沉淀理论理论基础

沉淀理论自由沉淀理论

悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。

沉淀理论分析的假定

1、颗粒为球形

2、沉淀过程中颗粒的大小、形状、质量等不变

3、颗粒只在重力作用下沉淀，不受器壁和其他颗粒影响

4、静水中悬浮颗粒开始沉淀时, 因受重力作用产生加速运动,经过很短的时间后,颗粒的重力与水对其产生的阻力平衡时, 颗粒即等速下沉2100433B

沉淀理论定义

水中悬浮颗粒在水中的沉降，根据其浓度及特征分类：根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型：自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀。

沉淀理论自由沉淀

悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。

沉淀理论絮凝沉淀

悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。

沉淀理论成层沉淀

悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。

沉淀理论压缩沉淀

悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。

沉淀平衡判断沉淀的溶解与生成

利用溶度积K_sp可以判断沉淀的生成、溶解情况以及沉淀溶解平衡移动方向。

（1）当Q_c>K_sp时是过饱和溶液，反应向生成沉淀方向进行，直至达到沉淀溶解平衡状态（饱和为止）；

（2）当Q_c=K_sp时是过饱和溶液时是饱和溶液，达到沉淀溶解平衡状态；

（3）当Q_c sp时是不饱和溶液，反应向沉淀溶解的方向进行，直至达到沉淀溶解平衡状态（饱和为止）。

以上规则称为溶度积规则。沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小，控制离子浓度的大小，可以使反应向所需要的方向转化。

沉淀平衡判断沉淀的转化

所谓沉淀的转化，是指在含有一种难溶物沉淀的溶液中，加入另一种沉淀剂，是原来的沉淀转化成另一种沉淀。例如，在有AgCrO ₄（砖红色）沉淀的溶液中，滴加NaCl溶液，AgCrO4沉淀迅速地转化成AgCl（白色）沉淀。

根据平衡移动原理，利用难溶物质的溶解度使沉淀进行转化。即由一种难溶的物质（溶解浓度大）转化成更难溶的物质（溶解浓度小）才能发生，反之，就难以使沉淀转化，这就是沉淀转化的条件。

因此，沉淀转化的过程，实际上也是平衡移动原理的体现，其中包含两个过程：旧沉淀的溶解和新沉淀的生成。旧沉淀的溶解度越大，新沉淀的溶解度越小，沉淀的转化越容易进行，反之，就难于进行，甚至不可能。但是，在新沉淀和旧沉淀的溶解度相差不大的时候，两个方向的转化都有可能，这是转化过程的方向取决于两种沉淀例子浓度的大小。

为了得到纯净、较大的晶粒，以及结构紧密、易于洗涤的沉淀物，在沉淀时应根据沉淀物的性质控制适当的沉淀条件。

一、晶形沉淀的沉淀条件：

1）沉淀应在稀溶液中进行。

2）在不断搅拌下将沉淀剂缓慢地加入热溶液中。

3）选择合适的沉淀剂。

4）进行陈化。

二、非晶形沉淀物的沉淀条件：

1）在较浓的溶液中进行沉淀，沉淀剂加入的速度要快一些。

2）在热溶液中及电解质存在的条件下进行沉淀。

3）趁热过滤、洗涤沉淀物，不必陈化。

4）必要时应进行再沉淀。

沉淀平衡具有以下特征，“逆”、“等”、“动”、“定”、“变”：

（1）“逆”：其过程为可逆过程；

（2）“等”：沉淀平衡过程的沉积和溶解速率相等；

（3）“动”：平衡为动态平衡；

（4）“定”：离子浓度一定；

（5）“变”：改变温度、浓度等条件，沉淀溶解平衡会发生移动直到建立一个新的沉淀溶解平衡。