環(huán)保設(shè)備原理與設(shè)計(jì)—5 混凝

1、1第二章第二章 典型的化學(xué)典型的化學(xué)/ /物化法水物化法水處理技術(shù)與設(shè)備處理技術(shù)與設(shè)備23一、概述一、概述( (一一) )混凝定義和用途混凝定義和用途1 1）混凝）混凝 是通過向廢水中投加是通過向廢水中投加混凝劑混凝劑，破壞膠體的穩(wěn)，破壞膠體的穩(wěn)定性，使細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒聚集成較粗大定性，使細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒聚集成較粗大的顆粒而沉降與水分離，使廢水得到凈化。的顆粒而沉降與水分離，使廢水得到凈化。 混凝的主要對(duì)象是廢水中的混凝的主要對(duì)象是廢水中的細(xì)小懸浮顆粒細(xì)小懸浮顆粒和和膠體微粒膠體微粒，這些顆粒用自然沉降法很難從水中分，這些顆粒用自然沉降法很難從水中分離出去。離出去。2 2）用途）用

2、途（1 1）可以用來降低廢水的）可以用來降低廢水的濁度濁度和和色度色度，去除多種，去除多種高分子有機(jī)物高分子有機(jī)物、某些、某些重金屬重金屬和和放射性物質(zhì)放射性物質(zhì)。（2 2）混凝法還能改善污泥的脫水性能。）混凝法還能改善污泥的脫水性能。43 3）混凝方法的優(yōu)缺點(diǎn)）混凝方法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)操作易于掌握，處理效果好，設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)操作易于掌握，處理效果好，間歇或連續(xù)運(yùn)行均可以。間歇或連續(xù)運(yùn)行均可以。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 由于不斷向廢水中投藥，經(jīng)常性運(yùn)行費(fèi)用較高，由于不斷向廢水中投藥，經(jīng)常性運(yùn)行費(fèi)用較高，沉渣量大，且脫水較困難。沉渣量大，且脫水較困難。5廢水廢水混凝劑混凝劑L混合混合L反

3、應(yīng)反應(yīng)L沉降沉降L（澄清）（澄清）出水出水污泥污泥( (二二) )混凝的工藝過程混凝的工藝過程混合目的是使混凝劑盡混合目的是使混凝劑盡快與水混合，快與水混合，需要短時(shí)需要短時(shí)間高強(qiáng)度攪拌間高強(qiáng)度攪拌.反應(yīng)階段的目的是使藥劑與水中的反應(yīng)階段的目的是使藥劑與水中的細(xì)小顆?；蚰z體物質(zhì)作用生成盡可細(xì)小顆粒或膠體物質(zhì)作用生成盡可能大的絮體，為沉降分離創(chuàng)造條件，能大的絮體，為沉降分離創(chuàng)造條件，需要低強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間攪拌。需要低強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間攪拌。澄清的目的是使所澄清的目的是使所生成的絮體與水分生成的絮體與水分離，完成凈化過程離，完成凈化過程6二、投藥方法及設(shè)備二、投藥方法及設(shè)備（一）投藥方法（一）投藥方法2 2、濕

4、投法、濕投法 是將混凝劑和助凝劑配成一定濃度的溶液，然是將混凝劑和助凝劑配成一定濃度的溶液，然后按處理水量大小定量添加。后按處理水量大小定量添加。 混凝劑的濕法投加包括混凝劑的濕法投加包括藥劑的配制藥劑的配制、藥劑的計(jì)藥劑的計(jì)量量和和藥劑的投加藥劑的投加三個(gè)過程。三個(gè)過程。1 1、干投法、干投法 是把經(jīng)過破碎易于溶解的藥劑直接投入廢水中。是把經(jīng)過破碎易于溶解的藥劑直接投入廢水中。干投法占地面積小，但對(duì)藥劑的粒度要求較嚴(yán)，投干投法占地面積小，但對(duì)藥劑的粒度要求較嚴(yán)，投加量較難控制，對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求較高，同時(shí)勞動(dòng)加量較難控制，對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求較高，同時(shí)勞動(dòng)條件也較差。條件也較差。目前應(yīng)用的較少。目

