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文檔簡介
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法對于天然水源水,根據(jù)水質和用戶要求,分(一)常規(guī)處理工藝1.混凝(混合Mixing+絮凝flocculation);2.沉淀Sedimentation3.過濾Filtration;4.消毒Disinfection(二)預處理和深度處理預處理Preliminary→常規(guī)處理Normal→深度處理Advanced處理對象:水中有機污染物(污染水源,存在“三致”物質,常規(guī)處理無法去除)水處理的基本方法本章總目錄水處理的任務是根據(jù)水質指標和標準,通過處理,達到生活飲用、工業(yè)使用或去污重復使用、達標排放的要求。給水、廢水處理方法和機理基本相同,只是效果不同。給水處理的基本方法及工藝流程
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4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法污水處理的基本方法本章總目錄廢水物理法的去除對象是水中不溶解的懸浮物質。應用的工藝有:篩濾截留、重力分離(自然沉淀、上?。?、離心分離等。設備和構筑物則有格柵、篩網、沉砂池、沉淀池、濾池、微濾機、氣浮裝置、離心機、旋流分離器等。(1)格柵Screening它是由一組平行的金屬柵條制成的框架,斜置成60°~70°于廢水流經的渠道上,當廢水流過時,呈塊狀的污染物質即被柵條所截留,而從廢水中去除,它是一種對后續(xù)處理構筑物或廢水提升泵站有保護作用的設備,篩網截留亦屬于這一性質的設備。1.物理法PhysicalTreatment按作用原理分?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄(2)沉淀池Sedimentationtank與沉砂池Gritchamber使廢水在池內的流速降低,這樣廢水中的固體物質在其自身重力作用下下沉,而使固體物質與水分離,這種工藝分離效果好、簡單易,應用廣泛,往往在處理廢水過程中多次使用,是一種十分重要的理構筑物。沉淀池主要用于去除廢水中大量的呈顆粒狀的懸浮固,沉砂池主要去除廢水中比重較大的固體顆粒。
(3)氣浮裝置Flotationunit對一些比重接近于水的細微顆粒,借其自重難于下沉或上浮,可采用氣浮裝置,采取技術措施使空氣以細小氣泡的形式散布于水中,并與顆粒附聚在一起,形成浮選體,上浮到水面而與水分離。
(4)離心Centrifugal與旋流Vortexseparator分離
使含有懸浮固體或乳化油的廢水在設備中進行高速旋轉,由于懸浮固體和廢水的質量不同,受到的離心力也不同,質量大的懸浮固體被拋甩到廢水外側,這樣就可使懸浮固體和廢水分別通過各自出口排出設備之外,使廢水得以凈化。1.物理法PhysicalTreatment?第4章水質工程
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄向廢水中投加某些化學藥劑,通過化學反應達到凈化廢水的目的。
(1)中和法Neutralization(2)混凝Coagulation(3)氧化還原Oxidationandreduction氧化劑有氧、純氧、臭氧、氯氣、次氯酸鈉、三氯化鐵等,還原劑有鐵、鋅、錫、錳、二氧化硫、石灰等。(4)吸附Adsorption吸附作用就是發(fā)生在不同相界面上的物質傳遞,廢水處理主要是固體物質表面對廢水中污染物質的吸附,吸附可分為物理、化學和生物吸附等。物理吸附是吸附劑和吸附質之間在分子力作用下產生的,不產生化學變化,而化學吸附是吸附劑和吸附質之間由于化學鍵力作用下引起吸附作用的,在生物作用下也可產生吸附。常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、硅藻土、焦炭、木屑等。2.化學法?第4章水質工程
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄(5)離子交換Ionexchange去除溶解鹽分(6)電滲析Electrodialysis(ED)反滲透Reverseosmosis(RO)去除溶解鹽分(7)氣提Gasstripping
去除揮發(fā)性物質(氣提塔)(8)萃取
去除溶質。溶質在萃取劑和水中的溶解度差別。(9)電解Electrolysis
去除溶解鹽分。利用電極的氧化還原反應。2.化學法?第4章水質工程
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄利用微生物的代謝作用,使污水中呈溶解膠體狀態(tài)的有機污染物質,轉化為穩(wěn)定的無害物質。好氧氧化――城市污水及有機性生產污水生物膜法;活性污泥法厭氧還原:高濃度有機污水與污水處理中產生的污泥3.生物法Biological1.一級處理PrimaryTreatment:主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體物質。2.二級處理SecondaryTreatment:去除呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物。3.三級處理TertiaryTreatment:去除水中難降解的有機污染物、N、P等導致富營養(yǎng)化的可溶性無機物。按污水處理程度分?第4章水質工程
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄在天然水體及污水中含有較粗大的懸浮物質及雜質。為減輕水處理負荷,保持處理構筑物的正常運行,首先應將其去除。預處理設施:格柵、篩網、調節(jié)池。水的預處理PreliminaryTreatment?第4章水質工程
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening一、概述1.格柵是一組平行的金屬柵條制成的金屬框架傾斜(與水平面夾角60°~70°)或直立(節(jié)省占地)設置在污水流經的渠道、泵站集水池的進口處或取水口進口端部。2.作用:攔截較粗大的懸浮物或飄浮物質以免堵塞水泵和沉淀池排泥管,起保護作用。3.柵渣:被攔截的物質叫柵渣。含水率70~80%,容量約750kg/m3。?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening二、格柵類型及柵渣的去除方法(一)格柵類型
1.按形狀分:
(1)平面格柵由框架與柵條組成?;緟?shù)B-寬度,L-長度,柵條間距-e(凈距),柵條至外框的距離-b。B=600,800,…4000;L=600,800,…;e=10,15,20,25,30,40,50,60,80,100;表示PGA-B×L-e(2)曲面格柵固定曲面格柵;旋轉鼓筒式格柵?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening2.按柵條間距分:
(1)粗格柵(50~100mm)(2)細格柵(3~10mm)(3)中格柵(10~40mm)?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening(二)柵渣的清除方法
1.人工(Handcleaned):適于小型水廠,為方便清渣,避免渣重新落入水中,格柵安裝角度以30~45°為宜。2.機械(Mechanically):60~70°傳動系統(tǒng)有電力傳動和液壓傳動,多用電力。齒耙用鏈條或鋼繩拉動,移動速度2m/min。(1)履帶式機械格柵(2)抓斗式機械格柵格柵內外水位差超過30cm自動啟動,水位差消失后自動停車。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及移動式格柵除污機?移動式格柵除污機???六、其他格柵除污機
轉鼓式格柵除污機?六、其他格柵除污機轉鼓式格柵除污機?鋼繩式格柵除污機
工作原理:除污機抓斗呈半圓形,沿側壁軌道上下運動、三條鋼絲繩中的兩條用于提升和下降,一條用于抓斗的吃入與抬起。抓斗可在旋轉軸承的驅動下,以任意的角度運行,在自動運行中清污動作連續(xù)且重復。?鋼繩式格柵除污機工作原理:除污機抓斗呈半圓形,沿側壁軌道上SXJ型系列反切式旋轉細格柵(篩)
弧形格柵除污機
進水泵房格柵除污機?SXJ型系列反切式旋轉細格柵(篩)弧形格柵除污機進水泵房自動機械格柵WG型機械格柵?自動機械格柵WG型機械格柵?
