強化混凝工藝與技術(shù)

1、給水處理工藝流程升級改造給水處理工藝流程升級改造常規(guī)處理預(yù)處理深度處理消毒 強化混凝 預(yù)氧化技術(shù) 強化沉淀與氣浮 強化過濾技術(shù)水廠升級改造技術(shù) 常規(guī)工藝強化技術(shù) 預(yù)處理技術(shù)預(yù)氧化技術(shù)、生物處理技術(shù) 深度處理技術(shù)活性炭過濾、膜分離技術(shù)、離子交換技術(shù)常規(guī)混凝工藝介紹常規(guī)混凝工藝介紹1 混凝的定義混凝的定義 凝聚凝聚( (Aggregation) ): :投加混凝劑后水中的膠體失去投加混凝劑后水中的膠體失去穩(wěn)定性，膠體顆?；ハ嗄郏Y(jié)果形成眾多的穩(wěn)定性，膠體顆?；ハ嗄?，結(jié)果形成眾多的“小礬小礬花花”。 絮凝絮凝( (Flocculation):):凝聚過程中形成的凝聚過程中形成的“小礬花小礬花”通

2、過吸附、卷帶、架橋等作用，形成顆粒較大絮凝體的通過吸附、卷帶、架橋等作用，形成顆粒較大絮凝體的過程。過程?；炷炷? (Coagulation):): 是凝聚、絮凝兩個過程的總稱。是水中膠體粒子及是凝聚、絮凝兩個過程的總稱。是水中膠體粒子及微小懸浮物的聚集過程。微小懸浮物的聚集過程。2 混凝工藝的處理對象混凝工藝的處理對象雜質(zhì)溶解性物質(zhì)膠體膠體懸浮物 粒徑10-3mm觀測工具電子顯微鏡 超倍顯微鏡超倍顯微鏡(光學光學)顯微鏡、祼眼水的外觀透明 渾濁渾濁渾濁組成無機物、部分有機物等粘土、細菌、病粘土、細菌、病毒、蛋白質(zhì)、微毒、蛋白質(zhì)、微生物代謝產(chǎn)物等生物代謝產(chǎn)物等 大顆粒處理難易程度最難難難容易

3、表：按粒徑大小天然水體中天然水體中的雜質(zhì)分類微小懸浮物和膠體雜質(zhì)微小懸浮物和膠體雜質(zhì)3 混凝工藝的作用混凝工藝的作用 混凝所處理的混凝所處理的對象對象，主要是水和廢水中的，主要是水和廢水中的微小微小懸浮物和膠體雜質(zhì)懸浮物和膠體雜質(zhì)?；炷淖饔茫骸；炷淖饔茫浩茐哪z體的破壞膠體的聚集聚集穩(wěn)定性穩(wěn)定性，使膠體脫穩(wěn)、聚集、易沉淀析出。使膠體脫穩(wěn)、聚集、易沉淀析出。 作用條件：作用條件：水溫、水的pH值和堿度、混凝劑、水力條件、原水水質(zhì)等 作用機理：作用機理：作用結(jié)果：作用結(jié)果： 顯微鏡下觀測到的藻類在混凝前后的外形圖（左）混凝后 （右）混凝前混凝對顆粒沉降速率及途徑的影響混凝對顆粒沉降速率及途徑的影

4、響4 混凝工藝基本流程混凝工藝基本流程混凝裝置絮凝裝置分離裝置泥渣處理清水進入后續(xù)處理設(shè)施來水混凝劑溶解池溶液池定量投加設(shè)備稱 重沉淀設(shè)備氣浮設(shè)備過濾設(shè)備混凝劑制備單元混凝劑制備單元分分離離單單元元混混凝凝單單元元一、無機混凝劑一、無機混凝劑常用混凝劑與助凝劑常用混凝劑與助凝劑二、二、 人工合成高分子混凝劑人工合成高分子混凝劑 陰離子型：陰離子型：主要含主要含-COOM-COOM(M(M為為H H+ +或金屬離子或金屬離子) )或或 -SO-SO3 3H H的聚合物，的聚合物，如陰離子聚丙烯酰胺如陰離子聚丙烯酰胺(CPAM)(CPAM)和聚苯乙烯磺和聚苯乙烯磺酸鈉（酸鈉（PSSPSS）等。）等

