第4章化學(xué)混凝ppt課件

1、CompanyLOGO第第 4 4 章章化學(xué)混凝化學(xué)混凝Coagulation and Coagulation and FlocculationFlocculation第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、混凝的作用一、混凝的作用 混凝所處理的對象，主要是水和廢水中的微小混凝所處理的對象，主要是水和廢水中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。懸浮物和膠體雜質(zhì)。二、凝聚、絮凝和混凝二、凝聚、絮凝和混凝 凝聚：投加混凝劑后水中的膠體失去穩(wěn)定性，凝聚：投加混凝劑后水中的膠體失去穩(wěn)定性，膠體顆?；ハ嗄郏瑯?gòu)成膠體顆?；ハ嗄?，構(gòu)成“小礬花小礬花”。 絮凝：絮凝：“小礬花通過吸附、卷帶、架橋等作小礬花通過吸附、卷帶、架橋等作用

2、形成顆粒較大絮凝體的過程。用形成顆粒較大絮凝體的過程。 混凝：凝聚、絮凝兩個過程的總稱?；炷耗?、絮凝兩個過程的總稱。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述三、天然水中的膠體雜質(zhì)三、天然水中的膠體雜質(zhì) 通常是負(fù)電荷膠體，如粘土、細(xì)菌、病毒、藻通常是負(fù)電荷膠體，如粘土、細(xì)菌、病毒、藻類、腐殖質(zhì)等。類、腐殖質(zhì)等。 四、混凝的應(yīng)用四、混凝的應(yīng)用 給水處理：給水處理： 廢水處理：廢水處理：五、混凝的特點(diǎn)五、混凝的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，操作方便；優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，操作方便； 便于間歇運(yùn)行，效果好。便于間歇運(yùn)行，效果好。 缺陷：運(yùn)行費(fèi)用高；沉渣量大，處置困難。缺陷：運(yùn)行費(fèi)用高；沉渣量大，處置困難。第二節(jié)第二節(jié) 膠體的特

3、性膠體的特性 一、膠體的基本特性一、膠體的基本特性二、膠體的結(jié)構(gòu)二、膠體的結(jié)構(gòu)膠團(tuán)膠團(tuán)膠粒膠粒擴(kuò)散層擴(kuò)散層膠核膠核吸附層吸附層第二節(jié)第二節(jié) 膠體的特性膠體的特性 第二節(jié)第二節(jié) 膠體的特性膠體的特性 三、雙電層理論三、雙電層理論 電位離子的靜電引力，在其電位離子的靜電引力，在其周圍又吸附了大量的反周圍又吸附了大量的反( (異號異號) )離子，形成了所謂的離子，形成了所謂的“雙電雙電層層”。 中心稱為膠核，表面選擇吸附或電離形成的帶有同號電荷的離子稱為膠中心稱為膠核，表面選擇吸附或電離形成的帶有同號電荷的離子稱為膠體的電位離子。體的電位離子。第二節(jié)第二節(jié) 膠體的特性膠體的特性 擴(kuò)散層：距電位離子較

4、遠(yuǎn)的擴(kuò)散層：距電位離子較遠(yuǎn)的異號離子受到的引力較弱，異號離子受到的引力較弱，不能隨膠核一起運(yùn)動；密度不能隨膠核一起運(yùn)動；密度距膠核距離增大而減小，符距膠核距離增大而減小，符合合BoltzmannBoltzmann分布。分布。吸附層：緊靠電位離子的部吸附層：緊靠電位離子的部分異號離子被牢固的吸引著，分異號離子被牢固的吸引著，隨膠核一起運(yùn)動，形成固定隨膠核一起運(yùn)動，形成固定的離子層。的離子層。第二節(jié)第二節(jié) 膠體的特性膠體的特性 電動電位電動電位(電位電位):膠粒與擴(kuò)散層之間有膠粒與擴(kuò)散層之間有一個電位差。一個電位差?？傠娢豢傠娢?電電位位):膠核表面膠核表面的電位離子的電位離子形成的電位。形成的電

5、位。四、膠體的類型四、膠體的類型 ( (一一) ) 疏水性膠體憎水性膠體）疏水性膠體憎水性膠體） 吸附層中的離子直接與膠核接觸，水分子不吸附層中的離子直接與膠核接觸，水分子不能直接接觸膠核。如氫氧化鋁、二氧化硅在水中能直接接觸膠核。如氫氧化鋁、二氧化硅在水中形成的膠體。形成的膠體。 ( (二二) ) 親水性膠體親水性膠體 膠核表面存在某些極性基團(tuán)和水分子親和力膠核表面存在某些極性基團(tuán)和水分子親和力很大，使水分子直接吸附到膠核表面而形成一層很大，使水分子直接吸附到膠核表面而形成一層水化膜的膠體。水化膜的膠體。第二節(jié)第二節(jié) 膠體的特性膠體的特性 五、膠體的穩(wěn)定性五、膠體的穩(wěn)定性 膠體的穩(wěn)定性，指膠

