廢水中的顆粒能夠快速的分離出來，達(dá)到凈水的目的。具體使用工藝為：

投加方式：計(jì)量泵；

投加位置：噴漆車間出水口；

日使用量：日噴漆量的10%~15%；

注意事項(xiàng)：

1、量泵投加pH調(diào)節(jié)劑，保持漆霧吸收循環(huán)水pH值8~9。

2、去除水中已分離出的漆渣。

五、結(jié)束語

總之，隨著科技水平的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的混凝劑已經(jīng)不能有效處理含水漆的廢水，通過水性漆廢水混凝劑用來處理水性漆的漆霧吸收循環(huán)水，能夠大大降低漆渣的含水率和廢水的化學(xué)需氧量。

參考文獻(xiàn)

第2篇：化學(xué)沉淀法的基本原理范文

關(guān)鍵詞：MAP法 高濃度氨氮廢水 工藝

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)化肥的總產(chǎn)量達(dá)6027萬噸，同比增長(zhǎng)了12.14%，大量化肥的生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也給環(huán)境保護(hù)工作帶來了不小的壓力。氨氮作為化肥廠廢水中的主要污染物，其中的高濃度氨氮廢水（>500mg/L）如果未經(jīng)處理就直接排入水體中很容易引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，加速水體中的藻類及其他微生物大量繁殖，導(dǎo)致水質(zhì)下降，被氧化生成的硝酸鹽、亞硝酸鹽還會(huì)影響水生生物，甚至是人們的健康。

一、高濃度氨氮廢水處理工藝

氨氮處理技術(shù)的選擇主要取決于水的性質(zhì)、要求效果和經(jīng)濟(jì)性[1]。近年來在化肥廠氨氮廢水尤其是高濃度氨氮廢水處理技術(shù)研究方面取得了不少成就。當(dāng)前，常用的脫氮方法主要有生化法、氨吹脫法、折點(diǎn)氧化法、離子交換法和磷酸氨鎂沉淀法（MAP）等等。這些工藝各有優(yōu)點(diǎn)和不足，國(guó)內(nèi)處理高濃度氨氮廢水主要選擇的是生化法和氨吹脫法（空氣吹脫和蒸汽汽提），國(guó)外多選擇生化法和MAP法。

二、MAP法高濃度氨氮廢水處理工藝

磷酸氨鎂沉淀法（Mangnesium Ammonium Phosphate），又叫化學(xué)沉淀法，國(guó)外于20世紀(jì)60年代開始研究，至20世紀(jì)90年底便作為一種新的廢水脫氮工藝而迅速興起，進(jìn)入了一個(gè)嶄新的應(yīng)用階段[3]。該法的基本原理是向含有氨氮的廢水中添加磷酸鹽和鎂鹽，反應(yīng)生成磷酸銨鎂（MAP）。這種方法處理高濃度氨氮廢水后的產(chǎn)物即為磷酸銨鎂（MgNH4PO4·6H2O），俗稱為鳥糞石，簡(jiǎn)稱MAP。

1.MAP工藝機(jī)理

2.MAP工藝適用對(duì)象

2.3影響MAP工藝因素

2.3.1反應(yīng)時(shí)間。MAP法反應(yīng)時(shí)間主要取決于MAP晶體的成核速率和成長(zhǎng)速率，因此，MAP法處理氨氮廢水選擇適宜的攪拌速度和控制適當(dāng)反應(yīng)時(shí)間可以有效提升藥劑效率。研究表明，剩余氨氮濃度隨著反應(yīng)時(shí)間變與氨氮去除率成正比，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，剩余濃度越低，但這樣也增加了處理的費(fèi)用。應(yīng)控制在一個(gè)合理的時(shí)間范圍內(nèi)，一般應(yīng)在1h以內(nèi)。

2.3.2pH值。作為無機(jī)化學(xué)沉淀反應(yīng)，無論采用何種藥劑配及配比，合適的pH都是保證反應(yīng)能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵[5]。pH值為9左右時(shí)對(duì)磷酸銨鎂的產(chǎn)生最佳[6]。

2.3.3反應(yīng)物配比。要促使磷酸銨鎂的沉淀，沉淀劑投加的摩爾配比理論應(yīng)為n（Mg2+）：n（NH4+）：n（PO43-）1：1：1。根據(jù)同離子效應(yīng)，增大Mg2+ 、PO43-配比會(huì)促進(jìn)反應(yīng)，從而提升氨氮的去除率和去除速率。具體詳見表3。

2.3.4其他因素。MAP法處理高濃度氨氮廢水除了以上三種影響因素外，還與沉淀劑的選擇、反應(yīng)溫度等等因素有關(guān)。

2.4MAP工藝經(jīng)濟(jì)效益

MAP法在處理低濃度氨氮廢水運(yùn)行費(fèi)用較高，而在處理高濃度氨氮廢水時(shí)優(yōu)勢(shì)明顯，該法被廣泛應(yīng)用到高濃度氨氮脫氮除磷后生成的磷酸銨鎂又可用作緩釋性復(fù)合肥料，回收利用率較高。

周娟貞[11]等，用MAP法處理垃圾滲濾液中的高濃度氨氮廢水可以產(chǎn)生較大經(jīng)濟(jì)效益，成本主要是運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)較高，但可以通過高溫降解MAP使沉淀劑得到循環(huán)利用，產(chǎn)生NH3可以進(jìn)一步用于煙道氣的脫硝。除了作為肥料外，MAP還可以在提純后用作化學(xué)原料，飼料添加劑以及醫(yī)藥建材等行業(yè)。

三、展望

MAP法處理高濃度氨氮廢水，具有工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，反應(yīng)穩(wěn)定，不易受到外界環(huán)境的影響，而且脫氮效率高，可以回收再利用，解決了氮的回收和二次污染等難題，具有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。但MAP法在應(yīng)用中費(fèi)用主要用在沉淀劑上，沉淀利用面較窄，如何降低沉淀劑高昂費(fèi)用或?qū)ふ移涮娲?，拓寬MAP的用途和使用范圍進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)效益是未來該法的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：化學(xué)沉淀法的基本原理范文

關(guān)鍵詞：水熱法；納米氧化物；研究進(jìn)展

引言

納米氧化物的合成方法有氣相法、固相法和液相法，而水熱法通過在密閉的系統(tǒng)中，采用水溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，創(chuàng)造一個(gè)高溫高壓的環(huán)境，從而使通常狀態(tài)下不溶或者難溶的物質(zhì)溶解并且重結(jié)晶，因而被廣泛應(yīng)用于功能材料的制備。與其它方法相比，水熱法具有不可替代的特點(diǎn)：其一，水熱晶化是在密閉的高壓釜內(nèi)進(jìn)行，可以控制反應(yīng)氣氛而形成氧化或還原反應(yīng)條件，實(shí)現(xiàn)其它方法難以獲得的某些物相的生成；其二，水熱晶體是在相對(duì)較低的熱應(yīng)力條件下生長(zhǎng)，因此其位錯(cuò)密度遠(yuǎn)低于在高溫熔體中生長(zhǎng)的晶體；其三，水熱反應(yīng)體系存在著溶液的快速對(duì)流和十分有效的溶質(zhì)擴(kuò)散，因而水熱晶體具有較快的生長(zhǎng)速率。本文介紹水熱法制備納米氧化物的研究進(jìn)展。

1 水熱法的分類

1.1 水熱晶化法。水熱晶化是指在水熱條件下以非晶態(tài)氫氧化物、氧化物為前驅(qū)物，經(jīng)溶解再結(jié)晶，轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌木Ш瞬㈤L(zhǎng)大的過程。朱華[1]采用仲丁醇鋁為鋁源，硬脂酸為模板劑通過水熱晶化法制備了介孔氧化鋁分子篩，并對(duì)其制備條件進(jìn)行了優(yōu)化，其最佳條件為晶化溫度為110℃，晶化時(shí)間為2d。通過XRD、低溫吸附-脫附、SEM等分析發(fā)現(xiàn)所得樣品的比表面積高達(dá)408m2/g，孔容為0.65cm3/g，孔徑分布在3～6nm范圍內(nèi)，平均孔徑為3.4nm，證明其是一種典型的介孔分子篩。

1.2 水熱沉淀法。水熱沉淀法是指在高壓反應(yīng)器中的化合物和可溶性鹽與加入的各種沉淀劑反應(yīng)，或沉淀劑在水熱條件下產(chǎn)生，形成金屬氧化物的過程。董相廷等[2]用水熱沉淀法合成了不同粒徑的SnO2納米晶，屬于四方晶系。結(jié)果表明：隨著焙燒溫度的升高，SnO2晶粒度增大；而平均晶格畸變率則隨晶粒度的增大而減小，表明粒子越小晶格畸變?cè)酱?，晶粒發(fā)育越不完整。