5、前應(yīng)用的較少。7（二）投藥設(shè)備（二）投藥設(shè)備水力調(diào)制設(shè)備水力調(diào)制設(shè)備L壓縮空氣調(diào)制設(shè)備壓縮空氣調(diào)制設(shè)備L機(jī)械調(diào)制設(shè)備機(jī)械調(diào)制設(shè)備投藥量小投藥量小投藥量大投藥量大應(yīng)采用兩個(gè)溶液池交替使用應(yīng)采用兩個(gè)溶液池交替使用8混凝劑配制一：混凝劑配制一：水力調(diào)制設(shè)備水力調(diào)制設(shè)備9混凝劑配制二：混凝劑配制二：壓縮空氣調(diào)制壓縮空氣調(diào)制10混凝劑配制三：混凝劑配制三：機(jī)械調(diào)制設(shè)備機(jī)械調(diào)制設(shè)備軸承軸承軸承軸承出管出管漿葉漿葉漿葉漿葉立軸立軸底板底板返回返回11三、混合槽與反應(yīng)池三、混合槽與反應(yīng)池（一）（一） 混合槽混合槽 1 1、混合槽類型、混合槽類型 （1 1）一種是借水泵的吸水管或壓水管混合。）一種是借水泵的吸水

6、管或壓水管混合。 （2 2）另一種是在）另一種是在混合槽混合槽內(nèi)進(jìn)行混合。內(nèi)進(jìn)行混合。 機(jī)械混合槽機(jī)械混合槽分流隔板式混合槽分流隔板式混合槽L多孔隔板式混合槽多孔隔板式混合槽L12（1）分流隔板式混合槽分流隔板式混合槽L溢流管溢流管溢流堰溢流堰13（2）多孔隔板式混合槽）多孔隔板式混合槽14（二）反應(yīng)池（二）反應(yīng)池1 1、作用：、作用： 水與藥劑混合后進(jìn)入反應(yīng)池進(jìn)行反應(yīng)，其作用水與藥劑混合后進(jìn)入反應(yīng)池進(jìn)行反應(yīng)，其作用是使凝聚顆粒凝結(jié)成沉淀性能良好的絮凝體是使凝聚顆粒凝結(jié)成沉淀性能良好的絮凝體 。2 2、反應(yīng)池內(nèi)水流特點(diǎn)：、反應(yīng)池內(nèi)水流特點(diǎn)： 流速由大到小流速由大到小。 在在較大的反應(yīng)流速較大的

7、反應(yīng)流速時(shí)，使水中的膠體顆粒發(fā)時(shí)，使水中的膠體顆粒發(fā)生碰撞吸附，在生碰撞吸附，在較小的反應(yīng)流速較小的反應(yīng)流速時(shí)，使碰撞吸附時(shí)，使碰撞吸附后的顆粒結(jié)成更大的礬花。后的顆粒結(jié)成更大的礬花。3 3、反應(yīng)池的型式、反應(yīng)池的型式 有有機(jī)械攪拌機(jī)械攪拌、隔板反應(yīng)池隔板反應(yīng)池，渦流式反應(yīng)池渦流式反應(yīng)池等。等。15（1 1）機(jī)械攪拌反應(yīng)池）機(jī)械攪拌反應(yīng)池16（2 2）隔板反應(yīng)池）隔板反應(yīng)池（平流式）（平流式）回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式17（3 3）帶回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池的平流式沉淀池）帶回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池的平流式沉淀池隔隔板板反反應(yīng)應(yīng)池池穿孔配穿孔配水墻水墻吸泥機(jī)吸泥機(jī)導(dǎo)流墻導(dǎo)流墻上部穿孔上部穿孔出水墻出水墻18（4 4）渦流式

8、反應(yīng)池）渦流式反應(yīng)池進(jìn)水進(jìn)水出水出水返回目錄圓周出水槽出水管放水閥19四、沉降與澄清四、沉降與澄清（1 1）設(shè)備：澄清池）設(shè)備：澄清池 在澄清池內(nèi)，可以在澄清池內(nèi)，可以同時(shí)完成混合、反應(yīng)、同時(shí)完成混合、反應(yīng)、沉降分離沉降分離等過程。等過程。 包括：包括：混合室混合室、反應(yīng)室反應(yīng)室、導(dǎo)流室導(dǎo)流室、分離分離室室四個(gè)功能區(qū)。四個(gè)功能區(qū)。（2 2）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，處理效果好，生產(chǎn)效率高，占地面積小，處理效果好，生產(chǎn)效率高，節(jié)省藥劑用量節(jié)省藥劑用量. .缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求嚴(yán)格，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求嚴(yán)格，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。20（3 3）分類：）分類： 懸浮澄清池懸浮澄清池

