化学沉淀法的基本原理精选(九篇)

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第1篇：化学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.

关键词:水性漆；废水混凝剂；机理；应用；发展

中图分类号：TV331文献标识码： A

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

一、前言

水性漆在我国的发展还处于起步阶段，相比于发达国家仍然处于弱势。但是随着人们对其认识的深化，近些年水性漆在国内产业市场的份额逐渐达到了50%以上，促进了涂料行业格局的改变。其水性漆废水混凝剂的应用也在汽车工业中普遍应用。

二、混凝法的概念、基本原理与作用

1、概念

在天然水中和各种废水中,物质在水中存在的形式有三种:离子状态、胶体状态和悬浮状态。一般认为,颗粒粒径小于1nm的为溶解物质,颗粒粒径在1~100nm的为胶体物质,颗粒粒径在100nm~1mm为悬浮物质。其中的悬浮物质是肉眼可见物,可以通过自然沉淀法进行去除;溶解物质在水中是离子状态存在的,可以向水中加入一种药剂使之反应生成不溶于水的物质,然后用自然沉淀法去除掉;而胶体物质由于胶粒具有双电层结构而具有稳定性,不能用自然沉淀法去除,需要向水中投加一些药剂,使水中难以沉淀的胶体颗粒脱稳而互相聚合,增加至能自然沉淀的程度而去除。这种通过向水中加入药剂而使胶体脱稳形成沉淀的方法叫混凝法,所投加的药剂叫混凝剂。

2、分类

在混凝处理中，主要通过压缩双电层机理起作用的低分子电解质添加剂常称为凝聚剂；主要通过吸附桥联机理起作用的高分子药剂则称为絮凝剂；同时兼有以上功能的统称为混凝剂。但在大多情况下，絮凝剂也称为混凝剂。当用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某类辅助药剂来提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。

混凝剂种类很多，目前所知，不少于200-300种。按照所加药剂在混凝过程中所起的作用，混凝剂可分为凝聚剂和絮凝剂两类，分别起胶粒脱稳和结成絮体的作用。硫酸铝、二氯化铁等传统混凝剂，实际上属于凝聚剂，采用这类凝聚剂时，在混凝的絮凝阶段往往自动出现尺寸足够大、容易沉淀的絮体，因而不需另加絮凝剂。有些混凝剂，特别是合成聚合物，它们往往不只起絮凝剂的作用，而是起凝聚剂和絮凝剂的双重作用。

根据棍凝剂的化学成分与性质，混凝剂还可分为无机混凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂三大类。微生物絮凝剂是现代生物学与水处理技术相结合的产物，是当前混凝剂研究发展的一个重要方向。

3、基本原理

(1)压缩双电层作用

水中胶粒能维持稳定的分散悬浮状态，主要是由于胶粒的ζ电位。如能消除或降低胶粒的ζ电位，就有可能使微粒碰撞聚结，失去稳定性。在水中投加电解质――混凝剂可达此目的。例如天然水中带负电荷的粘土胶粒，在投入铁盐或铝盐等混凝剂后，混凝剂提供的大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层。因为胶核表面的总电位不变，增加扩散层及吸附层中的正离子浓度，就使扩散层减薄，。当大量正离子涌入吸附层以致扩散层完全消失时，电位为零，称为等电状态。在等电状态下，胶粒间静电斥力消失，胶粒最易发生聚结。实际上，电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时，胶粒就开始产生明显的聚结，这时的ζ电位称为临界电位。胶粒因电位降低或消除以致失去稳定性的过程，称为胶粒脱稳。脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。

压缩双电层作用是阐明胶体凝聚的一个重要理论。它特别适用于无机盐混凝剂所提供的简单离子的情况。但是，如仅用双电层作用原理来解释水中的混凝现象，会产生一些矛盾。例如，三价铝盐或铁盐棍凝剂投量过多时效果反而下降，水中的胶粒又会重新获得稳定。又如在等电状态下，混凝效果似应最好，但生产实践却表明，混凝效果最佳时的ζ电位常大于零。于是提出了第二种作用。

(2)吸附架桥作用

三价铝盐或铁盐以及其他高分子棍凝剂溶于水后，经水解和缩聚反应形成高分子聚合物，具有线性结构。这类高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附。因其线性长度较大．当它的一端吸附某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大絮凝体。这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程，称为絮凝。

(3)网捕作用

三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒，使胶体粘结。

三、影响絮凝效果的因素

1、温度的影响

水温升高絮凝效果则会提高,在低温条件下,必须增加絮凝剂用量。另一方面,水温过高,形成的絮凝体细小,污泥含水率增大,难以处理。所以,水温过高或过低对絮凝均不利。一般水温条件宜控制在20-30℃。

2、水体PH值的影响

每种絮凝剂都有它适合的PH值范围,超出它的范围就会影响絮凝效果。比如聚丙烯酰胺,阳离子型适用于酸性和中性的环境中使用,阴离子型适用于在中性和碱性的环境中使用,非离子型适用于从强酸性到碱性的环境中使用。

3、絮凝剂的性质和结构影响

对于高分子絮凝剂来说,其结构和性质对絮凝作用影响很大。无机高分子絮凝剂的聚合度越大,其电中和能力和吸附架桥功能越强。而对于有机絮凝剂来说,除了聚合度的影响外,线性结构的絮凝剂絮凝作用大,而环状或支链结构的有机高分子絮凝剂絮凝效果就差。

4、絮凝剂投加量的影响

各种絮凝剂都有在相应条件下的最佳投加量,低于或者超过这个最佳量都会使絮凝效果变差。用量不足时,絮凝不彻底,用量过量则会造成胶体的再稳定,降低絮凝效果。所以,不同的絮凝剂要在使用之前做小试确定其最佳加入量。

5、水力条件的影响:为了使絮凝剂与水体充分接触,增加颗粒碰撞速率,往往要进行机械搅拌,而搅拌的速度和时间必须适当。搅拌时间太短,絮凝不充分;搅拌速度太快,时间太长,会使已经形成的絮凝被打碎,降低高分子链的架桥吸附能力。

四、水性漆混凝剂机理与应用

由于水性漆废水中的胶体颗粒一般都带有负电荷，而水性漆混凝剂是带有高价正电荷的聚电解质，当混凝剂加入废水中，由于带相反电荷离子的电性中和作用使得固体颗粒发生凝聚。另外由于该聚电解质于具有一定的表面活性，废水中的微粒被表面活性物质覆盖之后，由于这些微粒上的表面活性剂的碳氢链相互键合形成架桥作用而凝聚，配合混凝剂中的阳离子聚丙烯酰胺的吸附架桥作用，使得水性漆废水中的颗粒能够快速的分离出来，达到净水的目的。具体使用工艺为：

投加方式：计量泵；

投加位置：喷漆车间出水口；

日使用量：日喷漆量的10%~15%；

注意事项：

1、量泵投加pH调节剂，保持漆雾吸收循环水pH值8~9。

2、去除水中已分离出的漆渣。

五、结束语

总之，随着科技水平的快速发展，传统的混凝剂已经不能有效处理含水漆的废水，通过水性漆废水混凝剂用来处理水性漆的漆雾吸收循环水，能够大大降低漆渣的含水率和废水的化学需氧量。

参考文献

第2篇：化学沉淀法的基本原理范文

关键词：MAP法 高浓度氨氮废水 工艺

据统计，2011年我国化肥的总产量达6027万吨，同比增长了12.14%，大量化肥的生产带来巨大经济效益的同时，也给环境保护工作带来了不小的压力。氨氮作为化肥厂废水中的主要污染物，其中的高浓度氨氮废水（>500mg/L）如果未经处理就直接排入水体中很容易引起水体富营养化，加速水体中的藻类及其他微生物大量繁殖，导致水质下降，被氧化生成的硝酸盐、亚硝酸盐还会影响水生生物，甚至是人们的健康。

一、高浓度氨氮废水处理工艺

氨氮处理技术的选择主要取决于水的性质、要求效果和经济性[1]。近年来在化肥厂氨氮废水尤其是高浓度氨氮废水处理技术研究方面取得了不少成就。当前，常用的脱氮方法主要有生化法、氨吹脱法、折点氧化法、离子交换法和磷酸氨镁沉淀法（MAP）等等。这些工艺各有优点和不足，国内处理高浓度氨氮废水主要选择的是生化法和氨吹脱法（空气吹脱和蒸汽汽提），国外多选择生化法和MAP法。