1.3 水熱氧化法。水熱氧化法是以金屬單質(zhì)、合金或金屬-金屬化合物為前驅(qū)物，在水熱條件下氧化形成金屬氧化物的過程。高賽南等[3]采用水熱氧化法合成了分散良好、顆粒均勻的納米二氧化錫粉體。隨著水熱溫度的升高，粒子的粒徑變大，晶化程度相應(yīng)增加；顆粒的團(tuán)聚程度隨反應(yīng)壓力的增大而減小。試驗(yàn)表明：水熱氧化可直接將金屬粉或金屬片制成氧化物粉末，而不必?fù)?dān)心有雜質(zhì)污染，其分散能力很強(qiáng)，可以達(dá)到原子水平的分散效果。

1.4 水熱還原法。水熱還原法是在水熱條件下在還原劑的作用下，高價(jià)態(tài)的金屬氧化物被還原到低價(jià)態(tài)氧化物的過程。張慶等[4]以亞硒酸為硒源，以葡萄糖為還原劑和穩(wěn)定劑，水為溶劑，用水熱還原法合成了單質(zhì)硒納米棒。在180℃水熱24 h條件下，可以得到結(jié)晶良好、粒徑均一、表面光滑的棒狀納米結(jié)構(gòu)，直徑約為5微米，長(zhǎng)約為200微米。

1.5 水熱合成法。水熱合成是將氧化物、含氧鹽、氫氧化物或其他化合物在水熱條件下進(jìn)行處理，重新生成一種或多種氧化物的過程。陳穎等[5]以NH4VO3和Bi（NO3）3?5NO3為原料，采用水熱合成法制備BiVO4，考察前驅(qū)體pH值、水熱反應(yīng)時(shí)間、水熱反應(yīng)溫度對(duì)BiVO4晶相結(jié)構(gòu)及光吸收性能的影響。結(jié)果表明，適當(dāng)?shù)闹苽錀l件可使BiVO4獲得理想的單斜晶相，具有良好的光催化性能。

2 水熱方法的組合與改進(jìn)

2.1 溶膠（凝膠）-水熱法。溶膠（凝膠）-水熱法制得的納米粒子具有較高的化學(xué)均勻性和純度。而利用水熱法制備的粉體晶粒發(fā)育完整，易得到合適的化學(xué)計(jì)量比和晶形的材料。采用溶膠（凝膠）-水熱法是先制備出溶膠（凝膠），然后進(jìn)行水熱處理得到所需的粉體。此法綜合了溶膠-凝膠和水熱法的優(yōu)勢(shì)，在得到均勻粉體的同時(shí)又控制了晶粒的長(zhǎng)大。孫建勛等[6]利用溶膠-水熱法合成了亞微米4A分子篩，結(jié)晶度為96%，形狀規(guī)則、大小均勻、呈正態(tài)分布且分布范圍較窄。

2.2 微乳液-水熱法。微乳液是由油、水、乳化劑和助乳化劑組成的各向同性、熱力學(xué)上穩(wěn)定的透明或半透明膠體分散體系。微乳液法制備納米粒子具有實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單、操作容易、產(chǎn)物組分和粒徑可控等優(yōu)點(diǎn)，在制備單分散、細(xì)粒度納米粒子方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)和廣泛的適用性。葉佳梅等[7]采用反相微乳液-水熱法，輔以光輔照成功合成了粒徑為（79.2 6.6）nm的單分散性菱形摻雜氧化鈰納米晶粒，并研究了水熱處理?xiàng)l件對(duì)所得產(chǎn)物粉體顆粒形貌及尺寸的影響。結(jié)果表明，隨著水熱處理溫度從80℃升至180℃，所得粉體的晶粒尺寸呈現(xiàn)減小趨勢(shì)；顆粒形貌由單一規(guī)則的菱形轉(zhuǎn)變?yōu)闃渲罨驇畹木Я＞奂w。

2.3 微波-水熱法。微波加熱可實(shí)現(xiàn)分子水平的攪拌，加熱均勻，溫度梯度小，而且物質(zhì)升溫迅速，能量利用效率很高。微波-水熱法是把傳統(tǒng)的水熱法與微波場(chǎng)結(jié)合起來，體現(xiàn)出微波的獨(dú)特性和水熱法本身的優(yōu)勢(shì)，是一種有巨大應(yīng)用潛力的新方法。楊偉光等[8]采用微波水熱法，在ITO導(dǎo)電基底上合成出了SnO2納米柱狀陣列。經(jīng)過掃描電子顯微鏡、X 射線衍射表征發(fā)現(xiàn)微波水熱法合成得到的SnO2納米柱狀陣列，其高度約為400nm，組成陣列的柱狀結(jié)構(gòu)直徑約為100nm。

3 結(jié)束語

水熱法在合成納米氧化物方面表現(xiàn)出良好的多樣性，得到越來越多的應(yīng)用。但是，水熱法也有缺點(diǎn)，比如只適用于制備氧化物材料或者少數(shù)對(duì)水不太敏感的硫化物，而對(duì)水敏感的化合物，用水熱法合成就比較困難，比如碳化物、氟化物等。因此，人們又在水熱法的基礎(chǔ)上發(fā)展了溶劑熱法。溶劑熱法是在水熱法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的材料制備方法，其基本原理是將水熱法中的水換成有機(jī)溶劑或非水溶介質(zhì)，采用類似水熱法的原理，以制備在水溶液中無法長(zhǎng)成、易氧化、易水解或?qū)λ舾械牟牧希鏘II-V族半導(dǎo)體化合物、氮化物、硫族化合物、新型磷（砷）酸鹽分子篩三維骨架結(jié)構(gòu)等。因此合成技術(shù)的綜合化也將是水熱法制備納米氧化物的一大發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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第4篇：化學(xué)沉淀法的基本原理范文

關(guān)鍵詞：COD測(cè)定 Cl- 干擾 消除方法

0 引言

COD（Chemical oxygen Demand）是水質(zhì)監(jiān)測(cè)中必不可少的項(xiàng)目，其含義指在一定條件下用強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗氧化劑的量，以氧的mg/L來表示，化學(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。在檢測(cè)分析過程中，水樣中Cl-極易被氧化劑氧化，大量的Cl-使得測(cè)定結(jié)果偏高，高氯低COD廢水的測(cè)定更是現(xiàn)在面臨的一個(gè)難題。在實(shí)際監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，很多種廢水如化工廢水、味精廢水、海產(chǎn)品加工廢水等Cl-含量都很高，其COD測(cè)定需要對(duì)Cl-進(jìn)行屏蔽后進(jìn)行測(cè)定。廣大環(huán)境監(jiān)測(cè)工作者在Cl-對(duì)COD測(cè)定干擾方面做了大量工作，下面從Cl-影響方式和現(xiàn)有的Cl-干擾消除方法兩方面進(jìn)行闡述。

1 Cl-對(duì)COD測(cè)定的干擾

在GB11914-89《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定-重鉻酸鉀法》中，明確指出水樣中Cl-含量過高時(shí)需要加入硫酸汞等屏蔽劑加以屏蔽，其影響因素主要表現(xiàn)為兩點(diǎn)：

1.1 Cl-被氧化劑氧化，因而消耗氧化劑導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，具體反應(yīng)方程式為：

6Cl-+Cr2O72-+14H+3Cl2+2Cr3-+7H2O

1.2 反應(yīng)體系中加銀鹽做催化劑，Cl-與銀反應(yīng)生成AgCl沉淀使催化劑中毒，影響測(cè)定結(jié)果。

2 COD測(cè)定中消除Cl-干擾的方法及應(yīng)用

對(duì)水樣進(jìn)行稀釋是簡(jiǎn)單有效的方法之一，國(guó)標(biāo)中也提到對(duì)Cl-含量超過1000mg/L水樣進(jìn)行稀釋，但對(duì)于高氯低COD的水樣稀釋倍數(shù)過高會(huì)影響測(cè)定精度。目前，消除Cl-的干擾方法大量涌現(xiàn)，主要有汞鹽法、銀鹽沉淀法、標(biāo)準(zhǔn)曲線校正法、氯氣校正法、密閉消解法、低濃度氧化劑法、KI-KMnO4氧化法、鉍吸收劑除氯法等。

2.1 汞鹽法

汞鹽法也叫硫酸汞絡(luò)合法，是國(guó)標(biāo)中屏蔽Cl-的方法。即用HgSO4作為Cl-掩蔽劑，HgSO4與Cl-的質(zhì)量比以10：1為宜。此法對(duì)于Cl-質(zhì)量濃度小于200mg/L時(shí)效果很顯著，但當(dāng)Cl-濃度很高時(shí)測(cè)定結(jié)果還是偏高，并且誤差隨著Cl-濃度增加而增大。由于HgSO4本身有劇毒，并且廢液中的汞鹽很難處理，并且會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，促使廣大學(xué)者對(duì)無毒無污染測(cè)定方法的研究。