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening三、格柵的選擇與設計
(一)格柵的選擇
包括柵條斷面、柵條清除方法的選擇;柵條間距的確定。1.柵條斷面:圓形水力條件好,剛度差,一般多用矩形。2.柵條清除方法:視柵渣量多少3.柵條間距:按污水種類選擇。城市污水一般16~25mm。?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening(二)格柵的設計尺寸計算、水力計算、柵渣量計算及清渣機械的選用。設計參數(shù)(1)過柵流速:0.6~1.0m/s(2)柵前渠道內流速:0.4~0.9m/s(3)柵前傾角:45°~75°,90°(4)水頭損失一般為:0.08~0.15m(5)柵渣量標準:與格柵間間隙大小有關(6)柵條間隙e:16~25mm:0.10~0.05m3渣/103m3污水30~50mm:0.03~0.01m3渣/103m3污水柵渣含水率80%±,容重960kg/m3當柵渣量>0.2m3/日,則應采用機械清渣?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening(二)格柵的設計1.柵槽寬度B=S(n-1)+en;S-柵條寬度,m。矩形10mm。e-柵條間距。n-格柵間隙數(shù)。Qmax-最大設計流量,m3/s。α-格柵傾角。h-柵前水深。v-過柵流速m/s。最大0.8~1.0m/s,平均0.3m/s。sinα-經驗系數(shù)?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening2.過柵水頭損失h1=kh0h0-設計水頭損失k-系數(shù),過柵受污堵塞后,水頭損失增加倍數(shù)。k=3。ξ-阻力系數(shù),與柵條形狀有關。當為矩形時,β=2.42?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening3.柵槽總高度HH=h+h1+h2
h-柵前水深,m。h1-柵后槽底下降高度。(為避免造成柵前壅水)h2-柵前渠道超高,一般取0.3m。4.柵槽總長度L5.柵渣量計算?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening格柵設計注意事項:1.防止柵前壘水:柵后渠底應比柵前渠底低h。2.二個平行格柵的設計。3.柵前渠道的斷面尺寸的確定:由柵前流速與柵前水深而決定?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄調節(jié)池FlowEqualizationTank工礦企業(yè)的廢水量及水質不均勻,一晝夜內變化較大,為使理構筑物正常工作,常設調節(jié)池,調節(jié)水量和水質。一、水量調節(jié)池
1.進水為重力流,出水用水泵抽升。有效水深2~3m。2.調節(jié)池除線內調節(jié)(合建)外,還有線外調節(jié)(分建)。3.攪拌設施:避免雜質沉積(1)水泵強制攪拌(2)空氣攪拌(3)機械攪拌?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄調節(jié)池FlowEqualizationTank水量調節(jié)池折流調節(jié)池?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄調節(jié)池FlowEqualizationTank二、水質調節(jié)池同一時間流入池內的廢水由池的左、右兩側,經過不同時間流到出水槽。(流程長短不同)。即同一時間、同一地點出水槽的廢水,是在不同時間流入池內的廢水混合而成,濃度不同,這就達到自動調節(jié)、均和的目的。為防止短路,設縱向隔板,間距1~1.5m,水深1.5~2m。不僅要求有足夠的池容,而且要求不同時段流入池內的廢水都能達到完全混合。?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄調節(jié)池FlowEqualizationTank調節(jié)池工藝尺寸的確定先取有效水深1.5~2.0m,則池面積,定池寬、池長?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及水泵強制循環(huán)攪拌?水泵強制循環(huán)攪拌?
1-進水2-集水3-出水4-縱向隔墻5-橫向隔墻6-配水槽穿孔導流槽調節(jié)池?1-進水2-集水3-出水4-縱向隔墻5-橫向隔墻6
同心圓型調節(jié)池?同心圓型調節(jié)池?