二、MAP法高浓度氨氮废水处理工艺

磷酸氨镁沉淀法（Mangnesium Ammonium Phosphate），又叫化学沉淀法，国外于20世纪60年代开始研究，至20世纪90年底便作为一种新的废水脱氮工艺而迅速兴起，进入了一个崭新的应用阶段[3]。该法的基本原理是向含有氨氮的废水中添加磷酸盐和镁盐，反应生成磷酸铵镁（MAP）。这种方法处理高浓度氨氮废水后的产物即为磷酸铵镁（MgNH4PO4·6H2O），俗称为鸟粪石，简称MAP。

1.MAP工艺机理

2.MAP工艺适用对象

2.3影响MAP工艺因素

2.3.1反应时间。MAP法反应时间主要取决于MAP晶体的成核速率和成长速率，因此，MAP法处理氨氮废水选择适宜的搅拌速度和控制适当反应时间可以有效提升药剂效率。研究表明，剩余氨氮浓度随着反应时间变与氨氮去除率成正比，反应时间越长，剩余浓度越低，但这样也增加了处理的费用。应控制在一个合理的时间范围内，一般应在1h以内。

2.3.2pH值。作为无机化学沉淀反应，无论采用何种药剂配及配比，合适的pH都是保证反应能否实现的关键[5]。pH值为9左右时对磷酸铵镁的产生最佳[6]。

2.3.3反应物配比。要促使磷酸铵镁的沉淀，沉淀剂投加的摩尔配比理论应为n（Mg2+）：n（NH4+）：n（PO43-）1：1：1。根据同离子效应，增大Mg2+ 、PO43-配比会促进反应，从而提升氨氮的去除率和去除速率。具体详见表3。

2.3.4其他因素。MAP法处理高浓度氨氮废水除了以上三种影响因素外，还与沉淀剂的选择、反应温度等等因素有关。

2.4MAP工艺经济效益

MAP法在处理低浓度氨氮废水运行费用较高，而在处理高浓度氨氮废水时优势明显，该法被广泛应用到高浓度氨氮脱氮除磷后生成的磷酸铵镁又可用作缓释性复合肥料，回收利用率较高。

周娟贞[11]等，用MAP法处理垃圾渗滤液中的高浓度氨氮废水可以产生较大经济效益，成本主要是运转费较高，但可以通过高温降解MAP使沉淀剂得到循环利用，产生NH3可以进一步用于烟道气的脱硝。除了作为肥料外，MAP还可以在提纯后用作化学原料，饲料添加剂以及医药建材等行业。

三、展望

MAP法处理高浓度氨氮废水，具有工艺简单，操作简便，反应稳定，不易受到外界环境的影响，而且脱氮效率高，可以回收再利用，解决了氮的回收和二次污染等难题，具有较好的社会效益和经济、环境效益。但MAP法在应用中费用主要用在沉淀剂上，沉淀利用面较窄，如何降低沉淀剂高昂费用或寻找其替代品，拓宽MAP的用途和使用范围进一步提升经济效益是未来该法的发展方向。

参考文献

[1]严进.高浓度氨氮废水的处理技术[J]南通职业大学学报，2003，17（4）：52-54

[2]钟金松，闵育顺，肖贤明.浅谈高浓度氨氮废水处理的可持续发展方向[J]环境科学与技术，2008，31（2）：92-94

[3]方建章，黄少斌.化学沉淀法去除水中氨氮的试验研究[J].环境科学与技术，2002，25（5）：34-35

[4] 张勤，杨彬彬，潘水秀.等.MAP法处理高浓度氨氮废水技术研究进展[J]四川环境，2010，29（5）：93-97

[5] [7]刘大鹏，王继徽，刘晓澜等.MAP法处理焦化废水中氨氮的pH值影响[J]工业水处理，2004，24（1）：44-47

[6] 胡红伟.MAP法处理高浓度氨氮废水的影响因素分析[J]环境科学与管理，2008，33（1）：118-120

[8] 丛培龙，康建熊，郑军，等MAP法处理垃圾渗滤液中氨氮的最佳工艺参数探讨[J]平顶山工学院学报，2007，16（2）：22-25

[9] 郭立萍，白斌，周晓靖.MAP法处理化肥厂高浓度氨氮废水试验研究[J]新乡师范高等专科学校学报，2006，20（2）：31-32

[10]黄稳水，王继徽，刘晓澜.等.磷酸铵镁法预处理高浓度氨氮废水的研究[J].工业水处理，2003，23（10）：34-36

第3篇：化学沉淀法的基本原理范文

关键词：水热法；纳米氧化物；研究进展

引言

纳米氧化物的合成方法有气相法、固相法和液相法，而水热法通过在密闭的系统中，采用水溶液作为反应介质，创造一个高温高压的环境，从而使通常状态下不溶或者难溶的物质溶解并且重结晶，因而被广泛应用于功能材料的制备。与其它方法相比，水热法具有不可替代的特点：其一，水热晶化是在密闭的高压釜内进行，可以控制反应气氛而形成氧化或还原反应条件，实现其它方法难以获得的某些物相的生成；其二，水热晶体是在相对较低的热应力条件下生长，因此其位错密度远低于在高温熔体中生长的晶体；其三，水热反应体系存在着溶液的快速对流和十分有效的溶质扩散，因而水热晶体具有较快的生长速率。本文介绍水热法制备纳米氧化物的研究进展。

1 水热法的分类

1.1 水热晶化法。水热晶化是指在水热条件下以非晶态氢氧化物、氧化物为前驱物，经溶解再结晶，转变为新的晶核并长大的过程。朱华[1]采用仲丁醇铝为铝源，硬脂酸为模板剂通过水热晶化法制备了介孔氧化铝分子筛，并对其制备条件进行了优化，其最佳条件为晶化温度为110℃，晶化时间为2d。通过XRD、低温吸附-脱附、SEM等分析发现所得样品的比表面积高达408m2/g，孔容为0.65cm3/g，孔径分布在3～6nm范围内，平均孔径为3.4nm，证明其是一种典型的介孔分子筛。

1.2 水热沉淀法。水热沉淀法是指在高压反应器中的化合物和可溶性盐与加入的各种沉淀剂反应，或沉淀剂在水热条件下产生，形成金属氧化物的过程。董相廷等[2]用水热沉淀法合成了不同粒径的SnO2纳米晶，属于四方晶系。结果表明：随着焙烧温度的升高，SnO2晶粒度增大；而平均晶格畸变率则随晶粒度的增大而减小，表明粒子越小晶格畸变越大，晶粒发育越不完整。

1.3 水热氧化法。水热氧化法是以金属单质、合金或金属-金属化合物为前驱物，在水热条件下氧化形成金属氧化物的过程。高赛南等[3]采用水热氧化法合成了分散良好、颗粒均匀的纳米二氧化锡粉体。随着水热温度的升高，粒子的粒径变大，晶化程度相应增加；颗粒的团聚程度随反应压力的增大而减小。试验表明：水热氧化可直接将金属粉或金属片制成氧化物粉末，而不必担心有杂质污染，其分散能力很强，可以达到原子水平的分散效果。

1.4 水热还原法。水热还原法是在水热条件下在还原剂的作用下，高价态的金属氧化物被还原到低价态氧化物的过程。张庆等[4]以亚硒酸为硒源，以葡萄糖为还原剂和稳定剂，水为溶剂，用水热还原法合成了单质硒纳米棒。在180℃水热24 h条件下，可以得到结晶良好、粒径均一、表面光滑的棒状纳米结构，直径约为5微米，长约为200微米。

1.5 水热合成法。水热合成是将氧化物、含氧盐、氢氧化物或其他化合物在水热条件下进行处理，重新生成一种或多种氧化物的过程。陈颖等[5]以NH4VO3和Bi（NO3）3・5NO3为原料，采用水热合成法制备BiVO4，考察前驱体pH值、水热反应时间、水热反应温度对BiVO4晶相结构及光吸收性能的影响。结果表明，适当的制备条件可使BiVO4获得理想的单斜晶相，具有良好的光催化性能。