2.2 銀鹽法

銀鹽沉淀法即為加入AgNO3生成AgCl沉淀以去除Cl-影響的方法，適用于Cl-質(zhì)量濃度超過10000mg/L的水樣。該方法通常有兩種形式：一種是在預(yù)處理時(shí)加入AgNO3，取上清液測(cè)定COD值，此法需要AgNO3加入量適當(dāng)，使Cl-完全沉淀且不能過量。劉玉鳳[1]等人在標(biāo)準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)上用硝酸銀中和Cl-，并提高了反應(yīng)體系的酸度，而且避免了汞鹽的污染，實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人滿意。另一種采用AgNO3和KCr(SO4)2作為Cl-的掩蔽劑，KCr(SO4)2的作用是抑制消解過程少量Cl-發(fā)生氧化反應(yīng)。

銀鹽沉淀法中使用了貴重的銀鹽，使測(cè)定成本提高，因此對(duì)銀的回收再利用是很有必要性的。其另一個(gè)缺點(diǎn)為AgCl沉淀時(shí)會(huì)通過共沉淀和絮凝作用使水樣中有機(jī)物除損失一部分，使測(cè)定結(jié)果偏低。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線校正法

標(biāo)準(zhǔn)曲線校正法的步驟：先配制不同Cl-濃度的氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線并測(cè)定COD值，繪制COD-Cl-標(biāo)準(zhǔn)曲線。然后取兩份相同水樣，一份對(duì)Cl-不進(jìn)行掩蔽測(cè)定COD值，記為COD總，另一份測(cè)定氯離子含量，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出對(duì)應(yīng)的COD值，記為CODCl-，則COD總與CODCl-差值為該樣品的真實(shí)COD值。

標(biāo)準(zhǔn)曲線校正法不使用汞鹽和銀鹽，具有環(huán)保性和節(jié)約性，是實(shí)驗(yàn)室首選的方法。王俊霞[2]等通過實(shí)驗(yàn)證明利用這種完全氧化的方法，與理論Cl-完全被氧化時(shí)消耗的氧相當(dāng)，Cl-氧化率在99%以上，COD的實(shí)測(cè)值與實(shí)際值具有良好的一致性。但由于各實(shí)驗(yàn)室采用的方法、操作條件的不同，使得Cl-的氧化程度不同，因此不同人繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線不盡相同，使實(shí)驗(yàn)顯得很繁瑣。

2.4 氯氣校正法

在消解時(shí)采用一個(gè)回流吸收裝置，將生成的Cl2導(dǎo)出用NaOH溶液吸收，使用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，把消耗的Na2S2O3的量換算成消耗氧的量，即為Cl-的校正值。實(shí)際廢水COD值為COD表觀值與Cl-的校正值的差值。該方法適用于氯離子含量小于20000mg/L、COD大于30mg/L的高氯廢水的測(cè)定。研究結(jié)果表明，10個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)COD75.5mg/L～208mg/L，氯離子濃度為3000mg/L～16000mg/的四個(gè)統(tǒng)一樣品進(jìn)行測(cè)定，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.8%～3.6%之間；實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.2%～7.8%之間[3]。但該方法要求實(shí)驗(yàn)時(shí)非常仔細(xì)，否則會(huì)帶來更多誤差。

2.5 密封消解法

其基本原理為在密閉的容器中消解測(cè)定COD，當(dāng)水中的Cl-氧化成Cl2并達(dá)到氣液平衡時(shí)，Cl-便不能再被氧化，使用適當(dāng)?shù)难诒蝿瑒t可以測(cè)定樣品的COD值。與標(biāo)準(zhǔn)法比，該方法的結(jié)果具有更高的準(zhǔn)確度和精密度。王志強(qiáng)[4]等對(duì)混配和實(shí)際水樣的測(cè)定結(jié)果表明，用密封消解法分析高氯廢水的COD準(zhǔn)確度較高，COD在100mg/L～1000mg/L，氯離子濃度小于10000mg/L時(shí)，該方法相對(duì)誤差≤4.2%。密封消解耗時(shí)短，但該方法具有一定的危險(xiǎn)性，因此一定要確保實(shí)驗(yàn)的安全。

2.6 KI-KMnO4氧化法

在堿性條件下，用KMnO4氧化廢水中的物質(zhì)，剩余的KMnO4用KI還原，再用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，并將Na2S2O3消耗的量換算成消耗氧的量，從而得到一個(gè)COD值。但是應(yīng)用該法與K2Cr2O7氧化法的測(cè)定值不同，二者有一個(gè)比值K，因此只需知道這個(gè)比值K，即可將用KI-KMnO4氧化法測(cè)得的COD值進(jìn)行換算即可。該方法適用于Cl-含量在幾萬到幾十萬毫克每升的廢水，但是需要測(cè)定K值，因此很繁瑣。

2.7 鉍吸收劑除氯法

水樣中的Cl-在酸性液體中以HCl氣體的形式釋放出來，用鉍吸收劑吸收除去，然后測(cè)定COD值。該方法的準(zhǔn)確度和精確度與標(biāo)準(zhǔn)方法相比無顯著差異，但消解方式不同，采用微波消解或烘箱消解。

3 結(jié)論

綜上可知，消除Cl-對(duì)COD影響的方法可以分兩類:藥劑屏蔽及改良法和測(cè)定修正法。廣大學(xué)者在方法的改進(jìn)上做了很多工作，都向著無毒無污染、便捷準(zhǔn)確的方向發(fā)展，但上述各種方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)都有一定的適用范圍和局限性，還有待進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，加強(qiáng)各種方法之間的交叉滲透對(duì)探索新的消除Cl-干擾的方法具有一定的意義。

參考文獻(xiàn)

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第5篇：化學(xué)沉淀法的基本原理范文

關(guān)鍵詞： 生物化學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)

生物化學(xué)是是從分子水平探討生命科學(xué)本質(zhì)的一門科學(xué)，也是醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)學(xué)等學(xué)科科學(xué)研究的工具學(xué)科。而生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)后在職業(yè)生涯中解決問題能力、創(chuàng)新能力是至關(guān)重要的。但當(dāng)前生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于受多種因素的制約存在諸多問題[1]，最主要的是在現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)中過于強(qiáng)調(diào)重復(fù)性，強(qiáng)調(diào)結(jié)果再現(xiàn)的重要性，導(dǎo)致教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過于簡(jiǎn)單，學(xué)生按部就班地添加試劑，按照操作步驟進(jìn)行測(cè)定即得結(jié)果。這導(dǎo)致學(xué)生在教學(xué)中根本沒有思考、分析，有時(shí)學(xué)生甚至連基本原理都不明白。而任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種以富有趣味性、能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與好奇心的情景為基礎(chǔ)的，與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合的教學(xué)任務(wù)為載體的教學(xué)方法。該教學(xué)方法的特色是教學(xué)任務(wù)“隱藏”在有趣的教學(xué)情境中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。結(jié)合本校多年進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)改革經(jīng)驗(yàn)，我們主要通過以下三種途徑進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1.將單個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目“改編”為任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

將單個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目改編為任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，不需要修改教學(xué)大綱，對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理人員和實(shí)驗(yàn)試劑沒有額外的要求，只需要將普通教學(xué)項(xiàng)目融入特定的情境中即可。如進(jìn)行凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量時(shí)，將測(cè)定單個(gè)樣品的蛋白質(zhì)含量修改為大豆、豬肝、牛奶、面粉和大米中哪種食物中的蛋白質(zhì)含量最高呢？這就會(huì)引起學(xué)生思考，在實(shí)際教學(xué)中有的認(rèn)為大豆蛋白質(zhì)含量最高，有的認(rèn)為牛奶蛋白質(zhì)含量最高，還有的認(rèn)為面粉和大米中幾乎不含有蛋白質(zhì)。經(jīng)過初步的爭(zhēng)論，可以安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證他們的假設(shè)。學(xué)生測(cè)定完每個(gè)樣品的含量后分析發(fā)現(xiàn)哪種食物蛋白質(zhì)含量最高。還可以讓學(xué)生將測(cè)得的樣品中蛋白質(zhì)含量與文獻(xiàn)中的比較，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)定偏低。鼓勵(lì)學(xué)生分析偏低是什么原因呢？有的會(huì)發(fā)現(xiàn)在硝化管中有黑色的固體，實(shí)際上就是硝化不完全引起的。而且通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)大米和面粉中不僅含有蛋白質(zhì)，而且含量還不低。當(dāng)然，也可以讓學(xué)生測(cè)定任何感興趣的食物中的蛋白質(zhì)含量，這樣就將一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目改編為一個(gè)有趣又有科學(xué)意義的任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，學(xué)生可以通過該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目解決實(shí)際問題，然后在解決問題的過程中分析出現(xiàn)各種“意外”的原因，從而達(dá)到提高綜合素質(zhì)的目的。