6、體粒子在水中長期保持膠體的穩(wěn)定性，指膠體粒子在水中長期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。分散懸浮狀態(tài)的特性。 穩(wěn)定因素穩(wěn)定因素 靜電斥力靜電斥力 布朗運(yùn)動布朗運(yùn)動 水化作用水化作用 不穩(wěn)定因素不穩(wěn)定因素 范德華引力范德華引力 布朗運(yùn)動布朗運(yùn)動 重力作用重力作用第二節(jié)第二節(jié) 膠體的特性膠體的特性 第三節(jié)第三節(jié) 混凝原理混凝原理 根據(jù)膠體的特性，在水處理中破壞膠體的穩(wěn)根據(jù)膠體的特性，在水處理中破壞膠體的穩(wěn)定性的方法：定性的方法： 投加電解質(zhì)；投加電解質(zhì)； 投加電荷不同或水化作用不同的膠體或產(chǎn)投加電荷不同或水化作用不同的膠體或產(chǎn)生此類膠體的電解質(zhì)；生此類膠體的電解質(zhì)； 投加高分子物質(zhì)；投加高分子物質(zhì)； 接觸凝

7、聚。接觸凝聚。 化學(xué)混凝的機(jī)理至今仍未完全清楚。因為它涉及的因素很多，化學(xué)混凝的機(jī)理至今仍未完全清楚。因為它涉及的因素很多，如水中雜質(zhì)的成分和濃度、水溫、水的如水中雜質(zhì)的成分和濃度、水溫、水的pH值、堿度，以及混凝劑的值、堿度，以及混凝劑的性質(zhì)和混凝條件等。性質(zhì)和混凝條件等。 (一一) 雙電層壓縮機(jī)理雙電層壓縮機(jī)理 (二二) 吸附電中和機(jī)理吸附電中和機(jī)理 (三三) 吸附架橋機(jī)理吸附架橋機(jī)理 (四四) 沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理 第三節(jié)第三節(jié) 混凝原理混凝原理 一、雙電層壓縮一、雙電層壓縮溶液中離子濃度低溶液中離子濃度高反離子濃度 1、憎水性膠體、憎水性膠體 向溶液中投加電解質(zhì)，溶液中離子濃度

8、增加，向溶液中投加電解質(zhì)，溶液中離子濃度增加，擴(kuò)散層的厚度將從圖上的擴(kuò)散層的厚度將從圖上的oa減小到減小到ob。 第三節(jié)第三節(jié) 混凝原理混凝原理 擴(kuò)散層厚度的減小，擴(kuò)散層厚度的減小，電位相應(yīng)降低，膠粒間的相互電位相應(yīng)降低，膠粒間的相互排斥力也減少。排斥力也減少。 擴(kuò)散層減薄，顆粒相撞時的距離減少，相互間的吸引擴(kuò)散層減薄，顆粒相撞時的距離減少，相互間的吸引力變大。力變大。 相互碰撞時，顆粒間排斥力與吸引力的合力由斥力為相互碰撞時，顆粒間排斥力與吸引力的合力由斥力為主變?yōu)橐砸橹鳎w粒就能相互凝聚。主變?yōu)橐砸橹鳎w粒就能相互凝聚。(1)水 中 離 子 濃 度 高最 大 排 斥 勢 能a吸引排

9、斥顆 粒 間 距合 力 fa-fb吸引(2)水 中 離 子 濃 度 低排斥顆 粒 間 距第三節(jié)第三節(jié) 混凝原理混凝原理 SchulzeHardy法則： 濃度相同的電解質(zhì)破壞膠體穩(wěn)定性的效力隨離子價數(shù)的增加而加大。25001500:5020:1:32MMM 重新穩(wěn)定現(xiàn)象重新穩(wěn)定現(xiàn)象: : 當(dāng)混凝劑投量過多時，凝聚效當(dāng)混凝劑投量過多時，凝聚效果下降的現(xiàn)象。緣由：膠體吸附電解質(zhì)，表面電荷果下降的現(xiàn)象。緣由：膠體吸附電解質(zhì)，表面電荷重新分布。重新分布。第三節(jié)第三節(jié) 混凝原理混凝原理 2、親水性膠體、親水性膠體 親水性膠體雖然也存在雙電層結(jié)構(gòu)，但親水性膠體雖然也存在雙電層結(jié)構(gòu)，但電電位對膠體穩(wěn)定性的影響

10、遠(yuǎn)小于水化膜的影響。位對膠體穩(wěn)定性的影響遠(yuǎn)小于水化膜的影響。 投加的藥劑其水化作用強(qiáng)于膠核，爭奪膠核投加的藥劑其水化作用強(qiáng)于膠核，爭奪膠核表面的水分子，使其水化膜厚度減小。表面的水分子，使其水化膜厚度減小。第三節(jié)第三節(jié) 混凝原理混凝原理 異號膠粒間相互吸引達(dá)到電中和而凝聚； 大膠粒吸附許多小膠?；虍愄栯x子，電位降低，吸引力使同號膠粒相互靠近發(fā)生凝聚。第三節(jié)第三節(jié) 混凝原理混凝原理 二、吸附電中和機(jī)理二、吸附電中和機(jī)理 混凝劑一般為高價電解質(zhì)或聚合離子?；炷齽┮话銥楦邇r電解質(zhì)或聚合離子。 再穩(wěn)現(xiàn)象：過多投加多核絡(luò)合離子，膠核的再穩(wěn)現(xiàn)象：過多投加多核絡(luò)合離子，膠核的強(qiáng)烈吸附作用，使膠體重新帶電強(qiáng)烈