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4.2.2混凝和絮凝基本概念本章總目錄水中懸浮雜質大都可以通過自然沉淀的方法去除,而膠體及微小懸浮物,沉速緩慢,須經混凝沉淀方可去除。混凝:水中膠體及微小懸浮物的聚集過程。包括凝聚和絮凝。凝聚:水中膠體失去穩(wěn)定性的過程。絮凝:脫穩(wěn)膠體相互聚結成大顆粒絮體的過程。這兩過程很難分開。混凝用途:生活飲用水處理、工業(yè)廢水處理、城市污水三級處理、污泥處理等。混凝過程涉及:①水中膠體的性質;②混凝劑在水中的水解;③膠體與混凝劑的相互作用。?第4章水質工程
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4.2.2混凝和絮凝一、膠體的穩(wěn)定性本章總目錄指膠體colloid粒子在水中長期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。原因:(一)動力學穩(wěn)定性(沉降穩(wěn)定性)-布朗運動使膠體處于穩(wěn)定狀態(tài)不下沉。布朗運動對抗重力的影響大。(二)聚集(凝聚)穩(wěn)定性聚集穩(wěn)定性包括:①膠體帶電相斥(憎水性膠體);②水化膜的阻礙(親水性膠體),由于靜電斥力(同性電荷)和水化膜作用不能接近相互聚集變大。?第4章水質工程
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4.2.2混凝和絮凝二、混凝機理本章總目錄1.壓縮雙電層
加入電解質加入,形成與反離子同電荷離子,產生壓縮雙電層作用,使ξ電位降低,從而膠體顆粒失去穩(wěn)定性,產生凝聚作用。2.吸附-電中和Adsorption-chargeneutralization
這種現(xiàn)象在水處理中出現(xiàn)的較多。指膠核表面直接吸附帶異號電荷的聚合離子、高分子物質、膠粒等,來降低電位。其特點是:當藥劑投加量過多時,電位可反號。?第4章水質工程
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壓縮雙電層和吸附電中和作用?壓縮雙電層和吸附電中和作用?
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4.2.2混凝和絮凝二、混凝機理本章總目錄3.吸附架橋Polymerbridgeformation
吸附架橋作用是指高分子物質和膠粒,以及膠粒與膠粒之間的架橋,架橋模型示意見圖。高分子絮凝劑投加后,通常可能出現(xiàn)以下兩個現(xiàn)象:①高分子投量過少,不足以形成吸附架橋;②但投加過多,會出現(xiàn)“膠體保護”現(xiàn)象,見圖;4.沉淀物網捕或卷掃金屬氫氧化物在形成過程中對膠粒的網捕與卷掃。所需混凝劑量與原水雜質含量成反比,即當原水膠體含量少時,所需混凝劑多,反之亦然。?第4章水質工程
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架橋模型示意膠體保護示意?架橋模型示意
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4.2.2混凝和絮凝三、鋁鹽和鐵鹽的混凝特性本章總目錄(一)鋁鹽和鐵鹽的水解過程
1.鋁鹽的水解過程Al2(SO4)318H2O溶于水中,立即離解出鋁離子,且常以[Al(H2O)6]3+水會形態(tài)存在。Al3+(略去配位水分子)經過水解、聚合或配合反應可形成多種物質。Al3+→Al(OH)3中間產物受PH、水溫、投加量等限制。2.鐵鹽的水解過程(二)鋁鹽和鐵鹽的混凝特性PH<3鋁以[Al(H2O)6]3+形態(tài)為主(主要是壓縮雙電層)PH=4.5~6.0多核羥基配合物為主(吸附電中和)PH=7.0~7.5中性氫氧化鋁聚合物[Al(OH)3]n為主(吸附架橋)PH>8.5絡合陰離子[Al(OH)4]-
鋁鹽投加量超過限度,會出現(xiàn)膠體保護(脫穩(wěn)顆粒變號、被包卷),重新穩(wěn)定。繼續(xù)增大,超過Al(OH)3溶解度而產生大量沉淀物,起網捕作用?第4章水質工程
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4.2.2混凝和絮凝四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素
本章總目錄混凝前提是投藥,按藥劑作用分:
混凝劑:起主要作用助凝劑:本身可起也可不起凝聚作用,與混凝劑一起能促進水的混凝,改善絮凝體條件。如污染水,膠體表面有一層有機保護膜(表面性能變化),可加氧化劑破壞保護膜,幫助混凝。
(一)混凝劑
1.硫酸鋁室溫溶解度50%,水溫過低,硫酸鋁水解困難,絮凝體松散。不宜低溫低濁水。2.氯化鐵腐蝕性強,在溶解過程中會釋放大量熱量,產生熱腐蝕。絮凝速度快,絮凝體密實,沉淀性能好。對低溫低濁水比鋁鹽好,除色效果不好?;炷齽┖椭齽?第4章水質工程
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4.2.2混凝和絮凝本章總目錄3.硫酸亞鐵綠色,易溶。只能離解出Fe2+生成簡單的單核絡合物,效果比Fe3+差。不能除色,F(xiàn)e2+與腐植酸反應生成顏色更深的物質,色度更難去除。4.PAC用鋁灰,酸溶、堿溶法制成,多核配合物?;炷Ч?。5.PAM非離子型聚合物。適用:廢水處理,給水高濁、低濁水效果好、價格高?;炷齽┖椭齽?/p>
四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素
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4.2.2混凝和絮凝本章總目錄(二)助凝劑
凡能提高或改善混凝劑作用效果的化學藥劑可稱為助凝劑。助凝劑可以參加混凝,也可不參加混凝。1.調節(jié)或改善混凝條件:堿類:調整水的pH,如石灰、硫酸等;氧化劑類:破壞干擾混凝的物質,如有機物。如投加Cl2、O3等。2.改善絮體結構-增加重量,加大礬花的粒度和結實性如活化硅酸(SiO2nH2O)、骨膠、高分子絮凝劑;混凝劑和助凝劑
四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素
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常用的混凝劑無機鋁系硫酸鋁明礬聚合氯化鋁(PAC)聚合硫酸鋁(PAS)適宜pH:5.5~8鐵系三氯化鐵硫酸亞鐵硫酸鐵(國內生產少)聚合硫酸鐵聚合氯化鐵適宜pH:5~11,但腐蝕性強有機人工合成陽離子型:含氨基、亞氨基的聚合物國外開始增多,國內尚少陰離子型:水解聚丙烯酰胺(HPAM)非離子型:聚丙烯酰胺(PAM),聚氧化乙烯(PEO)兩性型:使用極少天然淀粉、動物膠、樹膠、甲殼素等微生物絮凝劑?常用的混凝劑無鋁系硫酸鋁適宜pH:5.5~8鐵系三氯