2 水热方法的组合与改进

2.1 溶胶（凝胶）-水热法。溶胶（凝胶）-水热法制得的纳米粒子具有较高的化学均匀性和纯度。而利用水热法制备的粉体晶粒发育完整，易得到合适的化学计量比和晶形的材料。采用溶胶（凝胶）-水热法是先制备出溶胶（凝胶），然后进行水热处理得到所需的粉体。此法综合了溶胶-凝胶和水热法的优势，在得到均匀粉体的同时又控制了晶粒的长大。孙建勋等[6]利用溶胶-水热法合成了亚微米4A分子筛，结晶度为96%，形状规则、大小均匀、呈正态分布且分布范围较窄。

2.2 微乳液-水热法。微乳液是由油、水、乳化剂和助乳化剂组成的各向同性、热力学上稳定的透明或半透明胶体分散体系。微乳液法制备纳米粒子具有实验装置简单、操作容易、产物组分和粒径可控等优点，在制备单分散、细粒度纳米粒子方面具有明显的优势和广泛的适用性。叶佳梅等[7]采用反相微乳液-水热法，辅以光辅照成功合成了粒径为（79.2 6.6）nm的单分散性菱形掺杂氧化铈纳米晶粒，并研究了水热处理条件对所得产物粉体颗粒形貌及尺寸的影响。结果表明，随着水热处理温度从80℃升至180℃，所得粉体的晶粒尺寸呈现减小趋势；颗粒形貌由单一规则的菱形转变为树枝状或带状的晶粒聚集体。

2.3 微波-水热法。微波加热可实现分子水平的搅拌，加热均匀，温度梯度小，而且物质升温迅速，能量利用效率很高。微波-水热法是把传统的水热法与微波场结合起来，体现出微波的独特性和水热法本身的优势，是一种有巨大应用潜力的新方法。杨伟光等[8]采用微波水热法，在ITO导电基底上合成出了SnO2纳米柱状阵列。经过扫描电子显微镜、X 射线衍射表征发现微波水热法合成得到的SnO2纳米柱状阵列，其高度约为400nm，组成阵列的柱状结构直径约为100nm。

3 结束语

水热法在合成纳米氧化物方面表现出良好的多样性，得到越来越多的应用。但是，水热法也有缺点，比如只适用于制备氧化物材料或者少数对水不太敏感的硫化物，而对水敏感的化合物，用水热法合成就比较困难，比如碳化物、氟化物等。因此，人们又在水热法的基础上发展了溶剂热法。溶剂热法是在水热法基础上发展起来的一种新的材料制备方法，其基本原理是将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶介质，采用类似水热法的原理，以制备在水溶液中无法长成、易氧化、易水解或对水敏感的材料，如III-V族半导体化合物、氮化物、硫族化合物、新型磷（砷）酸盐分子筛三维骨架结构等。因此合成技术的综合化也将是水热法制备纳米氧化物的一大发展趋势。

参考文献

[1]朱华.水热晶化法合成介孔氧化铝分子筛研究[J].四川文理学院学报，2012，22（5）：47-50.

[2]董相廷，刘桂霞，张伟，等.水热沉淀法合成SnO2纳米晶[J].稀有金属材料与工程，2000，29（3）：197-199.

[3]高赛男，袁高清，江焕峰，等.锡粒氧化-水热法合成纳米二氧化锡[J].电子元件与材料，2006，25（12）：57-59.

[4]张庆，郝培文，王春，等.水热还原法合成硒纳米棒及其机理研究[J].应用化工，2011，40（11）：1898-1900.

[5]陈颖，李慧，赵连成，等.水热合成纳米BiVO4的制备及表征[J].材料导报B：研究篇，2011，25（9）：23-26.

[6]孙建勋，明大增，李志祥.溶胶-水热法制备亚微米4A分子筛[J].材料导报：研究篇，2007，23（7）：90-92.

[7]叶佳梅，陈磊，王富星，等.微乳液-水热法合成单分散钐掺杂氧化铈纳米晶的研究[J].材料导报，2011，25（17）：141-143.

第4篇：化学沉淀法的基本原理范文

关键词：COD测定 Cl- 干扰 消除方法

0 引言

COD（Chemical oxygen Demand）是水质监测中必不可少的项目，其含义指在一定条件下用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的mg/L来表示，化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度。在检测分析过程中，水样中Cl-极易被氧化剂氧化，大量的Cl-使得测定结果偏高，高氯低COD废水的测定更是现在面临的一个难题。在实际监测中发现，很多种废水如化工废水、味精废水、海产品加工废水等Cl-含量都很高，其COD测定需要对Cl-进行屏蔽后进行测定。广大环境监测工作者在Cl-对COD测定干扰方面做了大量工作，下面从Cl-影响方式和现有的Cl-干扰消除方法两方面进行阐述。

1 Cl-对COD测定的干扰

在GB11914-89《水质化学需氧量的测定-重铬酸钾法》中，明确指出水样中Cl-含量过高时需要加入硫酸汞等屏蔽剂加以屏蔽，其影响因素主要表现为两点：

1.1 Cl-被氧化剂氧化，因而消耗氧化剂导致测定结果偏高，具体反应方程式为：

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

1.2 反应体系中加银盐做催化剂，Cl-与银反应生成AgCl沉淀使催化剂中毒，影响测定结果。

2 COD测定中消除Cl-干扰的方法及应用

对水样进行稀释是简单有效的方法之一，国标中也提到对Cl-含量超过1000mg/L水样进行稀释，但对于高氯低COD的水样稀释倍数过高会影响测定精度。目前，消除Cl-的干扰方法大量涌现，主要有汞盐法、银盐沉淀法、标准曲线校正法、氯气校正法、密闭消解法、低浓度氧化剂法、KI-KMnO4氧化法、铋吸收剂除氯法等。

2.1 汞盐法

汞盐法也叫硫酸汞络合法，是国标中屏蔽Cl-的方法。即用HgSO4作为Cl-掩蔽剂，HgSO4与Cl-的质量比以10：1为宜。此法对于Cl-质量浓度小于200mg/L时效果很显著，但当Cl-浓度很高时测定结果还是偏高，并且误差随着Cl-浓度增加而增大。由于HgSO4本身有剧毒，并且废液中的汞盐很难处理，并且会对环境产生二次污染，促使广大学者对无毒无污染测定方法的研究。

2.2 银盐法

银盐沉淀法即为加入AgNO3生成AgCl沉淀以去除Cl-影响的方法，适用于Cl-质量浓度超过10000mg/L的水样。该方法通常有两种形式：一种是在预处理时加入AgNO3，取上清液测定COD值，此法需要AgNO3加入量适当，使Cl-完全沉淀且不能过量。刘玉凤[1]等人在标准方法的基础上用硝酸银中和Cl-，并提高了反应体系的酸度，而且避免了汞盐的污染，实验结果令人满意。另一种采用AgNO3和KCr(SO4)2作为Cl-的掩蔽剂，KCr(SO4)2的作用是抑制消解过程少量Cl-发生氧化反应。

银盐沉淀法中使用了贵重的银盐，使测定成本提高，因此对银的回收再利用是很有必要性的。其另一个缺点为AgCl沉淀时会通过共沉淀和絮凝作用使水样中有机物除损失一部分，使测定结果偏低。

2.3 标准曲线校正法

标准曲线校正法的步骤：先配制不同Cl-浓度的氯化钠标准曲线并测定COD值，绘制COD-Cl-标准曲线。然后取两份相同水样，一份对Cl-不进行掩蔽测定COD值，记为COD总，另一份测定氯离子含量，在标准曲线上查出对应的COD值，记为CODCl-，则COD总与CODCl-差值为该样品的真实COD值。

标准曲线校正法不使用汞盐和银盐，具有环保性和节约性，是实验室首选的方法。王俊霞[2]等通过实验证明利用这种完全氧化的方法，与理论Cl-完全被氧化时消耗的氧相当，Cl-氧化率在99%以上，COD的实测值与实际值具有良好的一致性。但由于各实验室采用的方法、操作条件的不同，使得Cl-的氧化程度不同，因此不同人绘制的标准曲线不尽相同，使实验显得很繁琐。