11、吸附作用，使膠體重新帶電( (電荷異號電荷異號) ) 而出而出現(xiàn)的再穩(wěn)現(xiàn)象?，F(xiàn)的再穩(wěn)現(xiàn)象。 吸附架橋作用是指鏈狀高分子聚合物在靜電吸附架橋作用是指鏈狀高分子聚合物在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用下，通過活性部引力、范德華力和氫鍵力等作用下，通過活性部位與膠粒和細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的現(xiàn)象。位與膠粒和細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的現(xiàn)象。第三節(jié)第三節(jié) 混凝原理混凝原理 三、吸附架橋機(jī)理三、吸附架橋機(jī)理膠體再穩(wěn)現(xiàn)象膠體再穩(wěn)現(xiàn)象 (1) (1) 高分子聚合物濃度較高時，對膠粒的包高分子聚合物濃度較高時，對膠粒的包裹，產(chǎn)生裹，產(chǎn)生“膠體保護(hù)膠體保護(hù)作用。作用。 (2) (2) 膠粒較少，高分子聚合物的纏

12、繞膠粒較少，高分子聚合物的纏繞作用；作用； (3) (3) 長時間的劇烈攪拌。長時間的劇烈攪拌。第三節(jié)第三節(jié) 混凝原理混凝原理 投加混凝劑形成的大量金屬氫氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3或帶金屬碳酸鹽(CaCO3)沉淀，可以網(wǎng)捕、卷掃水中的膠粒；水中的膠粒以這些沉淀為核心產(chǎn)生絮凝沉淀。 混凝劑最佳投加量與被除去物質(zhì)的濃度成反比，膠粒越多，金屬混凝劑投加量越少。第三節(jié)第三節(jié) 混凝原理混凝原理 四、沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理四、沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理 在混凝過程中，上述現(xiàn)象常不是單獨(dú)存在的，往往同時存在，只是在一定情況下以某種現(xiàn)象為主。第三節(jié)第三節(jié) 混凝原理混凝原理 第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑

13、 一、混凝劑的分類一、混凝劑的分類 傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑和無機(jī)高分子混凝劑。傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑和無機(jī)高分子混凝劑。 (1) 鋁鹽鋁鹽 硫酸鋁硫酸鋁Al2(SO4)318H2O） 明礬明礬K2SO4Al2(SO4)324H2O） 在水溫低的情況下，絮粒較輕而疏松，處理在水溫低的情況下，絮粒較輕而疏松，處理效果較差。效果較差。 pH有效范圍較窄，在有效范圍較窄，在5.5-8之間。之間。 投加量大。投加量大。二、無機(jī)混凝劑二、無機(jī)混凝劑第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 鋁鹽的混凝過程：鋁鹽的混凝過程： Al3+以以Al(OH)63+的形態(tài)存在，的形態(tài)存在， 水解：水解： Al(H2O)63+第四節(jié)第

14、四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 Al (OH)(H2O)52+ + H+Al(OH )2(H2O)4+ + H+Al(OH )3(H2O)3 + H+pH4pH45 pH78 單核絡(luò)合物通單核絡(luò)合物通OH-橋鍵縮聚成單羥基絡(luò)合物：橋鍵縮聚成單羥基絡(luò)合物： Al(H2O)63+Al(OH)(H2O)52+Al2(OH)(H2O)105+H2O 兩個單羥基絡(luò)合物可縮合成雙羥基雙核絡(luò)合物：兩個單羥基絡(luò)合物可縮合成雙羥基雙核絡(luò)合物： OH 2Al (OH)(H2O)52+ = (H2O)-4Al Al(H2O)44+ + 2H2O OH 第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 生成物生成物Al

15、2(OH)2(OH)84+還可進(jìn)一步縮合成還可進(jìn)一步縮合成Al3(OH)4(H2O)105+ 縮合產(chǎn)物同時也會發(fā)生水解反應(yīng)：縮合產(chǎn)物同時也會發(fā)生水解反應(yīng)： Al3(OH)4(H2O)105+ Al3(OH)5(H2O)94+ + H+ 水解與縮聚兩種反應(yīng)交替進(jìn)行，最終生成聚合度極大水解與縮聚兩種反應(yīng)交替進(jìn)行，最終生成聚合度極大的中性氫氧化鋁，濃度超過其溶解度時析出氫氧化鋁沉淀。的中性氫氧化鋁，濃度超過其溶解度時析出氫氧化鋁沉淀。 Al3+在水中的存在狀態(tài)和在水中的存在狀態(tài)和pH有關(guān)有關(guān) pH較低，高電荷低聚合度的絡(luò)合物占多數(shù)；較低，高電荷低聚合度的絡(luò)合物占多數(shù)； pH較高，低電荷高聚合度的絡(luò)合

16、物占多數(shù)。較高，低電荷高聚合度的絡(luò)合物占多數(shù)。第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 不同產(chǎn)物的作用不同產(chǎn)物的作用 對于高電荷低聚合度的水解聚合物，主要起到對于高電荷低聚合度的水解聚合物，主要起到壓縮雙電層和吸附架橋作用；壓縮雙電層和吸附架橋作用； 對于低電荷高聚合度的水解聚合物，主要起到吸對于低電荷高聚合度的水解聚合物，主要起到吸附架橋作用和沉淀網(wǎng)捕作用；附架橋作用和沉淀網(wǎng)捕作用； 對于高聚合度的水解沉淀物，以吸附、網(wǎng)捕、卷對于高聚合度的水解沉淀物，以吸附、網(wǎng)捕、卷帶作用為主。帶作用為主。 (2) 鐵鹽鐵鹽 三氯化鐵三氯化鐵FeCl36H2O） 硫酸亞鐵硫酸亞鐵FeSO47H2O） 生成