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4.2.2混凝和絮凝本章總目錄影響混凝效果的因素比較復雜,主要包括:①原水性質,包括水溫、水化學特性、雜質性質和濃度等;②投加的凝聚劑種類與數(shù)量;③使用的絮凝設備及其相關水力參數(shù)。1、水溫影響水溫低時,通常絮凝體形成緩慢,絮凝顆粒細小、松散,凝聚效果較差。其原因有:①無機鹽水解吸熱;②溫度降低,粘度升高―布朗運動減弱;③水溫低時,膠體顆粒水化作用增強,妨礙凝聚;④水溫與水的pH值有關影響水混凝的主要因素四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素
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4.2.2混凝和絮凝本章總目錄2、水的pH和堿度影響
水的pH值對混凝效果的影響程度,與混凝劑種類有關?;炷龝r最佳pH范圍與原水水質、去除對象等密切有關。當投加金屬鹽類凝聚劑時,其水解會生成H+,但水中堿度有緩沖作用,當堿度不夠時需要投加石灰。
四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素
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4.2.2混凝和絮凝本章總目錄3、水中懸浮物濃度的影響雜質濃度低,顆粒間碰撞機率下降,混凝效果差。可采取的對策有:①加高分子助凝劑;②加粘土③投加混凝劑后直接過濾如果原水懸浮物含量過高,為減少混凝劑的用量,通常投加高分子助凝劑。如黃河高濁度水常需投加有機高分子絮凝劑作為助凝劑。四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素
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4.2.2混凝和絮凝本章總目錄混凝控制指標相應設備有混合設備和絮凝設備。
混合(凝聚)過程:在混合階段,對水流進行劇烈攪拌的目的主要是使藥劑快速均勻分散以利于混凝劑快速水解、聚合、及顆粒脫穩(wěn)。平均G=700~1000s-1,時間通常在10~30s,一般<2min散藥劑,此階段雜質顆粒微小,同時存在顆粒間異向絮凝。
絮凝過程:在絮凝階段,主要靠機械或水力攪拌促使顆粒碰撞凝聚,故以同向絮凝為主。同向絮凝效果不僅與G有關,還與時間有關。在絮凝階段,通常以G值和GT值作為控制指標。平均G=20-70s-1,GT=1~104-105隨著絮凝的進行,G值應逐漸減小。四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝五、混凝劑的配制與投加
本章總目錄混凝劑的溶解和溶液配制溶解池容積W1:W1=(0.2~0.3)W2
式中W2為溶液池容積。式中:W2——溶液池容積,m3Q——處理的水量m3/ha——混凝劑最大投加量,mg/Lc——溶液濃度,一般取5%~20%n——每日調制次數(shù),一般不超過3次?第4章水質工程
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4.2.2混凝和絮凝本章總目錄混凝劑投加混凝劑投加設備包括計量設備、藥液提升設備、投藥箱、必要的水封箱以及注入設備等。。1.計量設備計量設備有:轉子流量計;電磁流量計;苗嘴;計量泵等。2.投加方式(1)泵前投加:安全可靠,一般適用取水泵房距水廠較近者,圖中水封箱是為防止空氣進入,見圖。(2)高位溶液池重力投加:適用取水泵房距水廠較遠者,安全可靠,但溶液池位置較高,見圖。(3)水射器投加:設備簡單,使用方便,溶液池高度不會受太大限制,但效率低,易磨損,見圖。(4)泵投加:不必另設計量設備,適合混凝劑自動控制系統(tǒng),有利于藥劑與水混合,見圖。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
泵前投加1-溶解池;2-提升泵;3-溶液池;4-恒位箱;5-浮球閥;6-投藥苗嘴;7-水封箱;8-吸水管;9-水泵;10-壓水管;?泵前投加?
高位水箱溶液重力投加1-溶解池;2-溶液池;3-提升泵;4-水封箱;5-浮球閥;6-流量計;7-調節(jié)閥;8-壓力水水射器投加1-溶解池;2-投藥箱;3-漏斗;4-水射器;5-壓水管;6-高壓水管?高位水箱溶液重力投加水射器投加?
計量泵投加1-溶解池;2-計量泵;3-壓水管;?計量泵投加?
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝六、混凝設備
本章總目錄混合設備1.水泵混合投藥投加在水泵吸水口或管上?;旌闲Ч茫?jié)省動力,各種水廠均可用,常用于取水泵房靠近水廠處理構筑物的場合,兩者間距不大于150m。2.管式混合管式靜態(tài)混合器:流速不宜小于1m/s,水頭損失不小于0.3~0.4m,簡單易行,見圖。擴散混合器,是在管式孔板混合器前加一個錐形帽,錐形帽夾角90°。順流方向投影面積為進水管總截面面積的1/4,開孔面積為進水管總截面面積的3/4,流速為1.0~1.5m/s,混合時間2~3s。節(jié)管長度不小于500mm。水頭損失約0.3~0.4,直徑在DN200~DN1200,見圖。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
管式靜態(tài)混合器擴散混合器?管式靜態(tài)混合器擴散混合器?
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝六、混凝設備
本章總目錄混合設備3機械混合在池內安裝攪拌裝置,攪拌器可以是槳板式、螺旋槳式或透平式,速度梯度700~1000s-1,時間10~30s以內,優(yōu)點是混合效果好,不受水質影響,缺點是增加機械設備,增加維修工作。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝六、混凝設備
本章總目錄絮凝設備1.隔板絮凝池隔板絮凝池分往復式和回轉式,見圖。隔板絮凝池的水頭損失由局部水頭和沿程水頭損失組成。往復式總水頭損失一般在0.3~0.5m,回轉式的水頭損失比往復式的小40%左右。隔板絮凝池特點:構造簡單、管理方便,但絮凝效果不穩(wěn)定,池子大。適應大水廠。隔板絮凝池的設計參數(shù):?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝六、混凝設備
本章總目錄①流速:起端0.5-0.6m/s,末端0.2-0.3m/s段數(shù):4~6段;②轉彎處過水斷面積為廊道過水斷面積的1.2~1.5倍;③絮凝時間:20~30min;④隔板間距:不大于0.5m,池底應有0.02~0.03坡度直徑不小于150mm的排泥管;⑤廊道的最小寬度不小于0.5m;⑥各段的水頭損失,總水頭損失?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
往復式隔板絮凝池回轉式隔板絮凝池?往復式隔板絮凝池回轉式隔板絮凝池?