5、。 陽離子型：陽離子型：主要是含有主要是含有-NH-NH3 3+ +、-NH-NH2 2+ +和和-N-N+ +R R4 4的聚合的聚合物，物，如陽離子聚丙烯酰胺（如陽離子聚丙烯酰胺（APAMAPAM）等。）等。 非離子型：非離子型：所含基團未發(fā)生反應(yīng)的聚合物。所含基團未發(fā)生反應(yīng)的聚合物。如非如非離子型聚丙烯酰胺（離子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM）和聚氧化乙烯）和聚氧化乙烯(PEO)(PEO)等。等。常用有機混凝劑與助凝劑常用有機混凝劑與助凝劑u 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 簡稱簡稱PAMPAM，又稱三號混凝劑，又稱三號混凝劑，PAMPAM的分子結(jié)構(gòu)通式為：的分子結(jié)構(gòu)通式為： PAMPAM是線狀水

6、溶性高分子，其分子量在是線狀水溶性高分子，其分子量在300-1800300-1800萬。萬。 陰離子聚丙烯酰胺陰離子聚丙烯酰胺(CPAM)(CPAM) 陽離子聚丙烯酰胺（陽離子聚丙烯酰胺（APAMAPAM） 非離子型聚丙烯酰胺（非離子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM） 兩性離子型聚丙烯酰胺（兩性離子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM） -CH2-CH-n , CONH2 一、混合方式與混合設(shè)備一、混合方式與混合設(shè)備v 使藥劑能使藥劑能快速、均勻快速、均勻地分散到廢水中。地分散到廢水中。 快速快速：是因混凝劑在廢水中發(fā)生是因混凝劑在廢水中發(fā)生水解反應(yīng)的速度很快水解反應(yīng)的速度很快，需，需要盡量造成急速擾

7、動以生成大量細小絮體，并不要求生成大顆粒；要盡量造成急速擾動以生成大量細小絮體，并不要求生成大顆粒； 均勻均勻：是為了化學反應(yīng)能在廢水中各部分得到均衡發(fā)展。是為了化學反應(yīng)能在廢水中各部分得到均衡發(fā)展。v 混合方式分為混合方式分為水力混合水力混合和和。 常見方式：常見方式： 管式混合管式混合 水泵混合水泵混合 機械混合機械混合 其它方式其它方式常用混凝工藝與設(shè)備常用混凝工藝與設(shè)備水力絮凝反應(yīng)設(shè)施水力絮凝反應(yīng)設(shè)施改變絮凝構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)，通過流動過程改變絮凝構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)，通過流動過程中的阻力將水流自身能量傳遞給絮凝中的阻力將水流自身能量傳遞給絮凝體，增加顆粒接觸碰撞和吸附機會，體，增加顆粒接觸碰撞和吸附機

8、會，在絮凝過程中產(chǎn)生一定水頭損失。在絮凝過程中產(chǎn)生一定水頭損失。不不能適應(yīng)水質(zhì)、水量變化。能適應(yīng)水質(zhì)、水量變化。 機械絮凝反應(yīng)設(shè)施機械絮凝反應(yīng)設(shè)施通過電機帶動葉片攪拌，使水流產(chǎn)生通過電機帶動葉片攪拌，使水流產(chǎn)生一定的速度梯度，將能量傳遞給絮凝一定的速度梯度，將能量傳遞給絮凝體，增加顆粒接觸碰撞和吸附機會。體，增加顆粒接觸碰撞和吸附機會?？呻S水質(zhì)、水量變化隨時改變轉(zhuǎn)速，可隨水質(zhì)、水量變化隨時改變轉(zhuǎn)速， 以保證絮凝效果，能應(yīng)用于任何規(guī)模以保證絮凝效果，能應(yīng)用于任何規(guī)模水廠水廠。隔板絮凝池隔板絮凝池折板絮凝池折板絮凝池柵條絮凝池柵條絮凝池穿孔旋流絮凝池穿孔旋流絮凝池 水平軸攪拌絮凝池水平軸攪拌絮凝池

