絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝課件

1、絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝1 絮凝反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備絮凝反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備 匯報(bào)人：毛彩彩2014.3.13絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝21絮凝原理絮凝原理2絮凝劑絮凝劑3工藝工藝應(yīng)用應(yīng)用4絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝31. 絮絮凝凝原原理理絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝41.1 dlvo理論1. 絮絮凝凝原原理理絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝5其中，va 引力勢(shì)能 r為離子半徑 h 離子表面間的最短距離 a 范德華常數(shù)1.1 dlvo理論12aarvh 1. 絮絮凝凝原原理理絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝6其中，vr 斥力勢(shì)能 r為離子半徑 h 離子表面間的最短距離 0 表面電勢(shì) n0 溶液中正或負(fù)離子

2、的數(shù)密度 z 電解質(zhì)離子電荷數(shù)2002221/2000064exp()exp(/ 2)12=exp(/ 2)1rrn ktvhzektz e nzektkt其中，（）1絮絮凝凝原原理理1.1 dlvo理論絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝7圖 斥力勢(shì)能與引力勢(shì)能的疊加 (a) 低電解質(zhì)濃度 (b) 中等電解質(zhì)濃度 (c) 高電解質(zhì)濃度絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝8 1絮絮凝凝原原理理1.1 dlvo理論臨界聚沉?xí)r 及相應(yīng)聚沉值200264exp()12rarn ktarvhvh 0n354026()=ktca z聚沉值絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝9吸附架橋機(jī)理主要是指投加的水溶性鏈狀高分子聚合物在靜

3、電引力、范德華引力和氫鍵力等作用下，通過(guò)活性部位與膠體和細(xì)微懸浮物發(fā)生吸附，將微粒搭橋聯(lián)結(jié)為一個(gè)個(gè)絮凝體（俗稱礬花）的過(guò)程，其模式如下圖所示：1絮絮凝凝原原理理1.2 吸附架橋絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝101.2 吸附架橋(a)初期吸附；(b)絮凝體形成絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝11當(dāng)采用鐵、鋁鹽等高價(jià)金屬鹽類作混凝劑，且其投加量大到足以使它們迅速生成難溶性氫氧化物（如al(oh)3、fe(oh)3）或金屬碳酸鹽時(shí)，水中的膠粒和細(xì)微懸浮物可被這些沉淀物在形成時(shí)作為晶核或吸附質(zhì)予以捕獲而其同沉降下來(lái)。1絮絮凝凝原原理理1.3 網(wǎng)捕作用絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝12微生物作用相當(dāng)于高分子絮凝

4、劑，且微生物通過(guò)自身代謝作用分泌出能產(chǎn)生絮凝作用的物質(zhì)。1絮絮凝凝原原理理1.4 生物絮凝劑作用絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝132絮絮凝凝劑劑2.1 無(wú)機(jī)絮凝劑無(wú)機(jī)低分子絮凝劑無(wú)機(jī)陽(yáng)離子絮凝劑硫酸鋁、明礬、硫酸亞鐵等無(wú)機(jī)陰離子絮凝劑無(wú)機(jī)陰離子絮凝劑氧化鈣、碳酸鈣、氫氧化鈉氧化鈣、碳酸鈣、氫氧化鈉等等無(wú)機(jī)高分子絮凝劑鋁鹽無(wú)機(jī)高分子絮凝劑堿式氯化鋁、堿式硫酸鋁等鐵鹽無(wú)機(jī)高分子絮凝劑堿式氯化鐵、堿式硫酸鐵等硅酸金屬鹽及各種復(fù)合絮凝劑無(wú)機(jī)復(fù)合型、有機(jī)復(fù)合型絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝142絮絮凝凝劑劑2.2 有機(jī)絮凝劑人工合成有機(jī)高分子絮凝劑有機(jī)陽(yáng)離子絮凝劑陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺有機(jī)陰離子絮凝劑陰離子聚丙