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝六、混凝設備
本章總目錄絮凝設備2.折板絮凝池通常采用豎流式,它將隔板絮凝池的平板隔板改成一定角度的折板。折板波峰對波谷平行安裝稱“同波折板”,波峰相對安裝稱“異波折板”。與隔板式相比,水流條件大大改善,有效能量消耗比例提高,但安裝維修較困難,折板費用較高。其示意圖見圖。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
單通道折板絮凝池剖面示意(a)同波折板(b)異波折板?單通道折板絮凝池剖面示意?
多通道折板絮凝池示意?多通道折板絮凝池示意?
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝六、混凝設備
本章總目錄絮凝設備3機械絮凝池機械絮凝池的剖面示意見圖。攪拌器有漿板式和葉輪式,按攪拌軸的安裝位置分水平軸式和垂直軸式。第一格攪拌強度最大,而后逐步減小,G值也相應減小,攪拌強度決定于攪拌器轉速和槳板面積。(2)設計參數(shù)①絮凝時間10~15分。②池內一般設3~4擋攪拌機。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝六、混凝設備
本章總目錄絮凝設備③攪拌機轉速按葉輪半徑中心點線速度計算確定,線速度第一擋0.5m/s逐漸減小至末擋的0.2m/s。④槳板總面積宜為水流截面積的10~20%,不宜超過75%,槳板長度不大于葉輪半徑的75%,寬度宜取10~30cm。(3)優(yōu)缺點機械絮凝池的優(yōu)點是調節(jié)容易,效果好,大、中、小水廠均可,但維修是問題。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
機械絮凝池剖面示意(a)水平軸式(b)垂直軸式1-槳板;2-葉輪;3-旋轉軸;4-隔墻?機械絮凝池剖面示意?
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝六、混凝設備
本章總目錄絮凝設備4.穿孔旋流絮凝池
由若干方格組成。分格數(shù)一般不少于6格。流速逐漸減小,G也相應減小以適應絮凝體形成,孔口流速宜取0.6~1.0m/s,末端流速宜取0.2~0.3m/s。絮凝時間15~25min。穿孔旋流絮凝池的平面示意圖見圖6-20。穿孔旋流絮凝池的優(yōu)點是構造簡單,施工方便,造價低,可用于中、小型水廠或與其他形式的絮凝池組合應用。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
穿孔旋流絮凝池平面示意圖?穿孔旋流絮凝池平面示意圖?
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4.2.2混凝和絮凝六、混凝設備
本章總目錄絮凝設備5.網格、柵條絮凝池
網格、柵條絮凝池設計成多格豎井回流式。每個豎井安裝若干層網格或柵條,各豎井間的隔墻上、下交錯開孔,進水端至出水端逐漸減少,一般分3段控制。前段為密網或密柵,中段為疏網或疏柵,末段不安裝網、柵。網格(柵條)絮凝池的示意圖見圖。網格絮凝池效果好,水頭損失小,絮凝時間較短,但還存在末端池底積泥現(xiàn)象,小數(shù)水廠發(fā)現(xiàn)網格上滋生藻類、堵塞網眼現(xiàn)象。其設計參數(shù)見表.?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
網格(或柵條)絮凝池平面示意圖?網格(或柵條)絮凝池平面示意圖?柵條、網格絮凝池主要設計參數(shù)
絮凝池型1絮凝池分段柵條縫隙或網格孔眼尺寸(mm)板條寬度(mm)豎井平均流速(m/s)過柵或過網流速(m/s)豎井之間孔洞流訴(m/s)柵條或間格構件布設層數(shù)(層)/層距(cm)絮凝時間(mm)流速梯度(s-1)柵條絮凝池前段(安放密柵格)50500.12~0.140.25~0.300.30~0.20≥16/603~570~100中段(安裝疏柵條)80500.12~0.140.22~0.250.20~0.15≥8/603~540~60末段(不安放柵條)0.10~0.140.10~0.144~510~20網格絮凝池前段(安放密網格)80×80350.12~0.140.25~0.300.30~0.20≥16/60~703~570~100中段(安裝疏網格)100×100350.12~0.140.22~0.350.20~0.15≥16/60~703~540~50末段(不安放網格)0.10~0.140.10~0.144~510~20網格和柵條絮凝池在不斷完善和發(fā)展之中,絮凝池宜與沉淀池合建,一般布置成兩組并聯(lián)形式。每組設計水量一般為1.0~2.5萬m3/d之間。?柵條、網格絮凝池主要設計參數(shù)絮絮凝池分段柵條縫隙或網格
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝六、混凝設備
本章總目錄絮凝設備6.不同形式絮凝池組合應用
每種形式的絮凝池各有其優(yōu)缺點。不同形式的絮凝池組合應用可以相互補充,取長補短。往復式和回轉式隔板絮凝池在豎向組合是常用方式之一,穿孔旋流與隔板絮凝池也往往組合應用。不同形式絮凝池配合使用,效果良好,但設備形式增多,應根據(jù)具體情況決定。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及生活中的辛苦阻撓不了我對生活的熱愛。1月-231月-23Monday,January2,2023人生得意須盡歡,莫使金樽空對月。22:41:2222:41:2222:411/2/202310:41:22PM做一枚螺絲釘,那里需要那里上。1月-2322:41:2222:41Jan-2302-Jan-23日復一日的努力只為成就美好的明天。22:41:2222:41:2222:41Monday,January2,2023安全放在第一位,防微杜漸。1月-231月-2322:41:2222:41:22January2,2023加強自身建設,增強個人的休養(yǎng)。2023年1月2日10:41下午1月-231月-23精益求精,追求卓越,因為相信而偉大。02一月202310:41:22下午22:41:221月-23讓自己更加強大,更加專業(yè),這才能讓自己更好。一月2310:41下午1月-2322:41January2,2023這些年的努力就為了得到相應的回報。2023/1/222:41:2222:41:2202January2023科學,你是國力的靈魂;同時又是社會發(fā)展的標志。10:41:22下午10:41下午22:41:221月-23每天都是美好的一天,新的一天開啟。1月-231月-2322:4122:41:2222:41:22Jan-23相信命運,讓自己成長,慢慢的長大。2023/1/222:41:22Monday,January2,2023愛情,親情,友情,讓人無法割舍。1月-232023/1/222:41:221月-23謝謝大家!生活中的辛苦阻撓不了我對生活的熱愛。12月-2212月-22