9、垂直軸攪拌絮凝池垂直軸攪拌絮凝池 常用絮凝設(shè)施常用絮凝設(shè)施強化混凝工藝介紹強化混凝工藝介紹1 改善水力條件改善水力條件 增加混合強度增加混合強度 改進混合設(shè)施改進混合設(shè)施 采用機械攪拌采用機械攪拌2 改善藥劑改善藥劑 增加投加量增加投加量 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH值、水溫、堿度等反應(yīng)條件值、水溫、堿度等反應(yīng)條件 增加助凝劑增加助凝劑 使用新型混凝劑使用新型混凝劑3 改善工藝改善工藝 增加預(yù)處理技術(shù)增加預(yù)處理技術(shù) 改建高效混凝設(shè)備改建高效混凝設(shè)備 污泥回流技術(shù)污泥回流技術(shù) 混凝劑投量的自動檢測控制混凝劑投量的自動檢測控制強化混凝的常規(guī)處理技術(shù)完成有效的混凝需要滿足條件脫穩(wěn)懸浮顆粒脫穩(wěn)懸浮顆粒之間碰撞之間碰撞

10、足夠反應(yīng)時間混凝劑顆粒與膠體顆粒碰撞強化混凝的目的強化混凝的目的混凝條件的改善與高效混凝設(shè)備混凝條件的改善與高效混凝設(shè)備v高效混合設(shè)備v機械攪拌具有較大的適應(yīng)性，但對設(shè)備質(zhì)量要求高v網(wǎng)格絮凝、折板絮凝等v數(shù)學模型法v流動電流vPDA（透光率脈動檢測）v顯微攝像觀測混凝劑投量的自動檢測控制混凝劑投量的自動檢測控制 混混 合合 反反應(yīng)應(yīng)、沉沉淀淀 過過 濾濾 膠體電荷 傳感器 濁度儀 投藥 SC4000型單因子混凝投藥高精度雙閉環(huán)自控系統(tǒng) 混凝 控制器 濁度 控制器 原水 出水 水樣排放 水樣排放 采用混凝自動控制技術(shù)采用混凝自動控制技術(shù)v生物穩(wěn)定性生物穩(wěn)定性污泥回流技術(shù)污泥回流技術(shù)污泥回流的技術(shù)

11、優(yōu)勢：污泥回流的技術(shù)優(yōu)勢：1. 水質(zhì)和水量適應(yīng)性、水處理效能、抗沖擊負水質(zhì)和水量適應(yīng)性、水處理效能、抗沖擊負荷等均顯著提高，出水水質(zhì)改善。荷等均顯著提高，出水水質(zhì)改善。2. 自用水量減少；污泥量減少；自用水量減少；污泥量減少；3. 污泥特性改善：沉降特性、脫水特性等，污污泥特性改善：沉降特性、脫水特性等，污泥處理成本降低。泥處理成本降低。污泥回流技術(shù)污泥回流技術(shù)污泥回流的技術(shù)優(yōu)勢：污泥回流的技術(shù)優(yōu)勢：1. 水質(zhì)和水量適應(yīng)性、水處理效能、抗沖擊負水質(zhì)和水量適應(yīng)性、水處理效能、抗沖擊負荷等均顯著提高，出水水質(zhì)改善。荷等均顯著提高，出水水質(zhì)改善。2. 自用水量減少；污泥量減少；自用水量減少；污泥量減