2.4 氯气校正法

在消解时采用一个回流吸收装置，将生成的Cl2导出用NaOH溶液吸收，使用Na2S2O3标准溶液滴定，把消耗的Na2S2O3的量换算成消耗氧的量，即为Cl-的校正值。实际废水COD值为COD表观值与Cl-的校正值的差值。该方法适用于氯离子含量小于20000mg/L、COD大于30mg/L的高氯废水的测定。研究结果表明，10个实验室对COD75.5mg/L～208mg/L，氯离子浓度为3000mg/L～16000mg/的四个统一样品进行测定，实验室内相对标准偏差在2.8%～3.6%之间；实验室间相对标准偏差在3.2%～7.8%之间[3]。但该方法要求实验时非常仔细，否则会带来更多误差。

2.5 密封消解法

其基本原理为在密闭的容器中消解测定COD，当水中的Cl-氧化成Cl2并达到气液平衡时，Cl-便不能再被氧化，使用适当的掩蔽剂，则可以测定样品的COD值。与标准法比，该方法的结果具有更高的准确度和精密度。王志强[4]等对混配和实际水样的测定结果表明，用密封消解法分析高氯废水的COD准确度较高，COD在100mg/L～1000mg/L，氯离子浓度小于10000mg/L时，该方法相对误差≤4.2%。密封消解耗时短，但该方法具有一定的危险性，因此一定要确保实验的安全。

2.6 KI-KMnO4氧化法

在碱性条件下，用KMnO4氧化废水中的物质，剩余的KMnO4用KI还原，再用Na2S2O3标准溶液滴定，并将Na2S2O3消耗的量换算成消耗氧的量，从而得到一个COD值。但是应用该法与K2Cr2O7氧化法的测定值不同，二者有一个比值K，因此只需知道这个比值K，即可将用KI-KMnO4氧化法测得的COD值进行换算即可。该方法适用于Cl-含量在几万到几十万毫克每升的废水，但是需要测定K值，因此很繁琐。

2.7 铋吸收剂除氯法

水样中的Cl-在酸性液体中以HCl气体的形式释放出来，用铋吸收剂吸收除去，然后测定COD值。该方法的准确度和精确度与标准方法相比无显著差异，但消解方式不同，采用微波消解或烘箱消解。

3 结论

综上可知，消除Cl-对COD影响的方法可以分两类:药剂屏蔽及改良法和测定修正法。广大学者在方法的改进上做了很多工作，都向着无毒无污染、便捷准确的方向发展，但上述各种方法在实际应用时都有一定的适用范围和局限性，还有待进一步的改进和完善，加强各种方法之间的交叉渗透对探索新的消除Cl-干扰的方法具有一定的意义。

参考文献

[1]刘玉风，曲东芳，王莉.高氯离子废水CODCr快速测定方法的研究[J].地下水.2008.30(5):129-130.

[2]王俊霞，王文才，王俊荣.高氯离子低浓度COD水样的分析技术[J].中国环境监测.2006.22(2):4-6.

第5篇：化学沉淀法的基本原理范文

关键词： 生物化学 实验教学 任务驱动型教学

生物化学是是从分子水平探讨生命科学本质的一门科学，也是医学、生物学、农学等学科科学研究的工具学科。而生物化学实验教学对于培养学生毕业后在职业生涯中解决问题能力、创新能力是至关重要的。但当前生物化学实验教学由于受多种因素的制约存在诸多问题[1]，最主要的是在现行实验教学中过于强调重复性，强调结果再现的重要性，导致教学实验设计过于简单，学生按部就班地添加试剂，按照操作步骤进行测定即得结果。这导致学生在教学中根本没有思考、分析，有时学生甚至连基本原理都不明白。而任务驱动教学法是一种以富有趣味性、能够激发学生学习动机与好奇心的情景为基础的，与教学内容紧密结合的教学任务为载体的教学方法。该教学方法的特色是教学任务“隐藏”在有趣的教学情境中，激发学生的学习兴趣，培养学生分析问题和解决问题的能力。结合本校多年进行任务驱动教学实验改革经验，我们主要通过以下三种途径进行任务驱动型实验教学。

1.将单个实验教学项目“改编”为任务驱动型实验教学项目。

将单个实验教学项目改编为任务驱动型实验教学项目，不需要修改教学大纲，对实验室管理人员和实验试剂没有额外的要求，只需要将普通教学项目融入特定的情境中即可。如进行凯氏定氮法测定蛋白质含量时，将测定单个样品的蛋白质含量修改为大豆、猪肝、牛奶、面粉和大米中哪种食物中的蛋白质含量最高呢？这就会引起学生思考，在实际教学中有的认为大豆蛋白质含量最高，有的认为牛奶蛋白质含量最高，还有的认为面粉和大米中几乎不含有蛋白质。经过初步的争论，可以安排学生进行实验验证他们的假设。学生测定完每个样品的含量后分析发现哪种食物蛋白质含量最高。还可以让学生将测得的样品中蛋白质含量与文献中的比较，就会发现有的实验结果测定偏低。鼓励学生分析偏低是什么原因呢？有的会发现在硝化管中有黑色的固体，实际上就是硝化不完全引起的。而且通过这个实验学生会发现大米和面粉中不仅含有蛋白质，而且含量还不低。当然，也可以让学生测定任何感兴趣的食物中的蛋白质含量，这样就将一个简单的实验教学项目改编为一个有趣又有科学意义的任务驱动型实验教学项目，学生可以通过该实验项目解决实际问题，然后在解决问题的过程中分析出现各种“意外”的原因，从而达到提高综合素质的目的。

2.将多个有联系的实验项目“串联”在一起，“改编”为任务驱动型实验教学项目。

通过调整实验项目的顺序，可以将现行多个有内在联系的实验项目改编成一个综合性的任务驱动型实验教学项目。然后在实验教学过程中指导学生对教学任务的分析、分解，将复杂的总任务分解为若干个具体的子任务；动员学生查阅大量文献，提出完成任务的实验方案和解决方法。如将现行实验教学中的盐析法分离蛋白质、葡聚糖G-25凝胶过滤去盐、微量柱色谱―DE-52分离血清γ-球蛋白、醋酸纤维素薄膜电泳鉴定、双缩脲法测定蛋白质含量、凯氏定氮法测定蛋白质含量、SDS-PAGE法测定蛋白质相对分子质量等七个实验项目进行整合，提出“γ球蛋白是一种临床上应用于预防麻疹和传染性肝炎的药物，如何从血清中将γ球蛋白分离出来呢？”的教学任务。学生一看实验是分离出一种在临床能够使用的药物，就会感兴趣，从而指导学生制定实验方案，实际上还是上面几种实验方法，但学生在制定方案时需要对血清蛋白的组成、性质进行分析，对每种实验方法的原理进行探究才能提取出来，而这个过程就是分析问题、解决问题的过程。同时指导学生在做葡聚糖G-25凝胶过滤去盐、微量柱色谱―DE-52离子交换层析时每五滴收集一管。然后学生就会发现收集到的含蛋白质液体体积比加样体积增加了，指导学生思考为什么呢？有的同学含蛋白质液体体积增加更明显是什么原因呢？在此基础上指导学生绘制洗脱峰曲线，通过不同洗脱峰曲线形状的比较，让学生理解层析过程中“三夹三放”的重要性，也是其导致洗脱峰“拖尾”的重要原因。这样将在现行教学体系中人为割裂的多个实验项目，整合为综合性的任务驱动型实验教学项目。其优点是通过整合导致整个实验结果中有“产品”被生产出来，可以激发学生的学习兴趣；此外还可以通过指导学生解决复杂问题的过程，促进学生创新能力、团队协作能力、科研能力等综合素质提高。

