給水處理-混凝

1、給水處理：混凝一、混凝原理 化學(xué)混凝處理的對(duì)象主要是水中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。1. 膠體的穩(wěn)定性膠體所受影響 由于上述的膠體帶電現(xiàn)象，帶相同電荷的膠粒產(chǎn)生靜電斥力，而且電位越高，膠粒間的靜電斥力越大 受水分子熱運(yùn)動(dòng)的撞擊，使微粒在水中作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，即“布朗運(yùn)動(dòng)” 膠粒之間還存在著相互引力范徳華引力 膠體間的相互斥力不僅與電位有關(guān)，還與膠粒的間距有關(guān)，距離越近，斥力越大。而布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不足以將兩顆膠粒推進(jìn)到使范徳華引力發(fā)揮作用的距離。因此，膠體微粒不能相互聚結(jié)而長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。 水化作用也使膠體不能相互聚結(jié)。2. 混凝原理(1) 壓縮雙電層作用 混凝劑提供大量正離子會(huì)涌入膠體擴(kuò)散層

2、甚至吸附層, 使電位降低。當(dāng)電位為零時(shí), 稱為等電狀態(tài)。此時(shí)膠體間斥力消失, 膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。 實(shí)際上，電位電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能時(shí)，膠粒就開(kāi)始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，這時(shí)的電位稱為臨界電位。 膠粒因電位電位降低或消除以至失去穩(wěn)定性的過(guò)程，稱為膠體脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié)，稱為凝聚。(2) 吸附架橋作用 由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過(guò)程。(3) 網(wǎng)捕作用 沉淀物在自身沉降過(guò)程中，能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結(jié)。以硫酸鋁為例討論混凝過(guò)程 硫酸鋁Al2(SO4)318H2O溶于水后，離解出Al3+，并結(jié)合有6個(gè)配位水分子，成為水合鋁離子Al

3、(H2O)63+。 水合鋁離子進(jìn)一步水解，形成單羥基單核絡(luò)合物： 單羥基單核絡(luò)合物又進(jìn)一步水解： 上述反應(yīng)中，降低水中H+(或H3O+)濃度或提高pH，使反應(yīng)趨向右方，水合羥基絡(luò)合物的電荷逐漸降低，最終生成中性氫氧化鋁難溶沉淀物。 當(dāng)pH4時(shí)，水解受到抑制，水中存在的主要是Al(H2O)33+ 。 當(dāng)pH45時(shí)，水中有Al(OH)(H2O)52+、Al(OH)2(H2O)4+及少量Al(OH)3(H2O)3。 當(dāng)pH78時(shí)，水中主要是Al(OH)3(H2O)3沉淀物。 但在某一特定pH時(shí)，水解產(chǎn)物還有許多復(fù)雜的高聚物和絡(luò)合物同時(shí)共存。 因?yàn)槌醪剿猱a(chǎn)物中的羥基OH-具有橋鍵性質(zhì)。 在由Al(H

4、2O)63+轉(zhuǎn)向Al(OH)3(H2O)3的中間過(guò)程中，羥基可將單核絡(luò)合物通過(guò)橋鍵縮聚成多核絡(luò)合物：或 兩個(gè)單羥基絡(luò)合物通過(guò)羥基橋聯(lián)可縮合成雙羥基雙核絡(luò)合物： 從上述反應(yīng)可以看出，三價(jià)鋁鹽發(fā)揮混凝作用的是各種形態(tài)的水解聚合物。 帶有正電的水解聚合物，同時(shí)起到壓縮雙電層的脫穩(wěn)和吸附架橋的作用。 為使硫酸鋁達(dá)到優(yōu)異的混凝效果，應(yīng)盡量使膠體脫穩(wěn)和吸附架橋作用都得到充分發(fā)揮。 當(dāng)混凝劑投放水中后，應(yīng)立即進(jìn)行劇烈攪拌，使帶電聚合物迅速均勻地與全部膠體雜質(zhì)接觸，使膠體脫穩(wěn)，隨后，脫穩(wěn)膠體在相互凝聚的同時(shí)，靠聚合度不斷增大的高聚物的吸附架橋作用，形成大的絮凝體，使混凝過(guò)程很好完成。二、混凝劑和助凝劑1. 混

5、凝劑要求混凝劑效果良好對(duì)人體健康無(wú)害價(jià)廉易得使用方便2. 助凝劑三、 影響混凝效果的主要因素1. 水溫2. pH3. 水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度4. 水力條件(1) 無(wú)機(jī)鹽類混凝劑鐵鹽和鋁鹽(2) 高分子混凝劑有機(jī)和無(wú)機(jī)四、 化學(xué)混凝的設(shè)備1. 混凝劑的配制和投加設(shè)備(1) 混凝劑的溶液和配制混凝劑在溶解池中進(jìn)行溶解:攪拌加速藥劑溶解機(jī)械攪拌壓縮空氣攪拌水泵攪拌 藥劑溶解完全后，將濃藥液送入溶液池，用清水稀釋到一定的濃度備用。 溶液池的容積可按下式計(jì)算： 溶解池的容積：式中: W1溶液池容積，m3； qv處理地水量，m3/h; A混凝劑地最大投加量，mg/L; c溶液濃度，； n每天配置次數(shù)，