9、懸浮泥渣型懸浮泥渣型 脈沖澄清池脈沖澄清池 機(jī)械加速澄清池機(jī)械加速澄清池泥渣循環(huán)型泥渣循環(huán)型 水力循環(huán)加速澄池清水力循環(huán)加速澄池清21 （i i）機(jī)械加速澄清池）機(jī)械加速澄清池 加混凝劑后的水，由進(jìn)水管流經(jīng)環(huán)形配水加混凝劑后的水，由進(jìn)水管流經(jīng)環(huán)形配水槽至第一反應(yīng)池。在此，受提升葉輪槳攪拌，槽至第一反應(yīng)池。在此，受提升葉輪槳攪拌，與數(shù)倍于進(jìn)水量的回流活性泥渣混合，完成初與數(shù)倍于進(jìn)水量的回流活性泥渣混合，完成初步反應(yīng)。然后，被提升至第二反應(yīng)室繼續(xù)反應(yīng)。步反應(yīng)。然后，被提升至第二反應(yīng)室繼續(xù)反應(yīng)。反應(yīng)后的水經(jīng)導(dǎo)流室進(jìn)入分離室。在分離室內(nèi)，反應(yīng)后的水經(jīng)導(dǎo)流室進(jìn)入分離室。在分離室內(nèi)，泥渣下沉，清水經(jīng)集水管

10、流出。下沉的泥渣，泥渣下沉，清水經(jīng)集水管流出。下沉的泥渣，大部分經(jīng)回流縫流入第一反應(yīng)池；其余進(jìn)入集大部分經(jīng)回流縫流入第一反應(yīng)池；其余進(jìn)入集泥斗濃集。泥斗濃集。 加速澄清池可調(diào)控泥渣回流量，對(duì)水量、加速澄清池可調(diào)控泥渣回流量，對(duì)水量、水質(zhì)和水溫變化的適應(yīng)性強(qiáng)。但需機(jī)械設(shè)備。水質(zhì)和水溫變化的適應(yīng)性強(qiáng)。但需機(jī)械設(shè)備。 22機(jī)械加速澄清池示意圖機(jī)械加速澄清池示意圖混凝劑混凝劑23（iiii）水力循環(huán)澄清池）水力循環(huán)澄清池24（iiiiii）脈沖發(fā)生器）脈沖發(fā)生器 多為真空泵式脈沖澄清池。由于真空泵造成進(jìn)水室真多為真空泵式脈沖澄清池。由于真空泵造成進(jìn)水室真空，使加藥后的原水進(jìn)入進(jìn)水室；當(dāng)進(jìn)水室達(dá)到最高水

11、位空，使加藥后的原水進(jìn)入進(jìn)水室；當(dāng)進(jìn)水室達(dá)到最高水位時(shí)，進(jìn)氣閥自動(dòng)開啟，使進(jìn)水室通大氣；此時(shí)進(jìn)水室即迅時(shí)，進(jìn)氣閥自動(dòng)開啟，使進(jìn)水室通大氣；此時(shí)進(jìn)水室即迅速放水；當(dāng)水位下降至最低水位時(shí)，進(jìn)氣閥自動(dòng)關(guān)閉，真速放水；當(dāng)水位下降至最低水位時(shí)，進(jìn)氣閥自動(dòng)關(guān)閉，真空泵自動(dòng)開啟，使進(jìn)水室再次造成真空。如此反復(fù)進(jìn)行脈空泵自動(dòng)開啟，使進(jìn)水室再次造成真空。如此反復(fù)進(jìn)行脈沖式放水。原水由進(jìn)水室放出后，從配水支管的孔口高速?zèng)_式放水。原水由進(jìn)水室放出后，從配水支管的孔口高速噴出，在穩(wěn)流板下進(jìn)行混合和初步反應(yīng)。然后通過穩(wěn)流板噴出，在穩(wěn)流板下進(jìn)行混合和初步反應(yīng)。然后通過穩(wěn)流板整流，進(jìn)入懸浮泥渣區(qū)，懸浮泥渣層在脈沖水流作用下