3.打破现有实验教学体系，提出全新的综合性任务驱动型实验教学项目。

不受现行教学大纲、教学体系的制约，根据学生总体的培养目标，制定全新的综合性任务驱动型实验教学项目。学生根据教师提出的教学任务独立分析、分解，提出独特的解决问题方案。这样就可能出现不同学生提出的解决方案不同，“暗合”生命科学领域中一个问题应用多种方法解决的现状，对于培养学生的创新能力是非常有帮助的。如结合海南番木瓜种植普遍，而木瓜蛋白酶是一种广泛应用于食品工业、医药行业的蛋白质，我们提出“如何从番木瓜中分离木瓜蛋白酶”的教学任务。学生通过查阅一般很快能确定木瓜蛋白酶在木瓜乳汁中含量最高，也有学生说要比较一下，采取木瓜不同部位进行提取对比。学生根据查阅文献提出的实验方案都不同，提出应用单宁沉淀法硫酸铵盐析-乙醇沉淀法、等电点沉淀法、双水相萃取法和亲和膜色谱法等多种方法分离纯化。总之，在制定实验方案过程中彻底发挥学生的主观能动性，以学生为中心，鼓励学生发散思维，寻找多种途径解决问题。然后组织学生对不同方案进行讨论，结合实验室目前的仪器设备和试剂等发现硫酸铵盐析-乙醇沉淀法、等电点沉淀法、双水相萃取法三种方法比较可行，然后不同小组的学生主要选择其中一种方法完成木瓜蛋白酶的分离纯化。而这三种实验方案的具体完成过程中还牵涉透析、蛋白质含量测定、酶活的测定、聚丙烯酰胺凝胶电泳才能完成该过程，整体看来完成教学大纲所要求掌握的实验技能。该方法的优点是在整个实验过程中学生参与度高，从实验方案的提出、试剂的配置到实验操作过程，都由学生参与完成，彻底落实以“学生为中心”的教学方案，使学生在知识的获取、技能的培养和科研潜力的培训等方面都有大幅度的提高。其缺点是受到多种现实因素的制约[2]，学生一般一次很难成功完成该实验，需要反复进行，这需要学校和实验室多方面配合。

任务驱动型实验教学在激发学生的学习兴趣，培养学生的创新能力和综合素质等方面有独特的作用。在生物化学实验教学过程中引入任务驱动型教学方法，不仅可解决学生“为什么学，学了有什么用”的问题，而且可对学生进行初步的科研训练，尤其是第三种任务驱动型教学过程中。总而言之，我们既可以在目前不对现行实验教学体系改变的情形下进行任务驱动型教学，又可以按照经典任务驱动型教学方法提出全新的综合性任务驱动型实验教学项目激发学生的学习兴趣，充分发挥学生在实验教学过程中的主观能动性，实现知识、技能、创新能力和综合素质的提高。

参考文献：

[1]李崇奇.任务驱动教学法在生物化学与分子生物学实验教学中的应用[J].基础医学教育，2016，18（3）：205-208.

第6篇：化学沉淀法的基本原理范文

论文摘要:在诸多的水处理方法中，混凝法是一种最常用的水处理物化方法。这种方法是通过向水中加入混凝剂而使胶体脱稳产生絮凝，从而去除污染物的方法。影响混凝的因素有很多，比如温度、PH值、水力条件、絮凝剂投加量和性质等，调节好这些因素能达到很高的去除效果。

0 引言

在工业废水和生活废水处理中，有一种很重要的物化处理方法:混凝法。这种水处理方法应用广泛，各种污染指标去除率高。下面对这一方法进行简单介绍。

1 混凝法

1.1 混凝法的概念 在天然水中和各种废水中，物质在水中存在的形式有三种:离子状态、胶体状态和悬浮状态。一般认为，颗粒粒径小于1nm的为溶解物质，颗粒粒径在1~100nm的为胶体物质，颗粒粒径在100nm~1mm为悬浮物质。其中的悬浮物质是肉眼可见物，可以通过自然沉淀法进行去除;溶解物质在水中是离子状态存在的，可以向水中加入一种药剂使之反应生成不溶于水的物质，然后用自然沉淀法去除掉;而胶体物质由于胶粒具有双电层结构而具有稳定性，不能用自然沉淀法去除，需要向水中投加一些药剂，使水中难以沉淀的胶体颗粒脱稳而互相聚合，增加至能自然沉淀的程度而去除。这种通过向水中加入药剂而使胶体脱稳形成沉淀的方法叫混凝法，所投加的药剂叫混凝剂。

1.2 混凝的基本原理 废水中的胶体物质具有巨大的比表面积，可以吸附液体介质中的正离子或负离子或极性分子等，使固液两相界面上的电荷呈不平衡分布，在界面两边产生电位差，这就是胶体微粒的双电层结构。形成双电层结构的微粒的整个胶体结构就称为胶团，整个胶团是电中性的。胶团中心是带有电荷的固体微粒本身，称为胶核。胶核所带电荷的符号就是胶体所带电荷的符号。胶体微粒之所以能在水中保持稳定性，原因在于胶体粒子之间的静电斥力(胶体常常带有同种电荷而具有斥力)、胶体表面的水化作用及胶粒之间相互吸引的范德华力共同作用。胶体微粒带电越多，其电位就越大，带电荷的胶粒和反离子与周围水分子发生水化作用越大，水化壳也越厚，越具有稳定性。向水中投加药剂，使胶体失去稳定性而形成微小颗粒，而后这些均匀分散的微小颗粒再进一步形成较大的颗粒，从液体中沉淀下来，这个过程称为凝聚。凝聚有以下几方面的作用:

1.2.1 压缩双电层与电荷的中和作用。加入电解质，使固体微粒表面形成的双电层有效厚度减小，从而范德华力占优势而达到彼此吸引形成凝聚;或者加入电不同电荷的固体微粒，使不同电荷的粒子由于静电吸引而彼此吸引，最后达到凝聚。

1.2.2 高分子絮凝剂的吸附架桥作用。高分子絮凝剂的碳碳单键一般情况下是可以旋转的，再加上聚合度较大，即主链较长，在水介质中主链是弯曲的。在主链的各个部位吸附了很多固体颗粒，就象是为固体颗粒架了许多桥梁，让这些固体颗粒相对地聚集起来形成大的颗粒。

1.2.3 絮体的网捕作用。有些混凝剂(如铝盐或铁盐)有水中形成高聚合度的多羟基化合物的絮体，在沉淀过程中可以吸附卷带水中胶体颗粒共同沉淀，此过程称为絮凝剂的网捕作用。

2 几种常见的混凝剂

常用的混凝剂有无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂、生物絮凝剂等。无机絮凝剂主要产品有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁和聚合硫酸铁、聚合硅酸铝、聚合硅酸铁、聚合氯化铝铁、聚合硅酸铝铁和聚合硫酸氯化铝等。有机高分子絮凝剂以聚丙烯酰胺类产品为代表，生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝能力的高分子有机物，主要有蛋白质、黏多糖、纤维素和核酸。下面简单介绍几种常用的混凝剂。

2.1 硫酸铝(AS) 无水硫酸铝是无色结晶，易溶于水，常温下硫酸铝以含十八水合物最为稳定。Al2(SO4)3·18H2O是具有光泽的无色颗粒或粉末晶体，极易溶于水，水溶液呈酸性(PH

2.2 聚合氯化铝(又称碱式氯化铝PAC) 聚合氯化铝是应用最广泛的一种絮凝剂，它的固体呈无色至黄色树脂状，易潮解，溶液为无色至黄褐色透明状液体，聚合氯化铝易溶于水并易发生水解，水解过程中伴随有电化学、凝聚、吸附、沉淀等物理化学现象。聚合氯化铝一般是由铝矿土与酸经过酸溶、水解、缩聚等复杂的过程而制成的。相对于硫酸铝而言，聚合氯化铝混凝效果随温度变化较小，形成絮体的速度较快，絮体颗粒和相对密度都较大，沉淀性能好，投加量较小。聚合氯化铝适宜的PH值范围在5-9之间，过量投加一般不会出现胶体的再稳定现象。长期的实践证明，作为絮凝剂，聚合氯化铝优于硫酸铝，很多净水场的硫酸铝已经逐步被聚合氯化铝所替代。聚合氯化铝水溶液呈弱酸性，PH值在5.5-6.0，对设备的腐蚀性很小。 转贴于

2.3 聚合硫酸铁(PFS) 聚全硫酸铁有固体和液体两种形式，液体为红褐色粘稠液，固体为淡黄色或浅灰色的树脂状的颗粒。在产品的储存的使用过程中，聚合硫酸铁对设备基本无腐蚀作用。聚合硫酸铁投药量低，而且基本不用控制液体的PH值。与铝盐相比，聚合硫酸铁絮凝速度更快，形成的矾花大，沉降速度更快;另外，它还具有脱色、除重金属离子、降低水中COD、BOD浓度的作用;但是其出水容易显黄色。