5、烯酰胺兩性有機(jī)絮凝劑實(shí)驗(yàn)室合成，沒(méi)有產(chǎn)品市場(chǎng)非離子有機(jī)絮凝劑聚丙烯酞胺、聚氧化乙烯天然有機(jī)高分子絮凝劑淀粉衍生物、纖維素衍生物、甲殼素衍生物、植物膠改性產(chǎn)物、多糖類蛋白質(zhì)改性產(chǎn)物等絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝152絮絮凝凝劑劑2.3 生物絮凝劑利用微生物細(xì)胞壁提取物的絮凝劑利用微生物細(xì)胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑直接利用微生物細(xì)胞的絮凝劑克隆技術(shù)所獲得的絮凝劑絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝163絮絮凝凝工工藝藝絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝17微渦流絮凝工藝的核心是微渦流絮凝器，其為空心球體結(jié)構(gòu)，表面開(kāi)有小孔，當(dāng)水流以適當(dāng)?shù)牧魉俅┻^(guò)小孔，在殼體內(nèi)外表面處產(chǎn)生大量的小渦流，同時(shí)因殼體流速較小，形成絮凝泥渣層，

6、泥渣層對(duì)水流的擾動(dòng)產(chǎn)生微渦流。3絮絮凝凝工工藝藝3.1 微渦流絮凝工藝絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝18微渦流絮凝工藝的特點(diǎn)是：絮凝效率高，與傳統(tǒng)工藝相比產(chǎn)水量可提高50100%；反應(yīng)時(shí)間短，只要58分鐘，是傳統(tǒng)工藝的1/3/1/2；絮體質(zhì)量高，有利于提高沉淀效率；水量水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng)，可適應(yīng)負(fù)荷50120范圍內(nèi)變化；出水質(zhì)量穩(wěn)定，絮凝劑消耗降低1020%，濾池反洗水節(jié)約30%以上；安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，改造只需少量土建改動(dòng)，微渦流絮凝器直接投入使用，施工周期短，且絮凝器不易堵塞，便于清洗，壽命長(zhǎng)。 3絮絮凝凝工工藝藝微渦流絮凝工藝特點(diǎn)絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝19 隔板絮凝池是應(yīng)用歷史悠久、

7、目前仍常應(yīng)用的一種水力攪拌絮凝池，有往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種。 隔板絮凝池優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便。 缺點(diǎn)是流量變化大者，絮凝效果不穩(wěn)定，與折板及網(wǎng)格絮凝池相比，因水流條件不甚理想，能量消耗（即水頭損失）中的無(wú)效部分比例較大，故需較長(zhǎng)絮凝時(shí)間，池子容積較大。 3絮絮凝凝工工藝藝3.2 隔板絮凝工藝絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝20折板絮凝池的優(yōu)點(diǎn)是：水流在同波折板之間曲折流動(dòng)或在異波折板之間縮放、流動(dòng)且連續(xù)不斷，以至形成眾多的小渦旋，提高了顆粒碰撞絮凝效果。與隔板絮凝池相比，水流條件大大改善，亦即在總的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝時(shí)間可以縮短，池子體積減小。折板絮凝池的缺點(diǎn)是：因板

8、距小，安裝維修較困難，折板費(fèi)用較高。 3絮絮凝凝工工藝藝3.3 折板絮凝工藝絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝21網(wǎng)格絮凝池的優(yōu)點(diǎn)是：水頭損失小，絮凝時(shí)間較短、效果較好。網(wǎng)格絮凝池的缺點(diǎn)是：存在末端池底積泥現(xiàn)象，及網(wǎng)格上滋生藻類、堵塞網(wǎng)眼現(xiàn)象。 3絮絮凝凝工工藝藝3.4 網(wǎng)格絮凝工藝絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝22比較項(xiàng)目反應(yīng)時(shí)間優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)隔板工藝20 30 min1 、絮凝效果較好2 、構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便1 、絮凝時(shí)間較長(zhǎng)2 、出水流量不易分配均勻3 、水量變化大者絮凝效果不穩(wěn)定折板工藝12 20 min1 、絮凝時(shí)間較短2 、絮凝效果較好1 、構(gòu)造較復(fù)雜，安裝維修較困難2 、水量變化影響絮凝效

9、果3 、折板費(fèi)用較高網(wǎng)格工藝12 20 min1. 、絮凝時(shí)間較短2 、絮凝效果較好3 、構(gòu)造簡(jiǎn)單1 、水量變化影響絮凝效果2 、存在末端池底積泥現(xiàn)象3 、網(wǎng)格容易滋生藻類，堵塞網(wǎng)眼微渦流工藝5 8 min1 、絮凝時(shí)間很短2 、絮凝效果很好3 、抗沖擊能力強(qiáng)4 、構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工周期短1 、核心產(chǎn)品加工工藝要求較高絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝23械絮凝池的優(yōu)點(diǎn)是，可根據(jù)水量、水質(zhì)的變化隨時(shí)調(diào)節(jié)各個(gè)絮凝池的攪拌強(qiáng)度，以達(dá)到最佳的絮凝g值，取得最佳絮凝效果。因此，絮凝效果好，消耗能量少，可適用于各種規(guī)模的水處理廠。缺點(diǎn)是與折板、網(wǎng)格絮凝池相比，絮凝時(shí)間稍長(zhǎng)，特別是增加了一套機(jī)械沒(méi)備，使工程造價(jià)增加