12、少；3. 污泥特性改善：沉降特性、脫水特性等，污污泥特性改善：沉降特性、脫水特性等，污泥處理成本降低。泥處理成本降低。污泥處理污泥處理高分子高分子聚合物聚合物原水原水混凝劑混凝劑反應(yīng)池反應(yīng)池沉淀池、澄清池沉淀池、澄清池澄清水澄清水污泥排放污泥排放污泥活化污泥活化污泥回流污泥回流污泥濃縮污泥濃縮混合混合污泥活化處理污泥活化處理污泥活化處理流程污泥活化處理流程：濃縮污泥濃縮污泥助劑助劑活化活化回流回流回流污泥量回流污泥量： 處理水量的處理水量的2%2%左右，可調(diào)節(jié)；左右，可調(diào)節(jié)；污泥活化特點：污泥活化特點：1. 特性改善：凝聚特性、吸附特性、沉降特性、特性改善：凝聚特性、吸附特性、沉降特性、脫水特

13、性等，有助于混凝過程和混凝效果；脫水特性等，有助于混凝過程和混凝效果；2. 回流污泥量可控；回流污泥量可控；3. 可去除有機污染物?？扇コ袡C污染物。v回流技術(shù)回流技術(shù)v回流回流：將沉淀區(qū)沉積下的污泥或其他沉淀物部：將沉淀區(qū)沉積下的污泥或其他沉淀物部分回流到沉淀池前段，以人為地：分回流到沉淀池前段，以人為地：v提供凝聚核心提供凝聚核心v增加反應(yīng)區(qū)增加反應(yīng)區(qū)SSSS濃度濃度v加強絮凝效果加強絮凝效果v回收部分藥劑。回收部分藥劑。Turbo-LME高速沉淀池高速沉淀池vTurbo-LMETurbo-LME高速沉淀池是由德國帕薩旺公司開發(fā)的高速沉淀池是由德國帕薩旺公司開發(fā)的一種專利技術(shù)。一種專利技術(shù)

14、。v工藝流程由反應(yīng)區(qū)、熟化區(qū)、斜板沉淀區(qū)、污泥工藝流程由反應(yīng)區(qū)、熟化區(qū)、斜板沉淀區(qū)、污泥濃縮區(qū)、污泥循環(huán)區(qū)及外部加藥區(qū)組成。濃縮區(qū)、污泥循環(huán)區(qū)及外部加藥區(qū)組成。v通過污泥回流和改善水力條件等方法對常規(guī)混凝通過污泥回流和改善水力條件等方法對常規(guī)混凝工藝進行強化，采用斜板沉淀及一體式濃縮池，工藝進行強化，采用斜板沉淀及一體式濃縮池，提高沉淀效率，減少了占地面積，產(chǎn)生高含固率提高沉淀效率，減少了占地面積，產(chǎn)生高含固率濃縮污泥有利于沉淀前的濃縮污泥有利于沉淀前的 “ “強化混凝強化混凝”預(yù)處理。預(yù)處理。v適用于飲用水、生活污水、工業(yè)廢水和雨水等多適用于飲用水、生活污水、工業(yè)廢水和雨水等多種水體的處理。

15、種水體的處理。 Turbo-LME高速沉淀池高速沉淀池 微砂回流微砂回流：將沉淀池底部的含砂污泥連續(xù)地回流：將沉淀池底部的含砂污泥連續(xù)地回流到沉淀系統(tǒng)前段的注射池內(nèi)。微砂顆粒的密度與到沉淀系統(tǒng)前段的注射池內(nèi)。微砂顆粒的密度與形狀增加了絮凝和沉淀的效率，絮凝物沉淀的速形狀增加了絮凝和沉淀的效率，絮凝物沉淀的速率足以產(chǎn)生高速沉淀。由于其沉淀速度可以大大率足以產(chǎn)生高速沉淀。由于其沉淀速度可以大大提高，節(jié)約占地和投資，效率高。提高，節(jié)約占地和投資，效率高?；炷A段混凝階段（混凝劑投加）（混凝劑投加）絮凝和注砂階段絮凝和注砂階段（高分子絮凝劑和微砂投加）（高分子絮凝劑和微砂投加）熟化階段熟化階段高效斜管