6、一般為26次。(2) 混凝劑溶液的投加計(jì)量設(shè)備轉(zhuǎn)子流量計(jì)電磁流量計(jì)投加方式泵前重力投加水射器投加2. 混合設(shè)備(1) 水泵混合(2) 隔板混合(3) 機(jī)械混合3. 反應(yīng)設(shè)備(1) 隔板反應(yīng)池 利用水流斷面上流速分布不均所造成的速度梯度，促進(jìn)顆粒相互碰撞進(jìn)行絮凝。 為避免結(jié)成的絮凝體被打碎，隔板中的流速應(yīng)逐漸減小。(2) 機(jī)械反應(yīng)池飲用水處理：消毒物理法消毒紫外線消毒加熱消毒輻射消毒化學(xué)法消毒氯化法消毒臭氧法消毒二氧化氯消毒紫外線消毒紫外線：波長(zhǎng)：200-295nm，其中260-265nm紫外線消毒能力最強(qiáng)坂雪崗污水廠羅芳-濱河污水廠 1、氯的主要性質(zhì) 2、氯消毒的基本原理 3、真空加氯系統(tǒng) 4

7、、安全用氯氯化消毒加氯消毒基本概念 Chlorine(氯) 來(lái)自希臘字母 Chloros 意思是 greenish yellow 水處理中首次使用氯氣的記錄是1896年（美國(guó)）、1897年（英國(guó)） 豈今為止，在世界范圍內(nèi)的消毒處理過(guò)程中，氯是最常用的消毒劑。 氯消毒的優(yōu)點(diǎn)： 非常有效 使用靈活方便 易于控制 易于監(jiān)控和檢測(cè) 氯 的 基 本 性 質(zhì)氯氣屬于級(jí)（高度危害）物質(zhì)氣 味 ： 強(qiáng)烈刺激性 氣態(tài)顏色：黃綠色 液態(tài)顏色：透明淡黃色 原子符號(hào)：Cl 原 子 量： 35.453 分 子 量：70.906原子序號(hào)： 17 干 氯 氣：不含水 濕 氯 氣： 含水 (注意不要同液氯的概念混淆）1、氯氣

8、物理性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)條件（參比條件）： 溫度 0C；壓力 101.325KPa(絕對(duì)壓力）； 沸點(diǎn) -33.97 C；（一個(gè)大氣壓條件下，這個(gè)溫度開(kāi)始液氯沸騰蒸發(fā)成氣氯。） 氣態(tài)比重：2.485（標(biāo)準(zhǔn)條件下同空氣密度的比值） 液態(tài)比重：1.467（ 0C飽和液體同水最大密度的比值） 蒸發(fā)潛熱：288.1KJ/kg（蒸發(fā)單位重量氯氣所需熱量） 冰 點(diǎn)：-100.98C（一個(gè)大氣壓條件下）2、氯氣化學(xué)性質(zhì)基本特點(diǎn)(1) 燃燒性： 氯不燃燒、不爆炸、是強(qiáng)氧化劑、可助燃，同很多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)易反應(yīng)，且有時(shí)很劇烈。 微量溶于水，同純水反應(yīng)生成弱鹽酸和次氯酸溶液 一個(gè)大氣壓條件下，溫度8.5 NH3+2HClO 2

9、H2O+NHCl2 +HCI 二氯胺 4.2PH8.5 NH3+3HClO 3H2O+NCl3 +HCI 三氯胺 PH4.2 對(duì)細(xì)菌的滅活能力：氯胺 游離性殘余氯 NCl3 對(duì)細(xì)菌幾乎沒(méi)有滅活能力三種類型的殘余氯 HClO(次氯酸）或 ClO- （次氯酸根）形態(tài)的氯被稱為游離性殘余氯（或稱活氯、自由氯、游離氯、余氯） 一氯胺、二氯胺、三氯胺及氯胺化合物被稱為化合性殘余氯（或稱化合氯） 總殘余氯（或稱總氯） 總殘余氯 = 游離性殘余氯 + 化合性殘余氯 氯胺的殺菌比較慢，但比較穩(wěn)定，殺菌時(shí)間長(zhǎng)，在北京、天津、大連等地水廠常用技術(shù)術(shù)語(yǔ) 投加量 向水中加入氯氣的量； 單位：ppm 或mg/l 耗氯量

10、 水中微生物、有機(jī)物和某些無(wú)機(jī)物所消耗掉的氯氣量。耗氯量同時(shí)間有關(guān)。 單位：ppm 或mg/l 殘余量 在某一時(shí)間測(cè)到的水中剩余氯量。通常稱為余氯。以抑制水中殘存的細(xì)菌再度繁殖。 單位：ppm 或mg/l 殘余量 = 投加量 耗氯量濾前加氯和濾后加氯 濾前加氯：也稱原水加氯，其加氯點(diǎn)一般選在取水泵與反應(yīng)池之間的管道上，與混凝劑一起投加。作用： 1、改善凈水構(gòu)筑物的工作條件，防止在沉淀池、濾池中滋生藻類。 2、延長(zhǎng)氯的接觸時(shí)間。 3、提高混凝效果，起到助凝的作用。 濾后加氯也稱清水加氯，其投加點(diǎn)設(shè)在濾池與清水庫(kù)之間的管道上。作用： 1、補(bǔ)充原水加氯不足，殺滅水中的細(xì)菌，大腸桿菌及病原菌，保證消毒