2.將多個(gè)有聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“串聯(lián)”在一起，“改編”為任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的順序，可以將現(xiàn)行多個(gè)有內(nèi)在聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改編成一個(gè)綜合性的任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。然后在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中指導(dǎo)學(xué)生對(duì)教學(xué)任務(wù)的分析、分解，將復(fù)雜的總?cè)蝿?wù)分解為若干個(gè)具體的子任務(wù)；動(dòng)員學(xué)生查閱大量文獻(xiàn)，提出完成任務(wù)的實(shí)驗(yàn)方案和解決方法。如將現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的鹽析法分離蛋白質(zhì)、葡聚糖G-25凝膠過濾去鹽、微量柱色譜―DE-52分離血清γ-球蛋白、醋酸纖維素薄膜電泳鑒定、雙縮脲法測(cè)定蛋白質(zhì)含量、凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量、SDS-PAGE法測(cè)定蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量等七個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行整合，提出“γ球蛋白是一種臨床上應(yīng)用于預(yù)防麻疹和傳染性肝炎的藥物，如何從血清中將γ球蛋白分離出來呢？”的教學(xué)任務(wù)。學(xué)生一看實(shí)驗(yàn)是分離出一種在臨床能夠使用的藥物，就會(huì)感興趣，從而指導(dǎo)學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)際上還是上面幾種實(shí)驗(yàn)方法，但學(xué)生在制定方案時(shí)需要對(duì)血清蛋白的組成、性質(zhì)進(jìn)行分析，對(duì)每種實(shí)驗(yàn)方法的原理進(jìn)行探究才能提取出來，而這個(gè)過程就是分析問題、解決問題的過程。同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生在做葡聚糖G-25凝膠過濾去鹽、微量柱色譜―DE-52離子交換層析時(shí)每五滴收集一管。然后學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)收集到的含蛋白質(zhì)液體體積比加樣體積增加了，指導(dǎo)學(xué)生思考為什么呢？有的同學(xué)含蛋白質(zhì)液體體積增加更明顯是什么原因呢？在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生繪制洗脫峰曲線，通過不同洗脫峰曲線形狀的比較，讓學(xué)生理解層析過程中“三夾三放”的重要性，也是其導(dǎo)致洗脫峰“拖尾”的重要原因。這樣將在現(xiàn)行教學(xué)體系中人為割裂的多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，整合為綜合性的任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。其優(yōu)點(diǎn)是通過整合導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中有“產(chǎn)品”被生產(chǎn)出來，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；此外還可以通過指導(dǎo)學(xué)生解決復(fù)雜問題的過程，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、科研能力等綜合素質(zhì)提高。

3.打破現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，提出全新的綜合性任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。

不受現(xiàn)行教學(xué)大綱、教學(xué)體系的制約，根據(jù)學(xué)生總體的培養(yǎng)目標(biāo)，制定全新的綜合性任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。學(xué)生根據(jù)教師提出的教學(xué)任務(wù)獨(dú)立分析、分解，提出獨(dú)特的解決問題方案。這樣就可能出現(xiàn)不同學(xué)生提出的解決方案不同，“暗合”生命科學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)問題應(yīng)用多種方法解決的現(xiàn)狀，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是非常有幫助的。如結(jié)合海南番木瓜種植普遍，而木瓜蛋白酶是一種廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)的蛋白質(zhì)，我們提出“如何從番木瓜中分離木瓜蛋白酶”的教學(xué)任務(wù)。學(xué)生通過查閱一般很快能確定木瓜蛋白酶在木瓜乳汁中含量最高，也有學(xué)生說要比較一下，采取木瓜不同部位進(jìn)行提取對(duì)比。學(xué)生根據(jù)查閱文獻(xiàn)提出的實(shí)驗(yàn)方案都不同，提出應(yīng)用單寧沉淀法硫酸銨鹽析-乙醇沉淀法、等電點(diǎn)沉淀法、雙水相萃取法和親和膜色譜法等多種方法分離純化。總之，在制定實(shí)驗(yàn)方案過程中徹底發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，以學(xué)生為中心，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，尋找多種途徑解決問題。然后組織學(xué)生對(duì)不同方案進(jìn)行討論，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室目前的儀器設(shè)備和試劑等發(fā)現(xiàn)硫酸銨鹽析-乙醇沉淀法、等電點(diǎn)沉淀法、雙水相萃取法三種方法比較可行，然后不同小組的學(xué)生主要選擇其中一種方法完成木瓜蛋白酶的分離純化。而這三種實(shí)驗(yàn)方案的具體完成過程中還牽涉透析、蛋白質(zhì)含量測(cè)定、酶活的測(cè)定、聚丙烯酰胺凝膠電泳才能完成該過程，整體看來完成教學(xué)大綱所要求掌握的實(shí)驗(yàn)技能。該方法的優(yōu)點(diǎn)是在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生參與度高，從實(shí)驗(yàn)方案的提出、試劑的配置到實(shí)驗(yàn)操作過程，都由學(xué)生參與完成，徹底落實(shí)以“學(xué)生為中心”的教學(xué)方案，使學(xué)生在知識(shí)的獲取、技能的培養(yǎng)和科研潛力的培訓(xùn)等方面都有大幅度的提高。其缺點(diǎn)是受到多種現(xiàn)實(shí)因素的制約[2]，學(xué)生一般一次很難成功完成該實(shí)驗(yàn)，需要反復(fù)進(jìn)行，這需要學(xué)校和實(shí)驗(yàn)室多方面配合。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)等方面有獨(dú)特的作用。在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中引入任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法，不僅可解決學(xué)生“為什么學(xué)，學(xué)了有什么用”的問題，而且可對(duì)學(xué)生進(jìn)行初步的科研訓(xùn)練，尤其是第三種任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)過程中?？偠灾?，我們既可以在目前不對(duì)現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改變的情形下進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)，又可以按照經(jīng)典任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法提出全新的綜合性任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的主觀能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技能、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]李崇奇.任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2016，18（3）：205-208.

第6篇：化學(xué)沉淀法的基本原理范文

論文摘要:在諸多的水處理方法中，混凝法是一種最常用的水處理物化方法。這種方法是通過向水中加入混凝劑而使膠體脫穩(wěn)產(chǎn)生絮凝，從而去除污染物的方法。影響混凝的因素有很多，比如溫度、PH值、水力條件、絮凝劑投加量和性質(zhì)等，調(diào)節(jié)好這些因素能達(dá)到很高的去除效果。

0 引言

在工業(yè)廢水和生活廢水處理中，有一種很重要的物化處理方法:混凝法。這種水處理方法應(yīng)用廣泛，各種污染指標(biāo)去除率高。下面對(duì)這一方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1 混凝法

1.1 混凝法的概念 在天然水中和各種廢水中，物質(zhì)在水中存在的形式有三種:離子狀態(tài)、膠體狀態(tài)和懸浮狀態(tài)。一般認(rèn)為，顆粒粒徑小于1nm的為溶解物質(zhì)，顆粒粒徑在1~100nm的為膠體物質(zhì)，顆粒粒徑在100nm~1mm為懸浮物質(zhì)。其中的懸浮物質(zhì)是肉眼可見物，可以通過自然沉淀法進(jìn)行去除;溶解物質(zhì)在水中是離子狀態(tài)存在的，可以向水中加入一種藥劑使之反應(yīng)生成不溶于水的物質(zhì)，然后用自然沉淀法去除掉;而膠體物質(zhì)由于膠粒具有雙電層結(jié)構(gòu)而具有穩(wěn)定性，不能用自然沉淀法去除，需要向水中投加一些藥劑，使水中難以沉淀的膠體顆粒脫穩(wěn)而互相聚合，增加至能自然沉淀的程度而去除。這種通過向水中加入藥劑而使膠體脫穩(wěn)形成沉淀的方法叫混凝法，所投加的藥劑叫混凝劑。

1.2 混凝的基本原理 廢水中的膠體物質(zhì)具有巨大的比表面積，可以吸附液體介質(zhì)中的正離子或負(fù)離子或極性分子等，使固液兩相界面上的電荷呈不平衡分布，在界面兩邊產(chǎn)生電位差，這就是膠體微粒的雙電層結(jié)構(gòu)。形成雙電層結(jié)構(gòu)的微粒的整個(gè)膠體結(jié)構(gòu)就稱為膠團(tuán)，整個(gè)膠團(tuán)是電中性的。膠團(tuán)中心是帶有電荷的固體微粒本身，稱為膠核。膠核所帶電荷的符號(hào)就是膠體所帶電荷的符號(hào)。膠體微粒之所以能在水中保持穩(wěn)定性，原因在于膠體粒子之間的靜電斥力(膠體常常帶有同種電荷而具有斥力)、膠體表面的水化作用及膠粒之間相互吸引的范德華力共同作用。膠體微粒帶電越多，其電位就越大，帶電荷的膠粒和反離子與周圍水分子發(fā)生水化作用越大，水化殼也越厚，越具有穩(wěn)定性。向水中投加藥劑，使膠體失去穩(wěn)定性而形成微小顆粒，而后這些均勻分散的微小顆粒再進(jìn)一步形成較大的顆粒，從液體中沉淀下來，這個(gè)過程稱為凝聚。凝聚有以下幾方面的作用:

1.2.1 壓縮雙電層與電荷的中和作用。加入電解質(zhì)，使固體微粒表面形成的雙電層有效厚度減小，從而范德華力占優(yōu)勢(shì)而達(dá)到彼此吸引形成凝聚;或者加入電不同電荷的固體微粒，使不同電荷的粒子由于靜電吸引而彼此吸引，最后達(dá)到凝聚。

1.2.2 高分子絮凝劑的吸附架橋作用。高分子絮凝劑的碳碳單鍵一般情況下是可以旋轉(zhuǎn)的，再加上聚合度較大，即主鏈較長(zhǎng)，在水介質(zhì)中主鏈?zhǔn)菑澢?。在主鏈的各個(gè)部位吸附了很多固體顆粒，就象是為固體顆粒架了許多橋梁，讓這些固體顆粒相對(duì)地聚集起來形成大的顆粒。

1.2.3 絮體的網(wǎng)捕作用。有些混凝劑(如鋁鹽或鐵鹽)有水中形成高聚合度的多羥基化合物的絮體，在沉淀過程中可以吸附卷帶水中膠體顆粒共同沉淀，此過程稱為絮凝劑的網(wǎng)捕作用。

2 幾種常見的混凝劑

常用的混凝劑有無機(jī)絮凝劑、有機(jī)高分子絮凝劑、生物絮凝劑等。無機(jī)絮凝劑主要產(chǎn)品有硫酸鋁、聚合氯化鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵和聚合硫酸鐵、聚合硅酸鋁、聚合硅酸鐵、聚合氯化鋁鐵、聚合硅酸鋁鐵和聚合硫酸氯化鋁等。有機(jī)高分子絮凝劑以聚丙烯酰胺類產(chǎn)品為代表，生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的具有絮凝能力的高分子有機(jī)物，主要有蛋白質(zhì)、黏多糖、纖維素和核酸。下面簡(jiǎn)單介紹幾種常用的混凝劑。

2.1 硫酸鋁(AS) 無水硫酸鋁是無色結(jié)晶，易溶于水，常溫下硫酸鋁以含十八水合物最為穩(wěn)定。Al2(SO4)3·18H2O是具有光澤的無色顆?；蚍勰┚w，極易溶于水，水溶液呈酸性(PH

2.2 聚合氯化鋁(又稱堿式氯化鋁PAC) 聚合氯化鋁是應(yīng)用最廣泛的一種絮凝劑，它的固體呈無色至黃色樹脂狀，易潮解，溶液為無色至黃褐色透明狀液體，聚合氯化鋁易溶于水并易發(fā)生水解，水解過程中伴隨有電化學(xué)、凝聚、吸附、沉淀等物理化學(xué)現(xiàn)象。聚合氯化鋁一般是由鋁礦土與酸經(jīng)過酸溶、水解、縮聚等復(fù)雜的過程而制成的。相對(duì)于硫酸鋁而言，聚合氯化鋁混凝效果隨溫度變化較小，形成絮體的速度較快，絮體顆粒和相對(duì)密度都較大，沉淀性能好，投加量較小。聚合氯化鋁適宜的PH值范圍在5-9之間，過量投加一般不會(huì)出現(xiàn)膠體的再穩(wěn)定現(xiàn)象。長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，作為絮凝劑，聚合氯化鋁優(yōu)于硫酸鋁，很多凈水場(chǎng)的硫酸鋁已經(jīng)逐步被聚合氯化鋁所替代。聚合氯化鋁水溶液呈弱酸性，PH值在5.5-6.0，對(duì)設(shè)備的腐蝕性很小。 轉(zhuǎn)貼于

2.3 聚合硫酸鐵(PFS) 聚全硫酸鐵有固體和液體兩種形式，液體為紅褐色粘稠液，固體為淡黃色或淺灰色的樹脂狀的顆粒。在產(chǎn)品的儲(chǔ)存的使用過程中，聚合硫酸鐵對(duì)設(shè)備基本無腐蝕作用。聚合硫酸鐵投藥量低，而且基本不用控制液體的PH值。與鋁鹽相比，聚合硫酸鐵絮凝速度更快，形成的礬花大，沉降速度更快;另外，它還具有脫色、除重金屬離子、降低水中COD、BOD濃度的作用;但是其出水容易顯黃色。

2.4 聚丙烯酰胺(PAM) 按離子特殊性分類，可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性酰胺四種。陽離子酰胺主要用于水處理，陰離子酰胺主要用于造紙、水處理，兩性酰胺主要用于污泥脫水處理。聚丙烯酰胺易溶于冷水，分子量對(duì)溶解度影響不大，但高分子量的酰胺濃度超過質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%以后，會(huì)形成凝膠狀態(tài)。溶解溫度超過50度，PAM發(fā)生分子降解而失去助凝作用。因此溶解聚丙烯酰胺時(shí)要用45-50度的溫水最為適宜。配制聚丙烯酰胺溶液一般配成質(zhì)量濃度為0.05-2%，陽離子酰胺粘度較小，可配制成濃度較大的溶液，陰離子酰胺粘度較大，可適當(dāng)配制成濃度較小的溶液。配制溶液時(shí)不可濃度過大，否則不容易控制加藥量，容易造成加藥過量。聚丙烯酰胺的加入量很小，一般加藥量在0.1-2ppm。聚丙烯酰胺溶液用于處理廢水時(shí)，加藥后的絮凝效果與攪拌時(shí)間與攪拌有關(guān)。當(dāng)已經(jīng)形成大塊絮凝時(shí)，就不要再繼續(xù)攪拌，否則會(huì)使已經(jīng)形成的較大礬花被打碎，變成細(xì)小的絮凝體，影響沉降效果。

3 影響絮凝效果的因素

絮凝作用是復(fù)雜的物理和化學(xué)過程，絮凝處理效果是由多種因素綜合作用的結(jié)果。影響絮凝效果的因素主要有以下幾點(diǎn):

3.1 溫度的影響:水溫升高絮凝效果則會(huì)提高，在低溫條件下，必須增加絮凝劑用量。另一方面，水溫過高，形成的絮凝體細(xì)小，污泥含水率增大，難以處理。所以，水溫過高或過低對(duì)絮凝均不利。一般水溫條件宜控制在20-30℃。

3.2 水體PH值的影響:每種絮凝劑都有它適合的PH值范圍，超出它的范圍就會(huì)影響絮凝效果。比如聚丙烯酰胺，陽離子型適用于酸性和中性的環(huán)境中使用，陰離子型適用于在中性和堿性的環(huán)境中使用，非離子型適用于從強(qiáng)酸性到堿性的環(huán)境中使用。

3.3 絮凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)影響:對(duì)于高分子絮凝劑來說，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對(duì)絮凝作用影響很大。無機(jī)高分子絮凝劑的聚合度越大，其電中和能力和吸附架橋功能越強(qiáng)。而對(duì)于有機(jī)絮凝劑來說，除了聚合度的影響外，線性結(jié)構(gòu)的絮凝劑絮凝作用大，而環(huán)狀或支鏈結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子絮凝劑絮凝效果就差。

3.4 絮凝劑投加量的影響:各種絮凝劑都有在相應(yīng)條件下的最佳投加量，低于或者超過這個(gè)最佳量都會(huì)使絮凝效果變差。用量不足時(shí)，絮凝不徹底，用量過量則會(huì)造成膠體的再穩(wěn)定，降低絮凝效果。所以，不同的絮凝劑要在使用之前做小試確定其最佳加入量。

3.5 水力條件的影響:為了使絮凝劑與水體充分接觸，增加顆粒碰撞速率，往往要進(jìn)行機(jī)械攪拌，而攪拌的速度和時(shí)間必須適當(dāng)。攪拌時(shí)間太短，絮凝不充分;攪拌速度太快，時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)使已經(jīng)形成的絮凝被打碎，降低高分子鏈的架橋吸附能力。

參考文獻(xiàn)

[1]上海環(huán)境保護(hù)局.廢水物化處理.同濟(jì)大學(xué)出版社.2000:47~52.

[2]楊學(xué)富.制漿造紙工業(yè)廢水處理.化學(xué)工業(yè)出版社.2001:48~49.