17、的絮粒在水中的沉淀速度較快；生成的絮粒在水中的沉淀速度較快； 處理濁度高、水溫較低的廢水，效果較顯著；處理濁度高、水溫較低的廢水，效果較顯著； FeCl3容易吸水潮解，故不易保管；腐蝕性強(qiáng)，容易吸水潮解，故不易保管；腐蝕性強(qiáng)，對混凝土也產(chǎn)生腐蝕作用；生成對混凝土也產(chǎn)生腐蝕作用；生成Fe(OH)2它的溶它的溶解度很大，殘留水中的解度很大，殘留水中的Fe2+會使處理后的水帶色，會使處理后的水帶色， 第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 (3) 無機(jī)高分子混凝劑無機(jī)高分子混凝劑 聚合氯化鋁聚合氯化鋁 (堿式氯化鋁，簡稱堿式氯化鋁，簡稱PAC) 化學(xué)通式為化學(xué)通式為Al2(OH)nCl6-nm,

18、式中式中n5，m10。 制備：以鋁灰或含鋁礦物作原料，采用酸溶法或制備：以鋁灰或含鋁礦物作原料，采用酸溶法或堿溶法加工制成的。堿溶法加工制成的。堿式氯化鋁堿式氯化鋁李潤生李潤生 A、對水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，適用、對水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，適用pH范圍廣，范圍廣，5-9之間；之間； B、絮凝體形成快，比重大，沉降性好；、絮凝體形成快，比重大，沉降性好； C、投藥量低。、投藥量低。 D、堿化度較高，對設(shè)備的腐蝕性小，處理后的水、堿化度較高，對設(shè)備的腐蝕性小，處理后的水pH和堿度下降較小。和堿度下降較小。第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 聚合硫酸鐵(堿式硫酸鐵)(簡寫PFS) 化學(xué)通式為Fe2(OH)n(S

19、O4)3- n/2m 式中n10。 A、適用范圍廣：pH 4-11；低水溫，混凝效果穩(wěn)定； B、用量小，絮凝體沉降性能好； C、COD去除率和脫色效果好； D、處理后水中鐵殘留量低，腐蝕性較小。第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 天然高分子混凝劑天然高分子混凝劑 人工合成高分子混凝劑，水處理中常用陰離子型、人工合成高分子混凝劑，水處理中常用陰離子型、陽離子型、非離子型陽離子型、非離子型3 3種高分子混凝劑。種高分子混凝劑。第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 三、有機(jī)混凝劑三、有機(jī)混凝劑 (1) 天然高分子混凝劑天然高分子混凝劑 主要有動物膠、淀粉、甲殼素等。主要有動物膠、淀粉、

20、甲殼素等。 特點(diǎn)：電荷密度小，分子量較低，且易發(fā)生降解而失特點(diǎn)：電荷密度小，分子量較低，且易發(fā)生降解而失去活性。去活性。 (2) 人工合成高分子混凝劑人工合成高分子混凝劑 陰離子型：主要含陰離子型：主要含-COOM(M為為H+或金屬離子或金屬離子)或或 -SO3H的聚合物，如陰離子聚丙烯酰胺的聚合物，如陰離子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚苯乙和聚苯乙烯磺酸鈉烯磺酸鈉PSS等。等。 陽離子型：主要是含有陽離子型：主要是含有-NH3+、-NH2+和和-N+R4的的聚合物，如陽離子聚丙烯酰胺聚合物，如陽離子聚丙烯酰胺APAM等。等。 非離子型：所含基團(tuán)未發(fā)生反應(yīng)的聚合物。如非離非離子型：所含基團(tuán)未發(fā)生反

21、應(yīng)的聚合物。如非離子型聚丙烯酰胺子型聚丙烯酰胺NPAM和聚氧化乙烯和聚氧化乙烯(PEO)等。等。第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 簡稱簡稱PAM，又稱三號混凝劑，又稱三號混凝劑，PAM的分子結(jié)構(gòu)通式為：的分子結(jié)構(gòu)通式為： PAM是線狀水溶性高分子，其分子量在是線狀水溶性高分子，其分子量在300-1800萬。萬。 陰離子聚丙烯酰胺陰離子聚丙烯酰胺(CPAM) 陽離子聚丙烯酰胺陽離子聚丙烯酰胺APAM） 非離子型聚丙烯酰胺非離子型聚丙烯酰胺NPAM） 兩性離子型聚丙烯酰胺兩性離子型聚丙烯酰胺NPAM） 第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 (3) 高分子混凝劑