11、殺菌效果。 2、保證管網(wǎng)中的余氯量達(dá)到國(guó)家規(guī)定。 我國(guó)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定出廠水自由性余氯不低于0.3 mg/l，在管網(wǎng)末梢不低于0.05 mg/l。加氯設(shè)備：ZJ型轉(zhuǎn)子加氯機(jī)1旋風(fēng)分離器2彈簧膜閥3控制閥4轉(zhuǎn)子流量計(jì)5中轉(zhuǎn)玻璃罩6平衡水箱7水射器加氯設(shè)備：真空加氯系統(tǒng)真空加氯系統(tǒng)設(shè)備 自動(dòng)真空加氯系統(tǒng)通常有加氯歧管、自動(dòng)切換裝置、液氯蒸發(fā)器（加氯量小時(shí)可以不用）、減壓過(guò)濾裝置、真空調(diào)節(jié)器、自動(dòng)真空加氯機(jī)和水射器等主要部件組成。在真空狀態(tài)下，將氯氣從氣源輸送至投加點(diǎn)，系統(tǒng)工作時(shí)依靠水射器所產(chǎn)生的真空作用，將加氯機(jī)內(nèi)真空減壓閥處密封頂針打開(kāi)，氯氣進(jìn)入加氯機(jī)與水混合后投加。當(dāng)一組氯瓶用完后，自動(dòng)切

12、換，使用備用氯瓶。 真空加氯一改傳統(tǒng)的正壓投氯工藝，安全可靠，且加氯機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確，出氯穩(wěn)定，并便于實(shí)現(xiàn)全過(guò)程自動(dòng)控制。安全用氯 空氣中氯氣含量衛(wèi)生安全指標(biāo) 必 備 安 全 設(shè) 備 個(gè)人安全防護(hù)用具 氯 庫(kù) 布 局 氯氣安全規(guī)程 氯氣泄漏首次急救 （一）空氣中氯氣含量衛(wèi)生安全指標(biāo) 氯氣安全規(guī)程GB11984-89規(guī)定： 使用氯氣的作業(yè)場(chǎng)所空氣中氯氣含量最高允許濃度為-1ppmpart per million 的縮寫(xiě) 百萬(wàn)分之一 1ppm=1mg/L=110-6 常用來(lái)表示氣體濃度，或者溶液濃度。 質(zhì)量濃度表示法：每立方米空氣中所含污染物的質(zhì)量數(shù)，即mg/m3 體積濃度表示法：一百萬(wàn)體積的空氣中所含

13、污染物的體積數(shù)，ppm 0.020.2ppm: 最低可檢測(cè)到的氣味 1ppm： 數(shù)小時(shí)輕微泄漏跡象 4ppm： 吸入一小時(shí)不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷 5ppm： 幾分鐘后呼吸困難、有毒害 15ppm： 刺激喉嚨 30ppm： 引起咳嗽 1000ppm： 迅速致命 （二）必 備 安 全 設(shè) 備 二套正壓型空氣防毒面具用于泄漏場(chǎng)合工作： 一套置于氯庫(kù)外具有明顯標(biāo)識(shí)便于接近的場(chǎng)合 一套置于氯庫(kù)立即需即可接近的場(chǎng)合 逃生防毒面具： 防護(hù)服、安全帽、防護(hù)眼鏡、手電筒等 （三）個(gè)人安全防護(hù)用具 常用的防毒面具有過(guò)濾式和隔絕式兩大類。 隔絕式防毒面具分為氧氣呼吸器和空氣呼吸器 兩種。 目前制水部各單位使用的是AHG-2型氧氣呼吸器（四）氯 庫(kù) 布 局 儲(chǔ)存和使用氯氣的場(chǎng)合，門必須是向外推開(kāi)，并配有緊急保險(xiǎn)把手。 在氯庫(kù)進(jìn)口處設(shè)置緊急聲光報(bào)警器。 排風(fēng)扇應(yīng)該有足夠能力在每分鐘更新空氣。 在泄漏發(fā)生時(shí)，裝備漏氯檢測(cè)器和氨水瓶以幫助查漏。 裝備氯氣安全規(guī)程規(guī)定的“常備搶修器材”。 裝備起吊能力2000kg的吊桿及電動(dòng)吊車。（五）氯氣泄漏首次急救 將受傷者從污染區(qū)域抬出 給受傷者保溫，將頭和肩部抬起置于斜倚位置 如果必要進(jìn)行人工呼吸 盡快輸送氧氣或者新鮮空氣 立即送往醫(yī)院急救 將眼皮翻開(kāi)用水沖洗眼睛15分鐘 立即送往