12、，整流，進(jìn)入懸浮泥渣區(qū)，懸浮泥渣層在脈沖水流作用下，時(shí)而膨脹，時(shí)而收縮，使顆粒既保持懸浮狀態(tài)，又能相互時(shí)而膨脹，時(shí)而收縮，使顆粒既保持懸浮狀態(tài)，又能相互碰撞絮凝。因而顆粒被截留，清水則經(jīng)清水區(qū)由集水槽引碰撞絮凝。因而顆粒被截留，清水則經(jīng)清水區(qū)由集水槽引出。出。 真空式脈沖澄清池，工作可靠，易于調(diào)節(jié)，但真空真空式脈沖澄清池，工作可靠，易于調(diào)節(jié)，但真空設(shè)備較復(fù)雜，噪聲大。設(shè)備較復(fù)雜，噪聲大。 25鐘罩式脈沖澄清池示意圖出水出水泥渣泥渣26 脈沖澄清池的工作過程可分為兩個(gè)脈沖澄清池的工作過程可分為兩個(gè)階段，從進(jìn)水室水位開始上升到虹階段，從進(jìn)水室水位開始上升到虹吸作用開始稱為吸作用開始稱為充水階段充水

13、階段，由虹吸，由虹吸作用開始到虹吸作用破壞稱為作用開始到虹吸作用破壞稱為放水放水階段階段。 脈沖澄清池兩次充水相隔時(shí)間稱為脈沖澄清池兩次充水相隔時(shí)間稱為脈沖周期脈沖周期，約，約3040s,3040s,其中充水時(shí)其中充水時(shí)間約為間約為2530s2530s，放水時(shí)間，放水時(shí)間510s510s。27五、混凝設(shè)備設(shè)計(jì)一般規(guī)定五、混凝設(shè)備設(shè)計(jì)一般規(guī)定1、選擇澄清池類型時(shí)，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、處理選擇澄清池類型時(shí)，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、處理后水質(zhì)要求，并考慮原水水溫變化、制水均勻程度以及是否后水質(zhì)要求，并考慮原水水溫變化、制水均勻程度以及是否連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確

14、定。連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。2 2、澄清池的個(gè)數(shù)或能夠單獨(dú)排空的分格數(shù)、澄清池的個(gè)數(shù)或能夠單獨(dú)排空的分格數(shù)不宜少于兩個(gè)。不宜少于兩個(gè)。3 3、經(jīng)過混凝沉淀或澄清處理的水，在進(jìn)入濾池前的渾濁、經(jīng)過混凝沉淀或澄清處理的水，在進(jìn)入濾池前的渾濁度一般不宜超過度一般不宜超過1010度，遇高濁度原水或低溫低濁度原水時(shí)，度，遇高濁度原水或低溫低濁度原水時(shí)，不宜超過不宜超過1515度。當(dāng)生產(chǎn)用水允許沉淀或澄清后水的渾濁度度。當(dāng)生產(chǎn)用水允許沉淀或澄清后水的渾濁度高于高于1010度時(shí)，本節(jié)有關(guān)條文中的設(shè)計(jì)指標(biāo)可適當(dāng)放寬。度時(shí)，本節(jié)有關(guān)條文中的設(shè)計(jì)指標(biāo)可適當(dāng)放寬。4 4、 設(shè)計(jì)澄清池時(shí)應(yīng)考

15、慮均勻的配水和集水。設(shè)計(jì)澄清池時(shí)應(yīng)考慮均勻的配水和集水。28絮凝池宜與沉淀池合建絮凝池宜與沉淀池合建 絮凝池型式的選擇和絮凝時(shí)間的采用，應(yīng)絮凝池型式的選擇和絮凝時(shí)間的采用，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)情況和相似條件下的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或根據(jù)原水水質(zhì)情況和相似條件下的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或通過試驗(yàn)確定。通過試驗(yàn)確定。 一、設(shè)計(jì)隔板絮凝池時(shí)，應(yīng)符合下列要求：一、設(shè)計(jì)隔板絮凝池時(shí)，應(yīng)符合下列要求：1、絮凝時(shí)間一般宜為、絮凝時(shí)間一般宜為2030分鐘；分鐘；2、絮凝池廊道的流速，應(yīng)按由大到小的漸變流、絮凝池廊道的流速，應(yīng)按由大到小的漸變流速進(jìn)行設(shè)計(jì)，起端流速一般宜為速進(jìn)行設(shè)計(jì)，起端流速一般宜為0.50.6米米/秒，秒，末端流速一般宜為末端流速一般宜為0.20.3米米/秒；秒；3、隔板間凈距一般宜大于、隔板間凈距