第7篇：化學(xué)沉淀法的基本原理范文

[論文摘要]焦化廢水是一種典型的難降解有機(jī)廢水。介紹了預(yù)處理技術(shù)，二級(jí)處理技術(shù)的物化法、生物法、化學(xué)法和循環(huán)利用法的應(yīng)用和研究進(jìn)展及優(yōu)缺點(diǎn)。

焦炭是高耗水產(chǎn)業(yè)，每年全國(guó)焦化廢水的排放量約為2.85 億t。焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制過程中形成的廢水，水質(zhì)隨原煤組成和煉焦工藝而變化，是一種典型的難降解有機(jī)廢水。其成分復(fù)雜，毒性大，它的超標(biāo)排放對(duì)人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物都可構(gòu)成很大的危害。總之，焦化廢水污染，是工業(yè)廢水排放中一個(gè)突出的環(huán)境問題，也是擺在人們面前的一個(gè)急需解決的課題。

目前焦化廢水一般按常規(guī)方法先進(jìn)行預(yù)處理，然后再進(jìn)行生物脫酚二次處理。但往往經(jīng)上述處理后，外排廢水中COD、氰化物及氨氮等指標(biāo)仍然很難達(dá)標(biāo)。針對(duì)這種狀況，近年來國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了許多比較有效的焦化廢水治理技術(shù)。這些方法大致分為物化法、生物法、化學(xué)法和循環(huán)利用等4類。

一、焦化廢水的預(yù)處理技術(shù)

焦化廢水中部分有機(jī)物不易生物降解，需要采用適當(dāng)?shù)念A(yù)處理技術(shù)。

常用的預(yù)處理方法是厭氧酸化法。這是一種介于厭氧和好氧之間的工藝，其作用機(jī)理是通過厭氧微生物水解和酸化作用使難降解有機(jī)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，生成易降解物質(zhì)。焦化廢水經(jīng)厭氧酸化預(yù)處理后，可以提高難降解有機(jī)物的好氧生物降解性能，為后續(xù)的好氧生物處理創(chuàng)造良好條件。

二、焦化廢水的二級(jí)處理技術(shù)

（一）物理化學(xué)法

（1）吸附法

吸附法處理廢水，就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質(zhì)，使廢水得到凈化。常用吸附劑有活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。這種方法處理成本高，吸附劑再生困難，不利于處理高濃度的廢水。

（2）利用煙道氣處理焦化廢水

由冶金工業(yè)部建筑研究總院和北京國(guó)緯達(dá)環(huán)保公司合作研制開發(fā)的“煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法”已獲得國(guó)家專利。該技術(shù)將焦化剩余氨水去除焦油和SS后，輸入煙道廢氣中進(jìn)行充分的物理化學(xué)反應(yīng)，煙道氣的熱量使剩余氨水中的水分全部汽化，氨氣與煙道氣中的SO2反應(yīng)生成硫銨。

該方法投資省，占地少，以廢治廢，運(yùn)行費(fèi)用低，處理效果好，環(huán)境效益十分顯著，是一項(xiàng)十分值得推廣的方法。但是此法要求焦化的氨量必須與煙道氣所需氨量保持平衡，這就在一定程度上限制了方法的應(yīng)用范圍。

（二）生物處理法

生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機(jī)物的方法。目前，活性污泥法是一種應(yīng)用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術(shù)。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機(jī)物充分接觸；溶解性的有機(jī)物被細(xì)胞所吸收和吸附，并最終氧化為最終產(chǎn)物（主要是CO2）。非溶解性有機(jī)物先被轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)物，然后被代謝和利用。

生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，但是生物降解法的稀釋水用量大，處理設(shè)施規(guī)模大，停留時(shí)間長(zhǎng)，投資費(fèi)用較高，對(duì)廢水的水質(zhì)條件要求嚴(yán)格，這也就對(duì)操作管理提出了較高要求。

（三）化學(xué)處理法

（1）焚燒法

焚燒法治理廢水始于20世紀(jì)50年代。該法是將廢水呈霧狀噴入高溫燃燒爐中，使水霧完全汽化，讓廢水中的有機(jī)物在爐內(nèi)氧化，分解成為完全燃燒產(chǎn)物CO2和H2O及少許無機(jī)物灰分。

焚燒處理工藝對(duì)于處理焦化廠高濃度廢水是一種切實(shí)可行的處理方法。然而，盡管焚燒法處理效率高，不造成二次污染，但是處理費(fèi)用昂貴使得多數(shù)企業(yè)望而卻步，在我國(guó)應(yīng)用較少。

（2）催化濕式氧化技術(shù)

催化濕式氧化技術(shù)是在高溫、高壓條件下，在催化劑作用下，用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機(jī)物氧化，最終轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)N2和CO2排放。濕式催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于其催化劑價(jià)格昂貴，處理成本高，且在高溫高壓條件下運(yùn)行，對(duì)工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，投資費(fèi)用高，國(guó)內(nèi)很少將該法用于廢水處理。

（3）化學(xué)混凝和絮凝

化學(xué)混凝和絮凝是用來處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細(xì)小懸浮物及膠體微粒，以降低廢水的濁度和色度，但對(duì)可溶性有機(jī)物無效，常用于焦化廢水的深度處理。該法處理費(fèi)用低，既可以間歇使用也可以連續(xù)使用。

（4）臭氧氧化法

臭氧的強(qiáng)氧化性可將廢水中的污染物快速、有效地除去，而且臭氧在水中很快分解為氧，不會(huì)造成二次污染，操作管理簡(jiǎn)單方便。但是，這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點(diǎn)。同時(shí)若操作不當(dāng)，臭氧會(huì)對(duì)周圍生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法還主要應(yīng)用于廢水的深度處理。在美國(guó)已開始應(yīng)用臭氧氧化法處理焦化廢水。

（5）光催化氧化法

目前，這種方法還僅停留在理論研究階段。這種水處理方法能有效地去除廢水中的污染物且能耗低，有著很大的發(fā)展?jié)摿?。但是有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些有害的光化學(xué)產(chǎn)物，造成二次污染。由于光催化降解是基于體系對(duì)光能的吸收，因此，要求體系具有良好的透光性。所以，該方法適用于低濁度、透光性好的體系，可用于焦化廢水的深度處理。

（6）電化學(xué)氧化技術(shù)

電化學(xué)水處理技術(shù)的基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或利用電極表面產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變。目前的研究表明，電化學(xué)氧化法氧化能力強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術(shù)。

（四）廢水循環(huán)使用

高濃度的焦化廢水經(jīng)過脫酚，凈化除去固體沉淀和輕質(zhì)焦油后，送往熄焦池以供熄焦，實(shí)現(xiàn)酚水的閉路循環(huán)。從而減少了排污，降低了運(yùn)行等費(fèi)用。但是此時(shí)的污染物轉(zhuǎn)移問題也值得考慮和進(jìn)一步研究。

三、結(jié)語

總之，我們應(yīng)根據(jù)焦化廢水的特點(diǎn)，深入研究先進(jìn)的處理技術(shù)，尋求既高效又經(jīng)濟(jì)的處理方法，降低運(yùn)行費(fèi)用，提高達(dá)標(biāo)率，改善環(huán)境質(zhì)量，減輕焦化廢水對(duì)各地水體的污染，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。這既是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要解決的現(xiàn)實(shí)問題，也是未來技術(shù)攻關(guān)所需要面對(duì)的的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：化學(xué)沉淀法的基本原理范文

環(huán)境工程學(xué)實(shí)驗(yàn)是武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院環(huán)境工程本科專業(yè)的一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課，也是一門綜合性的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它需要物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)知識(shí)，以及實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等方面所涉及到的基礎(chǔ)理論，這些基礎(chǔ)理論知識(shí)在理論課上都已經(jīng)學(xué)過，但許多課堂上學(xué)到的實(shí)驗(yàn)理論和方法只有通過實(shí)際驗(yàn)證才能加深理解并真正掌握。實(shí)驗(yàn)課程的目的就是使學(xué)生加深理解所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握相關(guān)知識(shí)的基本原理和適用范圍;具備實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析能力;得到基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練與分析能力的訓(xùn)練，使本科生初步掌握環(huán)境工程中水、氣、固廢處理的基本方法，對(duì)各門知識(shí)能夠融會(huì)貫通，并且加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

對(duì)于高校本科生教育，尤其是理工科教育，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生掌握當(dāng)前所學(xué)的科學(xué)技術(shù)，同時(shí)能讓學(xué)生在實(shí)踐中拓展思路，創(chuàng)造出新的技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生盡快的成材成長(zhǎng)。與此同時(shí)，合理的教學(xué)方法可以事半功倍，因此完善本科教學(xué)方法也是任重而道遠(yuǎn)。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念

環(huán)境工程學(xué)實(shí)驗(yàn)是環(huán)境工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程。我們的教學(xué)理念是指導(dǎo)學(xué)生開拓實(shí)驗(yàn)思路，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果分析評(píng)判等基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，更讓學(xué)生學(xué)會(huì)并能夠設(shè)計(jì)出完整的實(shí)驗(yàn)方案。

由于實(shí)驗(yàn)方案是需要學(xué)生自己設(shè)計(jì)的，指導(dǎo)老師只講解相關(guān)實(shí)驗(yàn)的儀器的操作，而實(shí)驗(yàn)具體的操作步驟和流程設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)處理方法都是需要學(xué)生自己課下查閱資料和相關(guān)書籍，學(xué)習(xí)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)室所提供的儀器設(shè)備和所需達(dá)到的目標(biāo)，來設(shè)計(jì)出最佳的實(shí)驗(yàn)方案，所以說有可能每個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)出來的方案都是不一樣的，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中再對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)方案對(duì)自己的思路進(jìn)行評(píng)判，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程有自己真實(shí)的體會(huì)，使學(xué)生不僅僅是掌握本課程中開出的這些實(shí)驗(yàn)，更學(xué)會(huì)通過一些新原理方法設(shè)計(jì)出理想的實(shí)驗(yàn)方案，創(chuàng)造出更好更有效的處理方法和處理工藝。本門課程更強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的自助設(shè)計(jì)和思考的能力，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改變，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)由灌輸式轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)自主式實(shí)驗(yàn)。