2.4 聚丙烯酰胺(PAM) 按离子特殊性分类，可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性酰胺四种。阳离子酰胺主要用于水处理，阴离子酰胺主要用于造纸、水处理，两性酰胺主要用于污泥脱水处理。聚丙烯酰胺易溶于冷水，分子量对溶解度影响不大，但高分子量的酰胺浓度超过质量分数10%以后，会形成凝胶状态。溶解温度超过50度，PAM发生分子降解而失去助凝作用。因此溶解聚丙烯酰胺时要用45-50度的温水最为适宜。配制聚丙烯酰胺溶液一般配成质量浓度为0.05-2%，阳离子酰胺粘度较小，可配制成浓度较大的溶液，阴离子酰胺粘度较大，可适当配制成浓度较小的溶液。配制溶液时不可浓度过大，否则不容易控制加药量，容易造成加药过量。聚丙烯酰胺的加入量很小，一般加药量在0.1-2ppm。聚丙烯酰胺溶液用于处理废水时，加药后的絮凝效果与搅拌时间与搅拌有关。当已经形成大块絮凝时，就不要再继续搅拌，否则会使已经形成的较大矾花被打碎，变成细小的絮凝体，影响沉降效果。

3 影响絮凝效果的因素

絮凝作用是复杂的物理和化学过程，絮凝处理效果是由多种因素综合作用的结果。影响絮凝效果的因素主要有以下几点:

3.1 温度的影响:水温升高絮凝效果则会提高，在低温条件下，必须增加絮凝剂用量。另一方面，水温过高，形成的絮凝体细小，污泥含水率增大，难以处理。所以，水温过高或过低对絮凝均不利。一般水温条件宜控制在20-30℃。

3.2 水体PH值的影响:每种絮凝剂都有它适合的PH值范围，超出它的范围就会影响絮凝效果。比如聚丙烯酰胺，阳离子型适用于酸性和中性的环境中使用，阴离子型适用于在中性和碱性的环境中使用，非离子型适用于从强酸性到碱性的环境中使用。

3.3 絮凝剂的性质和结构影响:对于高分子絮凝剂来说，其结构和性质对絮凝作用影响很大。无机高分子絮凝剂的聚合度越大，其电中和能力和吸附架桥功能越强。而对于有机絮凝剂来说，除了聚合度的影响外，线性结构的絮凝剂絮凝作用大，而环状或支链结构的有机高分子絮凝剂絮凝效果就差。

3.4 絮凝剂投加量的影响:各种絮凝剂都有在相应条件下的最佳投加量，低于或者超过这个最佳量都会使絮凝效果变差。用量不足时，絮凝不彻底，用量过量则会造成胶体的再稳定，降低絮凝效果。所以，不同的絮凝剂要在使用之前做小试确定其最佳加入量。

3.5 水力条件的影响:为了使絮凝剂与水体充分接触，增加颗粒碰撞速率，往往要进行机械搅拌，而搅拌的速度和时间必须适当。搅拌时间太短，絮凝不充分;搅拌速度太快，时间太长，会使已经形成的絮凝被打碎，降低高分子链的架桥吸附能力。

参考文献

[1]上海环境保护局.废水物化处理.同济大学出版社.2000:47~52.

[2]杨学富.制浆造纸工业废水处理.化学工业出版社.2001:48~49.

第7篇：化学沉淀法的基本原理范文

[论文摘要]焦化废水是一种典型的难降解有机废水。介绍了预处理技术，二级处理技术的物化法、生物法、化学法和循环利用法的应用和研究进展及优缺点。

焦炭是高耗水产业，每年全国焦化废水的排放量约为2.85 亿t。焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水，水质随原煤组成和炼焦工艺而变化，是一种典型的难降解有机废水。其成分复杂，毒性大，它的超标排放对人类、水产、农作物都可构成很大的危害。总之，焦化废水污染，是工业废水排放中一个突出的环境问题，也是摆在人们面前的一个急需解决的课题。

目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理，然后再进行生物脱酚二次处理。但往往经上述处理后，外排废水中COD、氰化物及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况，近年来国内外出现了许多比较有效的焦化废水治理技术。这些方法大致分为物化法、生物法、化学法和循环利用等4类。

一、焦化废水的预处理技术

焦化废水中部分有机物不易生物降解，需要采用适当的预处理技术。

常用的预处理方法是厌氧酸化法。这是一种介于厌氧和好氧之间的工艺，其作用机理是通过厌氧微生物水解和酸化作用使难降解有机物的化学结构发生变化，生成易降解物质。焦化废水经厌氧酸化预处理后，可以提高难降解有机物的好氧生物降解性能，为后续的好氧生物处理创造良好条件。

二、焦化废水的二级处理技术

（一）物理化学法

（1）吸附法

吸附法处理废水，就是利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质，使废水得到净化。常用吸附剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土等。这种方法处理成本高，吸附剂再生困难，不利于处理高浓度的废水。

（2）利用烟道气处理焦化废水

由冶金工业部建筑研究总院和北京国纬达环保公司合作研制开发的“烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦化废水的方法”已获得国家专利。该技术将焦化剩余氨水去除焦油和SS后，输入烟道废气中进行充分的物理化学反应，烟道气的热量使剩余氨水中的水分全部汽化，氨气与烟道气中的SO2反应生成硫铵。

该方法投资省，占地少，以废治废，运行费用低，处理效果好，环境效益十分显著，是一项十分值得推广的方法。但是此法要求焦化的氨量必须与烟道气所需氨量保持平衡，这就在一定程度上限制了方法的应用范围。

（二）生物处理法

生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法。目前，活性污泥法是一种应用最广泛的焦化废水好氧生物处理技术。这种方法是让生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触；溶解性的有机物被细胞所吸收和吸附，并最终氧化为最终产物（主要是CO2）。非溶解性有机物先被转化为溶解性有机物，然后被代谢和利用。

生物法具有废水处理量大、处理范围广、运行费用相对较低等优点，但是生物降解法的稀释水用量大，处理设施规模大，停留时间长，投资费用较高，对废水的水质条件要求严格，这也就对操作管理提出了较高要求。

（三）化学处理法

（1）焚烧法

焚烧法治理废水始于20世纪50年代。该法是将废水呈雾状喷入高温燃烧炉中，使水雾完全汽化，让废水中的有机物在炉内氧化，分解成为完全燃烧产物CO2和H2O及少许无机物灰分。

焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方法。然而，尽管焚烧法处理效率高，不造成二次污染，但是处理费用昂贵使得多数企业望而却步，在我国应用较少。

（2）催化湿式氧化技术

催化湿式氧化技术是在高温、高压条件下，在催化剂作用下，用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化，最终转化为无害物质N2和CO2排放。湿式催化氧化法具有适用范围广、氧化速度快、处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点。但是，由于其催化剂价格昂贵，处理成本高，且在高温高压条件下运行，对工艺设备要求严格，投资费用高，国内很少将该法用于废水处理。

（3）化学混凝和絮凝

化学混凝和絮凝是用来处理废水中自然沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒，以降低废水的浊度和色度，但对可溶性有机物无效，常用于焦化废水的深度处理。该法处理费用低，既可以间歇使用也可以连续使用。

（4）臭氧氧化法

臭氧的强氧化性可将废水中的污染物快速、有效地除去，而且臭氧在水中很快分解为氧，不会造成二次污染，操作管理简单方便。但是，这种方法也存在投资高、电耗大、处理成本高的缺点。同时若操作不当，臭氧会对周围生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法还主要应用于废水的深度处理。在美国已开始应用臭氧氧化法处理焦化废水。

（5）光催化氧化法

目前，这种方法还仅停留在理论研究阶段。这种水处理方法能有效地去除废水中的污染物且能耗低，有着很大的发展潜力。但是有时也会产生一些有害的光化学产物，造成二次污染。由于光催化降解是基于体系对光能的吸收，因此，要求体系具有良好的透光性。所以，该方法适用于低浊度、透光性好的体系，可用于焦化废水的深度处理。

（6）电化学氧化技术

电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。目前的研究表明，电化学氧化法氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染，是一种前景比较广阔的废水处理技术。