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法對于天然水源水,根據(jù)水質和用戶要求,分(一)常規(guī)處理工藝1.混凝(混合Mixing+絮凝flocculation);2.沉淀Sedimentation3.過濾Filtration;4.消毒Disinfection(二)預處理和深度處理預處理Preliminary→常規(guī)處理Normal→深度處理Advanced處理對象:水中有機污染物(污染水源,存在“三致”物質,常規(guī)處理無法去除)水處理的基本方法本章總目錄水處理的任務是根據(jù)水質指標和標準,通過處理,達到生活飲用、工業(yè)使用或去污重復使用、達標排放的要求。給水、廢水處理方法和機理基本相同,只是效果不同。給水處理的基本方法及工藝流程
?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法污水處理的基本方法本章總目錄廢水物理法的去除對象是水中不溶解的懸浮物質。應用的工藝有:篩濾截留、重力分離(自然沉淀、上?。?、離心分離等。設備和構筑物則有格柵、篩網、沉砂池、沉淀池、濾池、微濾機、氣浮裝置、離心機、旋流分離器等。(1)格柵Screening它是由一組平行的金屬柵條制成的框架,斜置成60°~70°于廢水流經的渠道上,當廢水流過時,呈塊狀的污染物質即被柵條所截留,而從廢水中去除,它是一種對后續(xù)處理構筑物或廢水提升泵站有保護作用的設備,篩網截留亦屬于這一性質的設備。1.物理法PhysicalTreatment按作用原理分?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄(2)沉淀池Sedimentationtank與沉砂池Gritchamber使廢水在池內的流速降低,這樣廢水中的固體物質在其自身重力作用下下沉,而使固體物質與水分離,這種工藝分離效果好、簡單易,應用廣泛,往往在處理廢水過程中多次使用,是一種十分重要的理構筑物。沉淀池主要用于去除廢水中大量的呈顆粒狀的懸浮固,沉砂池主要去除廢水中比重較大的固體顆粒。
(3)氣浮裝置Flotationunit對一些比重接近于水的細微顆粒,借其自重難于下沉或上浮,可采用氣浮裝置,采取技術措施使空氣以細小氣泡的形式散布于水中,并與顆粒附聚在一起,形成浮選體,上浮到水面而與水分離。
(4)離心Centrifugal與旋流Vortexseparator分離
使含有懸浮固體或乳化油的廢水在設備中進行高速旋轉,由于懸浮固體和廢水的質量不同,受到的離心力也不同,質量大的懸浮固體被拋甩到廢水外側,這樣就可使懸浮固體和廢水分別通過各自出口排出設備之外,使廢水得以凈化。1.物理法PhysicalTreatment?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄向廢水中投加某些化學藥劑,通過化學反應達到凈化廢水的目的。
(1)中和法Neutralization(2)混凝Coagulation(3)氧化還原Oxidationandreduction氧化劑有氧、純氧、臭氧、氯氣、次氯酸鈉、三氯化鐵等,還原劑有鐵、鋅、錫、錳、二氧化硫、石灰等。(4)吸附Adsorption吸附作用就是發(fā)生在不同相界面上的物質傳遞,廢水處理主要是固體物質表面對廢水中污染物質的吸附,吸附可分為物理、化學和生物吸附等。物理吸附是吸附劑和吸附質之間在分子力作用下產生的,不產生化學變化,而化學吸附是吸附劑和吸附質之間由于化學鍵力作用下引起吸附作用的,在生物作用下也可產生吸附。常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、硅藻土、焦炭、木屑等。2.化學法?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄(5)離子交換Ionexchange去除溶解鹽分(6)電滲析Electrodialysis(ED)反滲透Reverseosmosis(RO)去除溶解鹽分(7)氣提Gasstripping
去除揮發(fā)性物質(氣提塔)(8)萃取
去除溶質。溶質在萃取劑和水中的溶解度差別。(9)電解Electrolysis
去除溶解鹽分。利用電極的氧化還原反應。2.化學法?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄利用微生物的代謝作用,使污水中呈溶解膠體狀態(tài)的有機污染物質,轉化為穩(wěn)定的無害物質。好氧氧化――城市污水及有機性生產污水生物膜法;活性污泥法厭氧還原:高濃度有機污水與污水處理中產生的污泥3.生物法Biological1.一級處理PrimaryTreatment:主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體物質。2.二級處理SecondaryTreatment:去除呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物。3.三級處理TertiaryTreatment:去除水中難降解的有機污染物、N、P等導致富營養(yǎng)化的可溶性無機物。按污水處理程度分?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄在天然水體及污水中含有較粗大的懸浮物質及雜質。為減輕水處理負荷,保持處理構筑物的正常運行,首先應將其去除。預處理設施:格柵、篩網、調節(jié)池。水的預處理PreliminaryTreatment?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening一、概述1.格柵是一組平行的金屬柵條制成的金屬框架傾斜(與水平面夾角60°~70°)或直立(節(jié)省占地)設置在污水流經的渠道、泵站集水池的進口處或取水口進口端部。2.作用:攔截較粗大的懸浮物或飄浮物質以免堵塞水泵和沉淀池排泥管,起保護作用。3.柵渣:被攔截的物質叫柵渣。含水率70~80%,容量約750kg/m3。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening二、格柵類型及柵渣的去除方法(一)格柵類型
1.按形狀分:
(1)平面格柵由框架與柵條組成。基本參數(shù)B-寬度,L-長度,柵條間距-e(凈距),柵條至外框的距離-b。B=600,800,…4000;L=600,800,…;e=10,15,20,25,30,40,50,60,80,100;表示PGA-B×L-e(2)曲面格柵固定曲面格柵;旋轉鼓筒式格柵?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening2.按柵條間距分:
(1)粗格柵(50~100mm)(2)細格柵(3~10mm)(3)中格柵(10~40mm)?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening(二)柵渣的清除方法
1.人工(Handcleaned):適于小型水廠,為方便清渣,避免渣重新落入水中,格柵安裝角度以30~45°為宜。2.機械(Mechanically):60~70°傳動系統(tǒng)有電力傳動和液壓傳動,多用電力。齒耙用鏈條或鋼繩拉動,移動速度2m/min。(1)履帶式機械格柵(2)抓斗式機械格柵格柵內外水位差超過30cm自動啟動,水位差消失后自動停車。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及移動式格柵除污機?移動式格柵除污機???六、其他格柵除污機
轉鼓式格柵除污機?六、其他格柵除污機轉鼓式格柵除污機?鋼繩式格柵除污機
工作原理:除污機抓斗呈半圓形,沿側壁軌道上下運動、三條鋼絲繩中的兩條用于提升和下降,一條用于抓斗的吃入與抬起。抓斗可在旋轉軸承的驅動下,以任意的角度運行,在自動運行中清污動作連續(xù)且重復。?鋼繩式格柵除污機工作原理:除污機抓斗呈半圓形,沿側壁軌道上SXJ型系列反切式旋轉細格柵(篩)
弧形格柵除污機
進水泵房格柵除污機?SXJ型系列反切式旋轉細格柵(篩)弧形格柵除污機進水泵房自動機械格柵WG型機械格柵?自動機械格柵WG型機械格柵?
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening三、格柵的選擇與設計
(一)格柵的選擇
包括柵條斷面、柵條清除方法的選擇;柵條間距的確定。1.柵條斷面:圓形水力條件好,剛度差,一般多用矩形。2.柵條清除方法:視柵渣量多少3.柵條間距:按污水種類選擇。城市污水一般16~25mm。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening(二)格柵的設計尺寸計算、水力計算、柵渣量計算及清渣機械的選用。設計參數(shù)(1)過柵流速:0.6~1.0m/s(2)柵前渠道內流速:0.4~0.9m/s(3)柵前傾角:45°~75°,90°(4)水頭損失一般為:0.08~0.15m(5)柵渣量標準:與格柵間間隙大小有關(6)柵條間隙e:16~25mm:0.10~0.05m3渣/103m3污水30~50mm:0.03~0.01m3渣/103m3污水柵渣含水率80%±,容重960kg/m3當柵渣量>0.2m3/日,則應采用機械清渣?第4章水質工程
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening(二)格柵的設計1.柵槽寬度B=S(n-1)+en;S-柵條寬度,m。矩形10mm。e-柵條間距。n-格柵間隙數(shù)。Qmax-最大設計流量,m3/s。α-格柵傾角。h-柵前水深。v-過柵流速m/s。最大0.8~1.0m/s,平均0.3m/s。sinα-經驗系數(shù)?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening2.過柵水頭損失h1=kh0h0-設計水頭損失k-系數(shù),過柵受污堵塞后,水頭損失增加倍數(shù)。k=3。ξ-阻力系數(shù),與柵條形狀有關。當為矩形時,β=2.42?第4章水質工程
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening3.柵槽總高度HH=h+h1+h2
h-柵前水深,m。h1-柵后槽底下降高度。(為避免造成柵前壅水)h2-柵前渠道超高,一般取0.3m。4.柵槽總長度L5.柵渣量計算?第4章水質工程
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4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄格柵Screening格柵設計注意事項:1.防止柵前壘水:柵后渠底應比柵前渠底低h。2.二個平行格柵的設計。3.柵前渠道的斷面尺寸的確定:由柵前流速與柵前水深而決定?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄調節(jié)池FlowEqualizationTank工礦企業(yè)的廢水量及水質不均勻,一晝夜內變化較大,為使理構筑物正常工作,常設調節(jié)池,調節(jié)水量和水質。一、水量調節(jié)池
1.進水為重力流,出水用水泵抽升。有效水深2~3m。2.調節(jié)池除線內調節(jié)(合建)外,還有線外調節(jié)(分建)。3.攪拌設施:避免雜質沉積(1)水泵強制攪拌(2)空氣攪拌(3)機械攪拌?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄調節(jié)池FlowEqualizationTank水量調節(jié)池折流調節(jié)池?第4章水質工程
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4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄調節(jié)池FlowEqualizationTank二、水質調節(jié)池同一時間流入池內的廢水由池的左、右兩側,經過不同時間流到出水槽。(流程長短不同)。即同一時間、同一地點出水槽的廢水,是在不同時間流入池內的廢水混合而成,濃度不同,這就達到自動調節(jié)、均和的目的。為防止短路,設縱向隔板,間距1~1.5m,水深1.5~2m。不僅要求有足夠的池容,而且要求不同時段流入池內的廢水都能達到完全混合。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.1格柵和篩網、調節(jié)池本章總目錄調節(jié)池FlowEqualizationTank調節(jié)池工藝尺寸的確定先取有效水深1.5~2.0m,則池面積,定池寬、池長?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及水泵強制循環(huán)攪拌?水泵強制循環(huán)攪拌?
1-進水2-集水3-出水4-縱向隔墻5-橫向隔墻6-配水槽穿孔導流槽調節(jié)池?1-進水2-集水3-出水4-縱向隔墻5-橫向隔墻6
同心圓型調節(jié)池?同心圓型調節(jié)池?