10、，同時(shí)也增加了設(shè)備管理維修工作量。 3絮絮凝凝工工藝藝3.4 機(jī)械反應(yīng)池工藝絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝244絮絮凝凝應(yīng)應(yīng)用用絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝25吉林市三水廠始建于1975年，于2006年末進(jìn)行擴(kuò)建工程。改建后其絮凝沉淀工藝流程如下： 4絮絮凝凝應(yīng)應(yīng)用用4.1微渦流絮凝反應(yīng)池混凝劑（pac）投加采用水下攝像法fcd值作中饋管道混合輔以靜態(tài)混合器的快速混合微渦網(wǎng)格絮凝池小間距斜板沉淀池絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝264絮絮凝凝應(yīng)應(yīng)用用4.1微渦流絮凝反應(yīng)池豎井一檔流速為0.29m/s，規(guī)范值為0.14m/s ；豎井二檔流速為0.16m/s，規(guī)范值為0.12m/s；豎井三檔流速為0.1

11、1m/s，規(guī)范值為0.1m/s.孔洞一檔流速0.66m/s，規(guī)范值為0.3m/s；孔洞二檔流速0.39m/s，規(guī)范值為0.12m/s；空洞三檔流速0.19m/s，規(guī)范值為0.1m/s。絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝274絮絮凝凝應(yīng)應(yīng)用用4.2 豎流式相對(duì)折板絮凝池江蘇省吳江凈水廠一期工程設(shè)計(jì)規(guī)模為35104m3/d,二期工程為25104m3/d,總供水規(guī)模達(dá)60104m3/d。水源為東太湖,采用機(jī)械快速混合、豎流式相對(duì)折板絮凝池,絮凝劑為液體硫酸鋁。混合池、絮凝池與平流沉淀池合建。工藝流程見(jiàn)下圖。絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝284絮絮凝凝應(yīng)應(yīng)用用4.2 豎流式相對(duì)折板絮凝池吳江凈水廠采用多道并聯(lián)

12、、單通道3級(jí)串聯(lián)的絮凝池,施工簡(jiǎn)易、精度高,實(shí)際運(yùn)行效果良好。絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝294絮絮凝凝應(yīng)應(yīng)用用4.2 豎流式相對(duì)折板絮凝池絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝304絮絮凝凝應(yīng)應(yīng)用用4.2 豎流式相對(duì)折板絮凝池一期工程設(shè)2組4座絮凝池,每座由7道豎流式折板絮凝單元并聯(lián)而成,折板采用60相對(duì)折板,寬度為500mm,不銹鋼材質(zhì)。總絮凝時(shí)間為15min,具體參數(shù)見(jiàn)下表:絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝314絮絮凝凝應(yīng)應(yīng)用用4.3 化學(xué)生物絮凝反應(yīng)池上海竹園第一污水處理廠的設(shè)計(jì)工藝流程為：快速混合池化學(xué)生物絮凝反應(yīng)池沉淀池。該廠的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)： bod5為120mg/l，cod為250mg/l，ss為150 mg/l，nh3一n為30mg/l，tp為4 mg/l。近期設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為：cod150mg/l，bod560 mg/l，ss40 mg/l，nh3一n30mg/l，tp1 mg/l。該水廠設(shè)計(jì)18 m99m65 m的反應(yīng)池48座絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝324絮絮凝凝應(yīng)應(yīng)用用4.3 化學(xué)生物絮凝反應(yīng)池混合反應(yīng)沉淀池的局部區(qū)域示意圖絮凝反應(yīng)原理與絮凝劑及其工藝334絮絮凝凝應(yīng)應(yīng)用用4.3 化學(xué)生物絮凝反應(yīng)池反應(yīng)池停留時(shí)間為0.6h。g值分為三段控制：第一段為100150s-1，第二段為5080 s-1，第三段為3050s-1。攪拌空氣量用g值來(lái)計(jì)算，同時(shí)第一段用生物吸附