22、的作用高分子混凝劑的作用 靠氫鍵、靜電、范德華力的作用對膠粒強(qiáng)烈靠氫鍵、靜電、范德華力的作用對膠粒強(qiáng)烈的吸附作用。的吸附作用。 高聚合度的線型高分子在溶液中保持適當(dāng)?shù)母呔酆隙鹊木€型高分子在溶液中保持適當(dāng)?shù)纳煺剐螤?，從而發(fā)揮吸附架橋作用，把許多細(xì)小伸展形狀，從而發(fā)揮吸附架橋作用，把許多細(xì)小顆粒吸附后，纏結(jié)在一起。顆粒吸附后，纏結(jié)在一起。第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 有機(jī)高分子混凝劑使用時須注意的問題：有機(jī)高分子混凝劑使用時須注意的問題： 與其他混凝劑共同使用時的投加順序：與其他混凝劑共同使用時的投加順序： 當(dāng)廢水低濁度時，宜先投其他混凝劑；當(dāng)廢當(dāng)廢水低濁度時，宜先投其他混凝劑；當(dāng)廢

23、水濁度高時，應(yīng)先投加水濁度高時，應(yīng)先投加PAM。 高分子混凝劑最佳投加量的確定。高分子混凝劑最佳投加量的確定。 在高分子混凝劑使用時，應(yīng)盡量采用較低的在高分子混凝劑使用時，應(yīng)盡量采用較低的濃度。濃度。第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 有機(jī)高分子混凝劑有機(jī)高分子混凝劑 天然有機(jī)高分子混凝劑：如殼聚糖及其改性產(chǎn)物、淀天然有機(jī)高分子混凝劑：如殼聚糖及其改性產(chǎn)物、淀粉改性粉改性 聚丙烯酰銨改性產(chǎn)品：陰離子型、陽離子型、非離子聚丙烯酰銨改性產(chǎn)品：陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性型、兩性 無機(jī)混凝劑無機(jī)混凝劑 無機(jī)復(fù)合混凝劑的研制，如：聚硅酸鋁、聚硅酸鐵、無機(jī)復(fù)合混凝劑的研制，如：聚硅酸鋁、聚

24、硅酸鐵、聚硅酸鋁鐵聚硅酸鋁鐵 微生物絮凝劑微生物絮凝劑第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 三、研究發(fā)展三、研究發(fā)展 (一一)定義定義 當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時，可投加某些當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。凝劑。 (二二) 作用作用 改善絮粒結(jié)構(gòu)，增大顆粒粒度及比重。改善絮粒結(jié)構(gòu)，增大顆粒粒度及比重。 調(diào)整廢水的調(diào)整廢水的pH和堿度，使其達(dá)到最佳的混凝條和堿度，使其達(dá)到最佳的混凝條件。件。 第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 四、助凝劑四、助凝劑(三三)助凝劑分類助凝劑分類 A

25、、pH調(diào)整劑：調(diào)節(jié)廢水調(diào)整劑：調(diào)節(jié)廢水pH符合混凝處理工藝符合混凝處理工藝要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。 B、絮凝結(jié)構(gòu)改良劑：投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以增、絮凝結(jié)構(gòu)改良劑：投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以增大絮體的粒徑、密度。常用骨膠、活化硅酸、海大絮體的粒徑、密度。常用骨膠、活化硅酸、海藻酸鈉、粘土、水玻璃、藻酸鈉、粘土、水玻璃、PAM等。等。 C、氧化劑：有機(jī)物含量高，易起泡沫，絮凝體、氧化劑：有機(jī)物含量高，易起泡沫，絮凝體不易沉降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有機(jī)不易沉降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有機(jī)物。物。第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 一、工藝流程

26、一、工藝流程 混凝工藝流程由藥劑投加、混合、反應(yīng)及沉淀分混凝工藝流程由藥劑投加、混合、反應(yīng)及沉淀分離等單元組成。離等單元組成。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備污泥污泥廢水廢水混合混合反響反響出水出水混凝劑混凝劑沉淀沉淀混合：混合：使混凝劑迅速、均勻地分散到使混凝劑迅速、均勻地分散到 廢水中，通過壓縮雙電層和電廢水中，通過壓縮雙電層和電中和作用，使膠體脫穩(wěn)，形成小中和作用，使膠體脫穩(wěn)，形成小“礬花礬花”。 反響：反響： 在一定的水流條件下，小在一定的水流條件下，小“礬花礬花” ” 通過吸附架橋和沉淀物通過吸附架橋和沉淀物網(wǎng)捕等作用形成較大的絮體。網(wǎng)捕等作用形成較大的絮體。 沉淀：沉淀：

27、 反應(yīng)過程形成的大絮體進(jìn)入沉淀池進(jìn)行分離。反應(yīng)過程形成的大絮體進(jìn)入沉淀池進(jìn)行分離。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 混凝劑的調(diào)配混凝劑的調(diào)配 混凝劑的投加混凝劑的投加 固體投加、液體投加固體投加、液體投加二、混凝劑的調(diào)配與投加二、混凝劑的調(diào)配與投加工藝流程：工藝流程：藥劑輸送藥劑輸送粉碎粉碎提升提升計量計量加藥混合加藥混合(1) 混凝劑干投法混凝劑干投法 （應(yīng)用較少）（應(yīng)用較少）第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備(2) 混凝劑濕投法混凝劑濕投法工藝流程：工藝流程： 溶解池溶解池溶液池溶液池定量控制設(shè)備定量控制設(shè)備投加設(shè)備投加設(shè)備混合池混合池 溶解設(shè)備：溶解池、攪拌設(shè)備。溶解設(shè)