在本門課程中，將課堂的理論知識(shí)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作的實(shí)踐相結(jié)合，了解它們之間的異同點(diǎn)，也將使學(xué)生們更清楚地認(rèn)識(shí)到，理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作之間存在著怎樣的差距，從而更加靈活的利用已掌握的專業(yè)知識(shí)，去解決未知的問題，更多的思考現(xiàn)存的技術(shù)方法的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，進(jìn)而加以改進(jìn)和補(bǔ)充。

三、具體實(shí)施方法

對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)安排三個(gè)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)前階段向?qū)W生提供該實(shí)驗(yàn)處理對(duì)象、應(yīng)用的原理、材料和設(shè)備等條件清單，用一個(gè)學(xué)時(shí)的時(shí)間向他們介紹設(shè)備使用的注意事項(xiàng)，并提供一個(gè)其它的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方案為他們作為模板，要求學(xué)生自行查閱資料，設(shè)計(jì)出一個(gè)初步的實(shí)驗(yàn)方案。然后再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)第二環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，首先，向?qū)W生提供標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)一些關(guān)鍵步驟進(jìn)行講解，然后開始實(shí)驗(yàn)，并糾正他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤和解答疑問，收回他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)結(jié)束后，是第三環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)總結(jié)--撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，并讓學(xué)生針對(duì)該實(shí)驗(yàn)提出一些建議和想法，鼓勵(lì)學(xué)生提出新的處理方法、工藝，或者對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行提出改進(jìn)建議等。對(duì)于學(xué)生而言，每次實(shí)驗(yàn)都可分為5 個(gè)步驟：

1. 實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)并查找資料回顧實(shí)驗(yàn)所用的原理(理論課上已經(jīng)學(xué)過)(實(shí)驗(yàn)前課余時(shí)間完成);

2. 到實(shí)驗(yàn)室熟悉實(shí)驗(yàn)器材及使用方法，可提出一些自己的疑問(一次課時(shí)間);

3. 熟悉了實(shí)驗(yàn)器材后根據(jù)教師提供的材料，結(jié)合查找的資料，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)(課余做);

4. 根據(jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(一次課時(shí)間);

5. 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法優(yōu)點(diǎn)

在第一步回顧原理中，使學(xué)生重新回顧鞏固了一遍基礎(chǔ)知識(shí)，并實(shí)際的將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中，加深了學(xué)生對(duì)書本知識(shí)的理解。第二步熟悉器材的過程讓學(xué)生了解了今后在實(shí)驗(yàn)工作中可能會(huì)用到的儀器，給了學(xué)生很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過程中考驗(yàn)了學(xué)生獲取、提煉信息的能力，可以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力，加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，也在潛移默化的過程中強(qiáng)化了學(xué)生科學(xué)思考、獨(dú)立解決問題的能力。在做實(shí)驗(yàn)的過程中，因?yàn)槭嵌嗳艘粋€(gè)小組，考驗(yàn)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，也給學(xué)生創(chuàng)造了和其他同學(xué)溝通交流的機(jī)會(huì)，在這種互相討論中可以看到自己沒有考慮到的方面，學(xué)習(xí)別人的長(zhǎng)處，認(rèn)識(shí)自己的不足;同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和解決突發(fā)問題的能力，在實(shí)驗(yàn)過程中不可避免的會(huì)遇到一些阻力，這需要學(xué)生自己摸索、思考來解決，這個(gè)過程很有意義。最后在撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程中，鍛煉了學(xué)生處理數(shù)據(jù)，找出問題，總結(jié)結(jié)果，吸取經(jīng)驗(yàn)的能力，這個(gè)過程給了學(xué)生一個(gè)總結(jié)反思整個(gè)過程的機(jī)會(huì)，幫助學(xué)生再一次鞏固知識(shí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，也可以意識(shí)到實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中可能遇到的問題，學(xué)習(xí)解決的方法以及幫助學(xué)生形成自己的思維方式。

同時(shí)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的安排都具有一定的目的性和合理性。例如混凝沉淀法處理高濁度水實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)的主要設(shè)備是六聯(lián)攪拌機(jī)和濁度儀。由于膠體顆粒具有帶電性，投加混凝劑的多少，會(huì)直接影響混凝的效果，投加量不足，或者投加量過多，均不能獲得良好的混凝效果。不同水質(zhì)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)混凝劑投加量也各不相同，需要通過實(shí)驗(yàn)的方法加以確定。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)就是向各燒杯加藥劑時(shí)盡可能同時(shí)投加，避免因時(shí)間間隔過長(zhǎng)，各水樣加藥后反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短相差太大，會(huì)造成混凝效果懸殊。而在酸性廢水中和過濾吹脫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，則需要注意控制好進(jìn)水出水流速，防止酸性廢水溢出，由于這個(gè)設(shè)備在設(shè)計(jì)的時(shí)候并沒有設(shè)計(jì)氣液分離器，需要學(xué)生自己課下查閱相關(guān)資料和書籍來自行設(shè)計(jì)。同樣，在堿液吸收氣體中的二氧化硫?qū)嶒?yàn)中，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)會(huì)學(xué)習(xí)掌握氣體采樣器的用法，并且熟練掌握了碘量法滴定二氧化硫的方法，這是建立在大二已經(jīng)學(xué)習(xí)了基本的化學(xué)知識(shí)和掌握了滴定實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的。

第9篇：化學(xué)沉淀法的基本原理范文

關(guān)鍵詞:廢物處理；城市污水；處理技術(shù)

中圖分類號(hào)： TV 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、城市污水處理技術(shù)發(fā)展歷程

最早的污水處理技術(shù)是英國(guó)發(fā)明的現(xiàn)在稱之為生物膜法的污水處理技術(shù)，稱之為Moris池，是利用微生物分解污水中的有機(jī)物。這個(gè)技術(shù)在現(xiàn)在稱作生物濾池，是生物膜法中的一種，現(xiàn)在還有生物流化床法和生物轉(zhuǎn)盤法等。

中國(guó)的污水處理技術(shù)發(fā)展比較晚，在五六十年代基本還是直接排放到河道之中靠河水的自凈來處理污水。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們開始意識(shí)到光靠河水的凈化是不能夠達(dá)到污水的處理要求的，國(guó)家開始修建相關(guān)的污水處理廠，從八十年代污水處理廠的建立到現(xiàn)在，我國(guó)污水處理技術(shù)在不斷發(fā)展，但污水處理能力距離歐美國(guó)家還有很大的距離，我國(guó)整體的污水處理率還較低，大部分污水得不到凈化就排放到自然環(huán)境之中，對(duì)自然環(huán)境造成破壞，因此發(fā)展污水處理技術(shù)刻不容緩。

二、城市污水處理技術(shù)發(fā)展回顧

城市廢水包括生活污水、工業(yè)廢水和大氣降水，其性質(zhì)與氣候條件、城市規(guī)模和排水體制等有關(guān)，城市中工業(yè)的多少和性質(zhì)、工業(yè)廢水預(yù)處理程度對(duì)其的影響作用明顯，尤其當(dāng)排放重金屬、酸、堿、有毒物質(zhì)、油類等特殊污染物時(shí)作用更加明顯。一般的城市廢水的性質(zhì)比較相似。城市水污染以水體中的BOD5、COD超標(biāo)等有機(jī)污染最為嚴(yán)重，而難以被生物降解的或有毒有害的有機(jī)物都是城市水污染的處理難點(diǎn)和重點(diǎn)。

現(xiàn)在城市的污水處理廠所應(yīng)用的污水處理技術(shù)大體上有幾種，下面將著重介紹一下這幾種方法。

（一）、生物膜法

生物膜法就是通過微生物附著在污水中的有機(jī)雜質(zhì)上從而氧化為水、二氧化碳等這些對(duì)環(huán)境無害的化學(xué)物質(zhì)。生物膜法占地面積小而且處理效率高，便于進(jìn)行管理非常適于中小城市的污水處理，在我國(guó)的應(yīng)用也十分廣泛，比起活性污泥處理法更易控制，因而發(fā)展的十分迅速。

（二）、活性污泥法

活性污泥法則是微生物懸浮在處理池的水中，因?yàn)槲⑸镌趹腋r(shí)聚集在一起而使整個(gè)看起來像是泥懸浮在水中，因此被稱作是活性污泥法。按空間分割的連續(xù)流活性污泥法，是指各種功能在不同的空間內(nèi)完成的活性污泥法。其較成熟的工藝有氧化溝工藝和AB法等，氧化溝工藝與傳統(tǒng)工藝相比，其氧化溝為封閉的環(huán)狀溝，即連續(xù)循環(huán)曝氣池，由于其流態(tài)具備推流式和完全混合式的雙重特點(diǎn)，因而耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。AB法是吸附生物降解法的簡(jiǎn)稱，屬超高負(fù)荷活性污泥法，在技術(shù)上有突破。其對(duì)COD、SS、氮磷的去除率高于常規(guī)活性污泥法，并能節(jié)省基建投資約20%和能耗15%左右，適合經(jīng)濟(jì)水平不高的中小城市。