（四）废水循环使用

高浓度的焦化废水经过脱酚，净化除去固体沉淀和轻质焦油后，送往熄焦池以供熄焦，实现酚水的闭路循环。从而减少了排污，降低了运行等费用。但是此时的污染物转移问题也值得考虑和进一步研究。

三、结语

总之，我们应根据焦化废水的特点，深入研究先进的处理技术，寻求既高效又经济的处理方法，降低运行费用，提高达标率，改善环境质量，减轻焦化废水对各地水体的污染，实现水资源的循环利用。这既是当前经济建设需要解决的现实问题，也是未来技术攻关所需要面对的的重点。

参考文献：

第8篇：化学沉淀法的基本原理范文

环境工程学实验是武汉大学资源与环境科学学院环境工程本科专业的一门理论性和实践性都很强的实验课，也是一门综合性的技术基础课程，它需要物理、化学、生物等基础知识，以及实验装置的设计和数据分析等方面所涉及到的基础理论，这些基础理论知识在理论课上都已经学过，但许多课堂上学到的实验理论和方法只有通过实际验证才能加深理解并真正掌握。实验课程的目的就是使学生加深理解所学基础知识，掌握相关知识的基本原理和适用范围;具备实验数据处理和误差分析能力;得到基本实验技能的训练与分析能力的训练，使本科生初步掌握环境工程中水、气、固废处理的基本方法，对各门知识能够融会贯通，并且加深对理论知识的理解。

对于高校本科生教育，尤其是理工科教育，实验教学不仅可以培养学生掌握当前所学的科学技术，同时能让学生在实践中拓展思路，创造出新的技术，培养学生尽快的成材成长。与此同时，合理的教学方法可以事半功倍，因此完善本科教学方法也是任重而道远。

二、实验教学理念

环境工程学实验是环境工程专业一门非常重要的专业实验课程。我们的教学理念是指导学生开拓实验思路，培养学生对实验方法、实验步骤、结果分析评判等基础知识的掌握，更让学生学会并能够设计出完整的实验方案。

由于实验方案是需要学生自己设计的，指导老师只讲解相关实验的仪器的操作，而实验具体的操作步骤和流程设计以及数据处理方法都是需要学生自己课下查阅资料和相关书籍，学习相关的实验知识，然后根据实验室所提供的仪器设备和所需达到的目标，来设计出最佳的实验方案，所以说有可能每个学生设计出来的方案都是不一样的，在实际实验操作中再对比标准方案对自己的思路进行评判，让学生通过实验对整个实验过程有自己真实的体会，使学生不仅仅是掌握本课程中开出的这些实验，更学会通过一些新原理方法设计出理想的实验方案，创造出更好更有效的处理方法和处理工艺。本门课程更强调学生对实验的自助设计和思考的能力，实验环节的改变，使实验教学由灌输式转变为引导自主式实验。

在本门课程中，将课堂的理论知识与实际实验操作的实践相结合，了解它们之间的异同点，也将使学生们更清楚地认识到，理论学习与实践操作之间存在着怎样的差距，从而更加灵活的利用已掌握的专业知识，去解决未知的问题，更多的思考现存的技术方法的优点和不足之处，进而加以改进和补充。

三、具体实施方法

对每个实验安排三个环节。第一环节，在实验前阶段向学生提供该实验处理对象、应用的原理、材料和设备等条件清单，用一个学时的时间向他们介绍设备使用的注意事项，并提供一个其它的标准实验方案为他们作为模板，要求学生自行查阅资料，设计出一个初步的实验方案。然后再进入实验第二环节实验室实验，首先，向学生提供标准的实验方案，并对一些关键步骤进行讲解，然后开始实验，并纠正他们在实验中出现的一些错误和解答疑问，收回他们设计的实验方案，实验环节结束后，是第三环节，实验总结--撰写实验报告，总结实验中出现的问题，分析实验结果等，并让学生针对该实验提出一些建议和想法，鼓励学生提出新的处理方法、工艺，或者对实验设备进行提出改进建议等。对于学生而言，每次实验都可分为5 个步骤：

1. 实验前的预习并查找资料回顾实验所用的原理(理论课上已经学过)(实验前课余时间完成);

2. 到实验室熟悉实验器材及使用方法，可提出一些自己的疑问(一次课时间);

3. 熟悉了实验器材后根据教师提供的材料，结合查找的资料，进行实验方案设计(课余做);

4. 根据所设计的实验方案进行实验，得到实验数据(一次课时间);

5. 撰写实验报告。

四、实验教学方法优点

在第一步回顾原理中，使学生重新回顾巩固了一遍基础知识，并实际的将理论知识运用到实验中，加深了学生对书本知识的理解。第二步熟悉器材的过程让学生了解了今后在实验工作中可能会用到的仪器，给了学生很好的学习机会。在设计实验方案的过程中考验了学生获取、提炼信息的能力，可以提高学生的自主学习的能力，加深了学生对实验的理解，从被动学习变为主动学习，也在潜移默化的过程中强化了学生科学思考、独立解决问题的能力。在做实验的过程中，因为是多人一个小组，考验了学生团队协作的能力，也给学生创造了和其他同学沟通交流的机会，在这种互相讨论中可以看到自己没有考虑到的方面，学习别人的长处，认识自己的不足;同时，在实验中锻炼了学生的动手能力和解决突发问题的能力，在实验过程中不可避免的会遇到一些阻力，这需要学生自己摸索、思考来解决，这个过程很有意义。最后在撰写实验报告的过程中，锻炼了学生处理数据，找出问题，总结结果，吸取经验的能力，这个过程给了学生一个总结反思整个过程的机会，帮助学生再一次巩固知识，总结经验教训，也可以意识到实际实验过程中可能遇到的问题，学习解决的方法以及帮助学生形成自己的思维方式。

同时，每个实验的安排都具有一定的目的性和合理性。例如混凝沉淀法处理高浊度水实验设计，实验的主要设备是六联搅拌机和浊度仪。由于胶体颗粒具有带电性，投加混凝剂的多少，会直接影响混凝的效果，投加量不足，或者投加量过多，均不能获得良好的混凝效果。不同水质对应的最优混凝剂投加量也各不相同，需要通过实验的方法加以确定。这个实验的注意事项就是向各烧杯加药剂时尽可能同时投加，避免因时间间隔过长，各水样加药后反应时间长短相差太大，会造成混凝效果悬殊。而在酸性废水中和过滤吹脱实验设计，则需要注意控制好进水出水流速，防止酸性废水溢出，由于这个设备在设计的时候并没有设计气液分离器，需要学生自己课下查阅相关资料和书籍来自行设计。同样，在碱液吸收气体中的二氧化硫实验中，学生通过实验会学习掌握气体采样器的用法，并且熟练掌握了碘量法滴定二氧化硫的方法，这是建立在大二已经学习了基本的化学知识和掌握了滴定实验的基础上的。

第9篇：化学沉淀法的基本原理范文

关键词:废物处理；城市污水；处理技术

中图分类号： TV 文献标识码： A

一、城市污水处理技术发展历程

最早的污水处理技术是英国发明的现在称之为生物膜法的污水处理技术，称之为Moris池，是利用微生物分解污水中的有机物。这个技术在现在称作生物滤池，是生物膜法中的一种，现在还有生物流化床法和生物转盘法等。

中国的污水处理技术发展比较晚，在五六十年代基本还是直接排放到河道之中靠河水的自净来处理污水。随着我国经济的发展，人们开始意识到光靠河水的净化是不能够达到污水的处理要求的，国家开始修建相关的污水处理厂，从八十年代污水处理厂的建立到现在，我国污水处理技术在不断发展，但污水处理能力距离欧美国家还有很大的距离，我国整体的污水处理率还较低，大部分污水得不到净化就排放到自然环境之中，对自然环境造成破坏，因此发展污水处理技术刻不容缓。

二、城市污水处理技术发展回顾

城市废水包括生活污水、工业废水和大气降水，其性质与气候条件、城市规模和排水体制等有关，城市中工业的多少和性质、工业废水预处理程度对其的影响作用明显，尤其当排放重金属、酸、碱、有毒物质、油类等特殊污染物时作用更加明显。一般的城市废水的性质比较相似。城市水污染以水体中的BOD5、COD超标等有机污染最为严重，而难以被生物降解的或有毒有害的有机物都是城市水污染的处理难点和重点。