28、備：溶解池、攪拌設(shè)備。 藥劑調(diào)配：水力調(diào)配、機(jī)械調(diào)配、壓縮空氣調(diào)配和藥劑調(diào)配：水力調(diào)配、機(jī)械調(diào)配、壓縮空氣調(diào)配和 人工調(diào)配等。人工調(diào)配等。 溶液池：配制一定濃度溶液的設(shè)施。溶液池：配制一定濃度溶液的設(shè)施。 其它設(shè)備：（略）其它設(shè)備：（略）第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 重力投加重力投加 可直接將混凝可直接將混凝劑溶液投入管道內(nèi)劑溶液投入管道內(nèi)或水泵吸水管喇叭或水泵吸水管喇叭口處。口處。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 (3) 混凝劑投加方式混凝劑投加方式 虹吸式定量投加虹吸式定量投加 可通過改變可通過改變虹吸管進(jìn)口和虹吸管進(jìn)口和出口高度之差出口高度之差(H)，控制投，控制

29、投加量。加量。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 水射器投加水射器投加第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 用計量泵投加藥劑用計量泵投加藥劑第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備(4) (4) 混凝劑計量方式混凝劑計量方式 基本要求：基本要求： 投量準(zhǔn)確；投量準(zhǔn)確； 工 作 靈 活工 作 靈 活可靠；可靠； 設(shè)備簡單；設(shè)備簡單； 操作方便。操作方便。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 浮子浮子苗嘴苗嘴( (孔板孔板) )計量系統(tǒng)計量系統(tǒng)第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 浮球閥計量系統(tǒng)浮球閥計量系統(tǒng) 利用槽內(nèi)浮球閥與槽利用槽內(nèi)浮球閥與槽底管口高差底管口高差(H

30、)恒定，恒定，槽底管口流量不變原理，槽底管口流量不變原理，通過改變池底管口苗嘴通過改變池底管口苗嘴或孔板的孔徑來控制投或孔板的孔徑來控制投藥量。藥量。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 流量計計量系統(tǒng)流量計計量系統(tǒng) 計量泵計量計量泵計量 三角堰計量系統(tǒng)三角堰計量系統(tǒng)(適用于大、中流量計量適用于大、中流量計量)第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 (1) 混合的作用混合的作用 使藥劑能快速、均勻地分散到廢水中。使藥劑能快速、均勻地分散到廢水中?？焖伲夯炷齽┰趶U水中發(fā)生水解反應(yīng)的速度很快，快速：混凝劑在廢水中發(fā)生水解反應(yīng)的速度很快，需要盡量造成急速擾動以生成大量細(xì)小絮體。需要盡量造成

31、急速擾動以生成大量細(xì)小絮體。 均勻：為了化學(xué)反應(yīng)能在廢水中各部分得到均衡發(fā)均勻：為了化學(xué)反應(yīng)能在廢水中各部分得到均衡發(fā)展。展。水力條件：水力條件： 攪拌時間：攪拌時間：1030s，工業(yè)應(yīng)用常取，工業(yè)應(yīng)用常取2min。 速度梯度：速度梯度：G=5001000s-1。三、混合三、混合第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 速度梯度速度梯度G 表示攪拌強(qiáng)度表示攪拌強(qiáng)度 指在垂直水流方向上，單位距離指在垂直水流方向上，單位距離dy速度速度du的變化：的變化： G=du/dy (s-1) 。 速度梯度實(shí)質(zhì)上反映了顆粒的碰撞機(jī)會。速度差越速度梯度實(shí)質(zhì)上反映了顆粒的碰撞機(jī)會。速度差越大，顆粒間越易發(fā)生碰

32、撞；間距越小，顆粒間也越易發(fā)大，顆粒間越易發(fā)生碰撞；間距越小，顆粒間也越易發(fā)生碰撞。生碰撞。 速度梯度與攪拌時間的乘積速度梯度與攪拌時間的乘積Gt值可間接表示整個反應(yīng)值可間接表示整個反應(yīng)時間內(nèi)顆粒碰撞的總次數(shù)，可用來控制反應(yīng)效果，一般時間內(nèi)顆粒碰撞的總次數(shù)，可用來控制反應(yīng)效果，一般Gt值應(yīng)控制在值應(yīng)控制在104105之間。在之間。在G值給定的情況下，可值給定的情況下，可調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)t值來改善反應(yīng)效果。值來改善反應(yīng)效果。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 (2) 混合方式混合方式 水力混合水力混合管式混合管式混合 A、普通管道混合、普通管道混合 把藥劑投入水泵壓水把藥劑投入水泵壓水水管內(nèi)，借

33、助水流進(jìn)行水管內(nèi)，借助水流進(jìn)行混合?；旌稀５谖骞?jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 B、管式靜態(tài)混合器第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 C、擴(kuò)散混合器、擴(kuò)散混合器 在管式孔板混合器前在管式孔板混合器前加一錐形帽，水流和藥加一錐形帽，水流和藥劑對沖錐形帽而后擴(kuò)散劑對沖錐形帽而后擴(kuò)散形成劇烈紊流，使藥劑形成劇烈紊流，使藥劑和水達(dá)到快速混合。和水達(dá)到快速混合。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 A、分流隔板混合池、分流隔板混合池其它水力混合方式其它水力混合方式第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 B、跌水混合池、跌水混合池 利用水流在跌落過程中產(chǎn)生的沖擊達(dá)到混合的效果。利用