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝基本概念本章總目錄水中懸浮雜質大都可以通過自然沉淀的方法去除,而膠體及微小懸浮物,沉速緩慢,須經混凝沉淀方可去除?;炷核心z體及微小懸浮物的聚集過程。包括凝聚和絮凝。凝聚:水中膠體失去穩(wěn)定性的過程。絮凝:脫穩(wěn)膠體相互聚結成大顆粒絮體的過程。這兩過程很難分開?;炷猛荆荷铒嬘盟幚怼⒐I(yè)廢水處理、城市污水三級處理、污泥處理等?;炷^程涉及:①水中膠體的性質;②混凝劑在水中的水解;③膠體與混凝劑的相互作用。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝一、膠體的穩(wěn)定性本章總目錄指膠體colloid粒子在水中長期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。原因:(一)動力學穩(wěn)定性(沉降穩(wěn)定性)-布朗運動使膠體處于穩(wěn)定狀態(tài)不下沉。布朗運動對抗重力的影響大。(二)聚集(凝聚)穩(wěn)定性聚集穩(wěn)定性包括:①膠體帶電相斥(憎水性膠體);②水化膜的阻礙(親水性膠體),由于靜電斥力(同性電荷)和水化膜作用不能接近相互聚集變大。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝二、混凝機理本章總目錄1.壓縮雙電層
加入電解質加入,形成與反離子同電荷離子,產生壓縮雙電層作用,使ξ電位降低,從而膠體顆粒失去穩(wěn)定性,產生凝聚作用。2.吸附-電中和Adsorption-chargeneutralization
這種現(xiàn)象在水處理中出現(xiàn)的較多。指膠核表面直接吸附帶異號電荷的聚合離子、高分子物質、膠粒等,來降低電位。其特點是:當藥劑投加量過多時,電位可反號。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
壓縮雙電層和吸附電中和作用?壓縮雙電層和吸附電中和作用?
第4章水質工程
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4.2.2混凝和絮凝二、混凝機理本章總目錄3.吸附架橋Polymerbridgeformation
吸附架橋作用是指高分子物質和膠粒,以及膠粒與膠粒之間的架橋,架橋模型示意見圖。高分子絮凝劑投加后,通常可能出現(xiàn)以下兩個現(xiàn)象:①高分子投量過少,不足以形成吸附架橋;②但投加過多,會出現(xiàn)“膠體保護”現(xiàn)象,見圖;4.沉淀物網捕或卷掃金屬氫氧化物在形成過程中對膠粒的網捕與卷掃。所需混凝劑量與原水雜質含量成反比,即當原水膠體含量少時,所需混凝劑多,反之亦然。?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
架橋模型示意膠體保護示意?架橋模型示意
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝三、鋁鹽和鐵鹽的混凝特性本章總目錄(一)鋁鹽和鐵鹽的水解過程
1.鋁鹽的水解過程Al2(SO4)318H2O溶于水中,立即離解出鋁離子,且常以[Al(H2O)6]3+水會形態(tài)存在。Al3+(略去配位水分子)經過水解、聚合或配合反應可形成多種物質。Al3+→Al(OH)3中間產物受PH、水溫、投加量等限制。2.鐵鹽的水解過程(二)鋁鹽和鐵鹽的混凝特性PH<3鋁以[Al(H2O)6]3+形態(tài)為主(主要是壓縮雙電層)PH=4.5~6.0多核羥基配合物為主(吸附電中和)PH=7.0~7.5中性氫氧化鋁聚合物[Al(OH)3]n為主(吸附架橋)PH>8.5絡合陰離子[Al(OH)4]-
鋁鹽投加量超過限度,會出現(xiàn)膠體保護(脫穩(wěn)顆粒變號、被包卷),重新穩(wěn)定。繼續(xù)增大,超過Al(OH)3溶解度而產生大量沉淀物,起網捕作用?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素
本章總目錄混凝前提是投藥,按藥劑作用分:
混凝劑:起主要作用助凝劑:本身可起也可不起凝聚作用,與混凝劑一起能促進水的混凝,改善絮凝體條件。如污染水,膠體表面有一層有機保護膜(表面性能變化),可加氧化劑破壞保護膜,幫助混凝。
(一)混凝劑
1.硫酸鋁室溫溶解度50%,水溫過低,硫酸鋁水解困難,絮凝體松散。不宜低溫低濁水。2.氯化鐵腐蝕性強,在溶解過程中會釋放大量熱量,產生熱腐蝕。絮凝速度快,絮凝體密實,沉淀性能好。對低溫低濁水比鋁鹽好,除色效果不好?;炷齽┖椭齽?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝本章總目錄3.硫酸亞鐵綠色,易溶。只能離解出Fe2+生成簡單的單核絡合物,效果比Fe3+差。不能除色,F(xiàn)e2+與腐植酸反應生成顏色更深的物質,色度更難去除。4.PAC用鋁灰,酸溶、堿溶法制成,多核配合物?;炷Ч?。5.PAM非離子型聚合物。適用:廢水處理,給水高濁、低濁水效果好、價格高?;炷齽┖椭齽?/p>
四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素
?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
第4章水質工程
4.2水的物理、化學及物理化學處理方法
4.2.2混凝和絮凝本章總目錄(二)助凝劑
凡能提高或改善混凝劑作用效果的化學藥劑可稱為助凝劑。助凝劑可以參加混凝,也可不參加混凝。1.調節(jié)或改善混凝條件:堿類:調整水的pH,如石灰、硫酸等;氧化劑類:破壞干擾混凝的物質,如有機物。如投加Cl2、O3等。2.改善絮體結構-增加重量,加大礬花的粒度和結實性如活化硅酸(SiO2nH2O)、骨膠、高分子絮凝劑;混凝劑和助凝劑
四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素
?第4章水質工程
4.2水的物理、化學及
常用的混凝劑無機鋁系硫酸鋁明礬聚合氯化鋁(PAC)聚合硫酸鋁(PAS)適宜pH:5.5~8鐵系三氯化鐵硫酸亞鐵硫酸鐵(國內生產少)聚合硫酸鐵聚合氯化鐵適宜pH:5~11,但腐蝕性強有機人工合成
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