16、沉淀階段高效斜管沉淀階段微砂高效沉淀微砂高效沉淀池池SLUDGE污泥HYDROCYCLONE水力旋流器POLYMER高分子聚合物RAW WATER原水COAGULANT混凝劑COAGULATION混凝槽INJECTION注射槽MATURATION熟化槽TUBE SETTLER WITH SCRAPER帶刮泥機的沉淀槽CLARIFIEDWATER澄清水BALLASTED FLOCS進入水力旋流器的含砂絮凝物MICRO-SAND微砂MICRO SAND RECIRCULATION PUMP混凝劑與助凝劑的發(fā)展混凝劑與助凝劑的發(fā)展一、混凝劑研究發(fā)展方向一、混凝劑研究發(fā)展方向v 有機高分子混凝劑有機高

17、分子混凝劑 天然有機高分子混凝劑天然有機高分子混凝劑：如殼聚糖及其改性產(chǎn)物、：如殼聚糖及其改性產(chǎn)物、淀粉改性淀粉改性 聚丙烯酰銨改性產(chǎn)品聚丙烯酰銨改性產(chǎn)品：陰離子型、陽離子型、非離：陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性子型、兩性v 無機混凝劑無機混凝劑 無機復(fù)合混凝劑的研制無機復(fù)合混凝劑的研制，如：聚硅酸鋁、聚硅酸鐵、，如：聚硅酸鋁、聚硅酸鐵、聚硅酸鋁鐵聚硅酸鋁鐵 微生物絮凝劑。微生物絮凝劑。二、助凝劑的應(yīng)用二、助凝劑的應(yīng)用 A A、pHpH調(diào)整劑調(diào)整劑：調(diào)節(jié)廢水的：調(diào)節(jié)廢水的pHpH符合混凝處理工藝要求。符合混凝處理工藝要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。 B B、絮

18、凝結(jié)構(gòu)改良劑、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：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、海藻酸鈉、粘土、水的粒徑、密度。常用骨膠、活化硅酸、海藻酸鈉、粘土、水玻璃、玻璃、PAMPAM等。等。 C C、氧化劑、氧化劑：有機物含量高，易起泡沫，絮凝體不易沉：有機物含量高，易起泡沫，絮凝體不易沉降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有機物，使膠體脫穩(wěn)，降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有機物，使膠體脫穩(wěn)，還可將還可將FeFe2+2+轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成FeFe3+3+, ,以提高混凝效果。以提高混凝效果?；炷齽┡c助凝劑的發(fā)展混凝劑與助凝劑的發(fā)展高錳酸鉀及其復(fù)合物的應(yīng)用v主要通過高錳酸鉀及其復(fù)合物的氧化作用，改變顆粒的自然狀態(tài)和水中某些還原性金屬離子的電荷，從而使顆粒凝聚而易于沉降和后續(xù)處理。v主要作用機理： 1. 破壞有機物涂層 2. 新生態(tài)水合二氧化錳的作用 增加絮凝粒子濃度；水合二氧化錳吸附作用 3. 高錳酸鉀及其復(fù)合藥劑對水中浮游生物的抑制作用 抑制運動活性；促使其分泌生化聚合物質(zhì)高鐵酸鹽的應(yīng)用v高鐵酸鉀具有強氧化性，可以選擇性地氧化水中的許多有機物，主要包括不飽和有機物和含氮有機物。v還可以對消毒副產(chǎn)物有效去除。v具有良好的殺菌效力（高于氯，且適用pH廣） 。v對混凝的影響途徑： 1