34、水流在跌落過程中產(chǎn)生的沖擊達(dá)到混合的效果。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 C、水躍式混合池、水躍式混合池 利用利用3m/s以上的水流迅速流下時產(chǎn)生的水躍進(jìn)行混合。以上的水流迅速流下時產(chǎn)生的水躍進(jìn)行混合。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 D、渦流式混合設(shè)備設(shè)計要點(diǎn)：設(shè)計要點(diǎn)： 底部錐角底部錐角30-45； 反應(yīng)時間反應(yīng)時間1-1.5min，2min； 入口流速入口流速1-1.5m/s； 圓柱部分上升流速圓柱部分上升流速25mm/s。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 E E、廊道式格板混合池、廊道式格板混合池第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備加注在水泵出水壓

35、力管或沉淀池進(jìn)口處。加注在水泵出水壓力管或沉淀池進(jìn)口處。泵后投加因投藥點(diǎn)承壓或無吸力，故需要用水射器或加藥泵。泵后投加因投藥點(diǎn)承壓或無吸力，故需要用水射器或加藥泵。優(yōu)點(diǎn)：不發(fā)生藥劑對水泵的腐蝕。優(yōu)點(diǎn)：不發(fā)生藥劑對水泵的腐蝕。F、水泵混合、水泵混合泵后投加泵后投加第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 攪拌混合攪拌混合 機(jī)械攪拌混合機(jī)械攪拌混合第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 水泵混合水泵混合泵前投加泵前投加 將藥劑投加在水泵的吸水管內(nèi)或喇叭口處，利用水泵將藥劑投加在水泵的吸水管內(nèi)或喇叭口處，利用水泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)達(dá)到快速混合的目的。葉輪高速旋轉(zhuǎn)達(dá)到快速混合的目的。特點(diǎn)：混合效果好，

36、不需另建混合設(shè)施；特點(diǎn)：混合效果好，不需另建混合設(shè)施； 節(jié)省動力；節(jié)省動力； 各型水廠均可采用；各型水廠均可采用；要求：泵房距離處理設(shè)備不大于要求：泵房距離處理設(shè)備不大于150m150m。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 (1) (1) 反應(yīng)的作用反應(yīng)的作用 是使混合形成的小絮凝體經(jīng)過充分碰撞接觸，絮凝是使混合形成的小絮凝體經(jīng)過充分碰撞接觸，絮凝成較大顆粒的過程。成較大顆粒的過程。四、絮凝反應(yīng)四、絮凝反應(yīng) (2) (2) 反應(yīng)過程的水力條件反應(yīng)過程的水力條件 反應(yīng)設(shè)備應(yīng)有一定的停留時間和適當(dāng)?shù)臄嚢鑿?qiáng)度，反應(yīng)設(shè)備應(yīng)有一定的停留時間和適當(dāng)?shù)臄嚢鑿?qiáng)度，使小絮體有一適宜的相互碰撞機(jī)會。使小絮

37、體有一適宜的相互碰撞機(jī)會。 攪拌強(qiáng)度太大或太小，會對反應(yīng)池的絮凝效果產(chǎn)生攪拌強(qiáng)度太大或太小，會對反應(yīng)池的絮凝效果產(chǎn)生影響。影響。 (3) 絮凝控制指標(biāo)絮凝控制指標(biāo) 速度梯度速度梯度G=1070s-1。 水流速度水流速度v=1530mm/s。 反應(yīng)時間反應(yīng)時間t=1530min。 絮凝控制指標(biāo)絮凝控制指標(biāo)Gt值值=104 4105第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 A、水力攪拌反應(yīng)池：、水力攪拌反應(yīng)池： 利用水流的紊動作用進(jìn)行攪拌。如隔板反應(yīng)池，旋流利用水流的紊動作用進(jìn)行攪拌。如隔板反應(yīng)池，旋流式反應(yīng)池，渦流式反應(yīng)池等。式反應(yīng)池，渦流式反應(yīng)池等。 (4) (4)絮凝反應(yīng)設(shè)備絮凝反應(yīng)設(shè)備

38、a、隔板反應(yīng)池、隔板反應(yīng)池往復(fù)式往復(fù)式回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 平折板反應(yīng)池一般分為三段。三段的折板布置可分別平折板反應(yīng)池一般分為三段。三段的折板布置可分別采用相對折板、平行折板和平行直板。另外還有采用波采用相對折板、平行折板和平行直板。另外還有采用波形板的。形板的。b、折板反應(yīng)池、折板反應(yīng)池第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 由若干方格組成，分由若干方格組成，分格數(shù)不少于格數(shù)不少于6 6格。格。 隔墻上下開孔，隔墻上下開孔，水流沿池壁切線進(jìn)入形成水流沿池壁切線進(jìn)入形成旋流。第一格孔口小，旋旋流。第一格孔口小，旋轉(zhuǎn)速度大，隨后依次遞減，轉(zhuǎn)速度大，隨后依次遞