现在城市的污水处理厂所应用的污水处理技术大体上有几种，下面将着重介绍一下这几种方法。

（一）、生物膜法

生物膜法就是通过微生物附着在污水中的有机杂质上从而氧化为水、二氧化碳等这些对环境无害的化学物质。生物膜法占地面积小而且处理效率高，便于进行管理非常适于中小城市的污水处理，在我国的应用也十分广泛，比起活性污泥处理法更易控制，因而发展的十分迅速。

（二）、活性污泥法

活性污泥法则是微生物悬浮在处理池的水中，因为微生物在悬浮时聚集在一起而使整个看起来像是泥悬浮在水中，因此被称作是活性污泥法。按空间分割的连续流活性污泥法，是指各种功能在不同的空间内完成的活性污泥法。其较成熟的工艺有氧化沟工艺和AB法等，氧化沟工艺与传统工艺相比，其氧化沟为封闭的环状沟，即连续循环曝气池，由于其流态具备推流式和完全混合式的双重特点，因而耐冲击负荷能力强。AB法是吸附生物降解法的简称，属超高负荷活性污泥法，在技术上有突破。其对COD、SS、氮磷的去除率高于常规活性污泥法，并能节省基建投资约20%和能耗15%左右，适合经济水平不高的中小城市。

（三）、氧化法

氧化法有很多种，像是化学氧化的方法、光催化的氧化方法和接触氧化法等。化学氧化的方法主要是向处理池中加入强氧化剂，使污水中的物质在强氧化剂的作用下氧化分解达到净化污水的目的。这种方法的处理效果一般不理想，现在很少有采用这种氧化的方式的。光催化的氧化方法的最基本原理就是光合作用，污水中的有机物在光的照射下进行化学反应，使有机物分解为二氧化碳和水等物质，这种方法操作简单，处理效率高，便于操作，现在很多都在应用这一方法，也促使了这一方法的不断进步。而接触氧化法则是一种介于生物膜法和活性污泥法之间的一种方法，不仅在处理池的滤料上放上微生物，在水中也放上微生物悬浮，可以说是生物膜法和活性污泥法的综合。

（四）、过滤法

过滤法的主要作用是把污水中的悬浮状态污染物进行隔离，常用的设备有格栅和筛网。格栅主要用来截留污水中大于栅条间隙的漂浮物，一般情况下都会布置在污水处理厂或者泵站的进水口。筛网的网孔比较小，主要用来滤除废水中的纤维和纸浆等细小悬浮物。

（五）、沉淀法

沉淀法主要是通过重力作用对水中呈现漂浮状的较大污染物

进行沉降分离。这种方法简单可行，而且分离效果比较好，主要用于挖成沉砂池和沉淀池中的污水处理。

（六）上浮法

上浮法主要用于清除污水中漂浮的污染物，通过投加药剂和加压溶气等措施使一些污染物上浮，从而得到有效处理。在一级处理工艺中，上浮法主要是用来去除污水中的油类杂质。污水中的油粒很小，当其呈现出乳化状态时，应该用加压溶气或者投加混凝剂等措施，让油粒凝集浮升，然后撇除。整个过程都是在隔油池中完成的。

三、城市污水处理技术展望

（一）、水质处理新目标展望

城市废水处理的任务是去除城市废水的悬浮物和BOD5，一般包括3段处理工序，即先去除悬浮固体、粗粒固体、大粒径胶体，然后除城市废水BOD5的30%，对微生物的生命活动过程加以利用，从而对废水中的污染物进行转移和转化，从而使包括细菌在内的微生物充分发挥微生物的作用，然后在生化反应器中将废水中的污染物转化为微生物细胞以及简单形式的无机物，随着环境质量要求的提高，人们开始对污水进行三级处理，使污水成为可用的新的资源。

（二）、污水处理新技术展望

近年来城市污水处理技术的发展方向主要包括对传统的活性污泥法流程和技术进行革新和代替活性污泥法的处理流程和技术的研究，这为城市废水回用的处理流程和技术开发了许多新工艺。

1、间歇式活性污泥法

近几年来，序批式活性污泥法，或间歇式活性污泥法，已发展成多种改良型，主要有传统SBR工艺、CAST工艺等。

CAST工艺是一种循环式活性污泥法，其在传统SBR工艺和ICEAS工艺基础上有一定发展，每组CAST系统包括4个池轮流运转，完成进水、沉淀、反应、闲置和出水工序。该工艺具备SBR工艺一般特，还兼有推流式和完全混合式活性污泥法的优点。处理效果较好，适应水质变化的能力较强。SBR法是间歇式活性污泥法的简称，由于操作烦琐，空气扩散装置容易堵塞，此工艺没有得到推广，随着电子工业的发展，污水处理系统实现了自控运行，间歇式污泥法在美国、日本、德国和加拿大等工业发达国家得到广泛运用。

2、联合生物处理技术

采用单一的活性污染法或生物膜法处理生活污水时，由于方法上的差异，各自的优点和缺点都十分明显。但两者结合使用，可做到优缺点互补。如采用生物膜和悬浮生长工艺相结合的联合处理工艺可以克服单一生物膜法或活性污泥法工艺的不足。对经典AB工艺进行联合工艺的改进，在去除城市污水中的有机碳、氮、和磷方面效果显著。

（三）、工业废水处理与城市污水合并处理

工业废水和城市污水究竟是合并处理还是分别处理, 这个问题在我国显得尤为突出。工业废水和城市污水处理的关系是否能够得到合理的解决, 直接关系到如何发挥投资效益。目前，大多数人已经认识到应该优先考虑工业废水和城市污水的合并处理, 规定工业废水进入城市下水道的水质标准, 同时在厂内采取必要的预处理, 从而控制并处理容易造成的问题, 工厂和城市应该共同负责对城市下水道和污水处理厂的投资费用和运行费用，可以按水量、水质进行合理分摊。

（四）、 城市污水再生利用

污水在经过不同深度的处理后，会成为人们的第二水资源。污水经过处理后如果不能得到合理的使用, 就会淡化污水处理的意义。实践证明，来源比较可靠的再生水是第二水资源之一，然而人们对再生水的认识存在偏见，认为再生水是由污水经过处理后获得的，归根结底还属于污水，所以无法得到重用，这给再生水利用渠道的开发带来了很大困难。面对淡水资源的宝贵要求，人们应该重新认识再生水，并且把再生水利用的渠道拓宽, 因地制宜根据需要确定其利用途径。

（五）、 建设环保型的污水处理厂

污水处理厂是消除污染、化害为利、造福于民的产业，建设污水处理厂首先要消除自身对环境的污染，尤其是随着《环保法》地位在人们心中的提升以及全民环保意识的增强，污水处理厂应该引起对自身污染高度的重视。城市污水处理厂的建设可以从低级到高级、从少到多。所以应结合我国实际，尽可能的开发高效低耗的处理技术，以便在财力和物力不充足的条件下，经济有效地解决城市水污染防治问题。

三、我国城市污水处理对策

水是人类珍贵的地球资源，没有了水人类就无法生存，所以保护水资源，改善水资源环境就刻不容缓。发展污水的处理技术将污水变废为宝是未来污水处理发展的目标。现在对于污水处理技术的研究主要应该一是放在降低处理污水所需要的能源消耗上面，节约能源，尽量运用光和生物这样的生态能源。二是放在改善污水净化后的水质上面，提高污水净化后的水质使水中的污染物减少到最少，同时要注意脱氮脱磷。而且研究减少污泥量的方法，减少污泥的排出。

总之，城市的污水处理技术经过了百年的发展已经取得了一定的成就，随着科技的不断发展，城市的污水处理技术也会不断的进行改进，更好更彻底的对污水进行处理。相信在不久的未来，污水处理技术会使城市的污水不再是应该排放的废水，而是可以再次使用的再生水，为保护淡水资源提供关键技术。

参考文献:

[1]郭卫华.中国百年城市污水处理技术发展简史[D].山西大学，2009.

[2]陈荣.城市污水再生利用系统的构建理论与方法[D].西安建筑科技大学，2011.