（三）、氧化法

氧化法有很多種，像是化學(xué)氧化的方法、光催化的氧化方法和接觸氧化法等。化學(xué)氧化的方法主要是向處理池中加入強(qiáng)氧化劑，使污水中的物質(zhì)在強(qiáng)氧化劑的作用下氧化分解達(dá)到凈化污水的目的。這種方法的處理效果一般不理想，現(xiàn)在很少有采用這種氧化的方式的。光催化的氧化方法的最基本原理就是光合作用，污水中的有機(jī)物在光的照射下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使有機(jī)物分解為二氧化碳和水等物質(zhì)，這種方法操作簡(jiǎn)單，處理效率高，便于操作，現(xiàn)在很多都在應(yīng)用這一方法，也促使了這一方法的不斷進(jìn)步。而接觸氧化法則是一種介于生物膜法和活性污泥法之間的一種方法，不僅在處理池的濾料上放上微生物，在水中也放上微生物懸浮，可以說是生物膜法和活性污泥法的綜合。

（四）、過濾法

過濾法的主要作用是把污水中的懸浮狀態(tài)污染物進(jìn)行隔離，常用的設(shè)備有格柵和篩網(wǎng)。格柵主要用來截留污水中大于柵條間隙的漂浮物，一般情況下都會(huì)布置在污水處理廠或者泵站的進(jìn)水口。篩網(wǎng)的網(wǎng)孔比較小，主要用來濾除廢水中的纖維和紙漿等細(xì)小懸浮物。

（五）、沉淀法

沉淀法主要是通過重力作用對(duì)水中呈現(xiàn)漂浮狀的較大污染物

進(jìn)行沉降分離。這種方法簡(jiǎn)單可行，而且分離效果比較好，主要用于挖成沉砂池和沉淀池中的污水處理。

（六）上浮法

上浮法主要用于清除污水中漂浮的污染物，通過投加藥劑和加壓溶氣等措施使一些污染物上浮，從而得到有效處理。在一級(jí)處理工藝中，上浮法主要是用來去除污水中的油類雜質(zhì)。污水中的油粒很小，當(dāng)其呈現(xiàn)出乳化狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該用加壓溶氣或者投加混凝劑等措施，讓油粒凝集浮升，然后撇除。整個(gè)過程都是在隔油池中完成的。

三、城市污水處理技術(shù)展望

（一）、水質(zhì)處理新目標(biāo)展望

城市廢水處理的任務(wù)是去除城市廢水的懸浮物和BOD5，一般包括3段處理工序，即先去除懸浮固體、粗粒固體、大粒徑膠體，然后除城市廢水BOD5的30%，對(duì)微生物的生命活動(dòng)過程加以利用，從而對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，從而使包括細(xì)菌在內(nèi)的微生物充分發(fā)揮微生物的作用，然后在生化反應(yīng)器中將廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞以及簡(jiǎn)單形式的無機(jī)物，隨著環(huán)境質(zhì)量要求的提高，人們開始對(duì)污水進(jìn)行三級(jí)處理，使污水成為可用的新的資源。

（二）、污水處理新技術(shù)展望

近年來城市污水處理技術(shù)的發(fā)展方向主要包括對(duì)傳統(tǒng)的活性污泥法流程和技術(shù)進(jìn)行革新和代替活性污泥法的處理流程和技術(shù)的研究，這為城市廢水回用的處理流程和技術(shù)開發(fā)了許多新工藝。

1、間歇式活性污泥法

近幾年來，序批式活性污泥法，或間歇式活性污泥法，已發(fā)展成多種改良型，主要有傳統(tǒng)SBR工藝、CAST工藝等。

CAST工藝是一種循環(huán)式活性污泥法，其在傳統(tǒng)SBR工藝和ICEAS工藝基礎(chǔ)上有一定發(fā)展，每組CAST系統(tǒng)包括4個(gè)池輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，完成進(jìn)水、沉淀、反應(yīng)、閑置和出水工序。該工藝具備SBR工藝一般特，還兼有推流式和完全混合式活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。處理效果較好，適應(yīng)水質(zhì)變化的能力較強(qiáng)。SBR法是間歇式活性污泥法的簡(jiǎn)稱，由于操作煩瑣，空氣擴(kuò)散裝置容易堵塞，此工藝沒有得到推廣，隨著電子工業(yè)的發(fā)展，污水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自控運(yùn)行，間歇式污泥法在美國(guó)、日本、德國(guó)和加拿大等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛運(yùn)用。

2、聯(lián)合生物處理技術(shù)

采用單一的活性污染法或生物膜法處理生活污水時(shí)，由于方法上的差異，各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都十分明顯。但兩者結(jié)合使用，可做到優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)。如采用生物膜和懸浮生長(zhǎng)工藝相結(jié)合的聯(lián)合處理工藝可以克服單一生物膜法或活性污泥法工藝的不足。對(duì)經(jīng)典AB工藝進(jìn)行聯(lián)合工藝的改進(jìn)，在去除城市污水中的有機(jī)碳、氮、和磷方面效果顯著。

（三）、工業(yè)廢水處理與城市污水合并處理

工業(yè)廢水和城市污水究竟是合并處理還是分別處理, 這個(gè)問題在我國(guó)顯得尤為突出。工業(yè)廢水和城市污水處理的關(guān)系是否能夠得到合理的解決, 直接關(guān)系到如何發(fā)揮投資效益。目前，大多數(shù)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到應(yīng)該優(yōu)先考慮工業(yè)廢水和城市污水的合并處理, 規(guī)定工業(yè)廢水進(jìn)入城市下水道的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 同時(shí)在廠內(nèi)采取必要的預(yù)處理, 從而控制并處理容易造成的問題, 工廠和城市應(yīng)該共同負(fù)責(zé)對(duì)城市下水道和污水處理廠的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，可以按水量、水質(zhì)進(jìn)行合理分?jǐn)偂?/p>

（四）、 城市污水再生利用

污水在經(jīng)過不同深度的處理后，會(huì)成為人們的第二水資源。污水經(jīng)過處理后如果不能得到合理的使用, 就會(huì)淡化污水處理的意義。實(shí)踐證明，來源比較可靠的再生水是第二水資源之一，然而人們對(duì)再生水的認(rèn)識(shí)存在偏見，認(rèn)為再生水是由污水經(jīng)過處理后獲得的，歸根結(jié)底還屬于污水，所以無法得到重用，這給再生水利用渠道的開發(fā)帶來了很大困難。面對(duì)淡水資源的寶貴要求，人們應(yīng)該重新認(rèn)識(shí)再生水，并且把再生水利用的渠道拓寬, 因地制宜根據(jù)需要確定其利用途徑。

（五）、 建設(shè)環(huán)保型的污水處理廠

污水處理廠是消除污染、化害為利、造福于民的產(chǎn)業(yè)，建設(shè)污水處理廠首先要消除自身對(duì)環(huán)境的污染，尤其是隨著《環(huán)保法》地位在人們心中的提升以及全民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，污水處理廠應(yīng)該引起對(duì)自身污染高度的重視。城市污水處理廠的建設(shè)可以從低級(jí)到高級(jí)、從少到多。所以應(yīng)結(jié)合我國(guó)實(shí)際，盡可能的開發(fā)高效低耗的處理技術(shù)，以便在財(cái)力和物力不充足的條件下，經(jīng)濟(jì)有效地解決城市水污染防治問題。

三、我國(guó)城市污水處理對(duì)策

水是人類珍貴的地球資源，沒有了水人類就無法生存，所以保護(hù)水資源，改善水資源環(huán)境就刻不容緩。發(fā)展污水的處理技術(shù)將污水變廢為寶是未來污水處理發(fā)展的目標(biāo)?，F(xiàn)在對(duì)于污水處理技術(shù)的研究主要應(yīng)該一是放在降低處理污水所需要的能源消耗上面，節(jié)約能源，盡量運(yùn)用光和生物這樣的生態(tài)能源。二是放在改善污水凈化后的水質(zhì)上面，提高污水凈化后的水質(zhì)使水中的污染物減少到最少，同時(shí)要注意脫氮脫磷。而且研究減少污泥量的方法，減少污泥的排出。

總之，城市的污水處理技術(shù)經(jīng)過了百年的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成就，隨著科技的不斷發(fā)展，城市的污水處理技術(shù)也會(huì)不斷的進(jìn)行改進(jìn)，更好更徹底的對(duì)污水進(jìn)行處理。相信在不久的未來，污水處理技術(shù)會(huì)使城市的污水不再是應(yīng)該排放的廢水，而是可以再次使用的再生水，為保護(hù)淡水資源提供關(guān)鍵技術(shù)。

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