39、減，對應(yīng)對應(yīng)G G值遞減。值遞減。 c、穿孔旋流反應(yīng)池、穿孔旋流反應(yīng)池第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備設(shè)計要點(diǎn)：設(shè)計要點(diǎn)： 反應(yīng)時間反應(yīng)時間8-15min8-15min； 噴嘴入口流速噴嘴入口流速2-3m/s2-3m/s。 d、旋流式反應(yīng)池、旋流式反應(yīng)池第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備設(shè)計要點(diǎn)：設(shè)計要點(diǎn)： 底部錐角底部錐角30-45， 反應(yīng)時間反應(yīng)時間6-10min， 入口流速入口流速0.7m/s， 圓柱部分上升流速圓柱部分上升流速4-6mm/s。 渦流混合池設(shè)計要點(diǎn)：渦流混合池設(shè)計要點(diǎn)： 底部錐角底部錐角30-45， 反應(yīng)時間反應(yīng)時間1-1.5min，2min， 入口流速

40、入口流速1-1.5m/s， 圓柱部分上升流速圓柱部分上升流速25mm/s e、渦流式反應(yīng)池、渦流式反應(yīng)池第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備漿板式和葉輪式漿板式和葉輪式水平軸和垂直軸水平軸和垂直軸 B、機(jī)械攪拌反應(yīng)池：、機(jī)械攪拌反應(yīng)池： 池內(nèi)設(shè)置機(jī)械攪拌設(shè)備。池內(nèi)設(shè)置機(jī)械攪拌設(shè)備。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備機(jī)械攪拌反應(yīng)池設(shè)計參數(shù)：機(jī)械攪拌反應(yīng)池設(shè)計參數(shù)： 絮凝時間為絮凝時間為15-20min。 池內(nèi)設(shè)池內(nèi)設(shè)3-4擋攪拌機(jī)。擋攪拌機(jī)。 隔墻上下開孔，防止水流短路。隔墻上下開孔，防止水流短路。 葉輪線速度自第一擋葉輪線速度自第一擋0.5m/s起逐漸減小到末擋的起逐漸減小到末擋

41、的0.25m/s。第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 C、組合絮凝池、組合絮凝池第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 反應(yīng)流速一般按由大逐漸變小進(jìn)行設(shè)計。為防止絮反應(yīng)流速一般按由大逐漸變小進(jìn)行設(shè)計。為防止絮粒被破碎，應(yīng)控制反應(yīng)器內(nèi)的流速。粒被破碎，應(yīng)控制反應(yīng)器內(nèi)的流速。 要有足夠的反應(yīng)時間要有足夠的反應(yīng)時間10-30min為宜），并控制反為宜），并控制反應(yīng)速度，使梯度值應(yīng)速度，使梯度值G值達(dá)到值達(dá)到10-75s-1，通常，通常20-60s-1，使，使Gt值應(yīng)控制在值應(yīng)控制在104105之間，保證反應(yīng)過程的充分完全。之間，保證反應(yīng)過程的充分完全。 對于低濁度、低堿度廢水宜采用較大的

42、對于低濁度、低堿度廢水宜采用較大的t值；值； 對粗分散、雜質(zhì)含量高的廢水宜采用較大的對粗分散、雜質(zhì)含量高的廢水宜采用較大的G值。值。 (5) 混凝反應(yīng)池的設(shè)計要點(diǎn)：混凝反應(yīng)池的設(shè)計要點(diǎn)：第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備u 濁度濁度u 濁度過高或過低都不利于絮凝，濁度不同，所需濁度過高或過低都不利于絮凝，濁度不同，所需的絮凝劑用量也不同。的絮凝劑用量也不同。u 低濁水缺少凝聚核心，可將部分沉渣連續(xù)回流到低濁水缺少凝聚核心，可將部分沉渣連續(xù)回流到混合池入口，以促進(jìn)反應(yīng)過程?；旌铣厝肟?，以促進(jìn)反應(yīng)過程。第六節(jié)影響混凝的因素第六節(jié)影響混凝的因素u 水溫對混凝效果的影響水溫對混凝效果的影響u

43、水溫會影響無機(jī)鹽類的水解。水溫低，水解反應(yīng)慢；水溫會影響無機(jī)鹽類的水解。水溫低，水解反應(yīng)慢；u 水的粘度增大，布朗運(yùn)動減弱，混凝效果下降。水的粘度增大，布朗運(yùn)動減弱，混凝效果下降。u 水溫也影響反應(yīng)后的沉降過程。水溫也影響反應(yīng)后的沉降過程。u pH值值pH值影響膠體顆粒表面電荷及值影響膠體顆粒表面電荷及電位電位 對于帶正電膠體，對于帶正電膠體，pH降低，降低， H+吸附量增加，膠吸附量增加，膠粒電荷增大，電泳速度加快；粒電荷增大，電泳速度加快；pH升高，結(jié)果與上相升高，結(jié)果與上相反。反。pH值對混凝劑作用的影響值對混凝劑作用的影響 pH影響著混凝劑在水中的水解速度和存在狀態(tài)，影響著混凝劑在水中的水解速度和存在狀態(tài)，不同的不同的pH，混凝劑水解產(chǎn)物不同，混凝作用不同。，混凝劑水解產(chǎn)物不同，混凝作用不同。第六節(jié)影響混凝的因素第六節(jié)影響混凝的因素u 混凝劑混凝劑 混凝劑種類混凝劑種類 混凝劑的選擇主要取決于膠體和細(xì)微懸浮物的混凝劑的選擇主要取決于膠體和細(xì)微懸浮物的性質(zhì)、及濃度。性質(zhì)、及濃度。 膠體膠體電位高，應(yīng)投加無機(jī)混凝劑使其脫穩(wěn)凝電位高，應(yīng)