第5章-凝聚與絮凝課件

第2篇水的物理、化學(xué)及物理化學(xué)處理.1第5章 凝聚和絮凝.2混凝：水中膠體粒子以及微小懸浮物的聚集過(guò)程稱為

混凝，是凝聚和絮凝的總稱。凝聚：水中膠體失去穩(wěn)定并形成微小聚集體的過(guò)程。絮凝：脫穩(wěn)膠體相互聚結(jié)成大的絮凝體的過(guò)程。應(yīng)用：廣泛用于給水處理，也可用于工業(yè)水處理及城 市污水的三級(jí)處理和深度處理等。另外，還可 用于水的除油、脫色。思考：在水處理中，為什么要進(jìn)行混凝處理？作為水中的膠體雜質(zhì)，其粒子尺寸大約在1um到1nm之間，直接進(jìn)行沉淀分離處理幾乎是不可能。因此從水處理的角度

而言，認(rèn)為膠體在水中是穩(wěn)定的。膠體穩(wěn)定性：指膠體粒子在水中長(zhǎng)期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。原水現(xiàn)狀:

膠體穩(wěn)定而分散懸浮。處理目標(biāo)：打破膠體顆粒穩(wěn)定性，使膠體相互碰撞聚結(jié)成大顆粒。思考：為什么水中膠體具有穩(wěn)定性？.35.1

膠體的穩(wěn)定性5.1.1

膠體的雙電層結(jié)構(gòu)膠體顆粒的最內(nèi)層稱為膠核，膠核表面因吸

附電位形成離子而帶電，表面帶電的膠核再通過(guò)靜電引力作用吸附溶液中的反離子到其周圍，構(gòu)成膠體的雙電層結(jié)構(gòu)。吸附層：膠核表面的電位形成離子和其吸附的 束縛反離子合稱為吸附層；擴(kuò)散層：隨著與膠核表面距離逐漸的增大，反

離子濃度變小且有向溶液中擴(kuò)散的趨 勢(shì)，故不隨膠粒移動(dòng)。這層反離子稱 為自由反離子，構(gòu)成擴(kuò)散層。膠

粒:

膠核與吸附層合稱膠粒。膠

團(tuán):

膠粒與擴(kuò)散層合稱膠團(tuán)。膠體滑動(dòng)面：在膠粒與擴(kuò)散層之間形成的滑動(dòng)界面。ψ電位：膠核表面與外層之間形成的電位差稱為膠團(tuán)的總電位。（ψ電位

很難測(cè)得）ζ電位：膠粒移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)面與外層的電位差稱為移動(dòng)電位。（可用ζ電位測(cè)定儀測(cè)得）結(jié) 論：ζ電位越高，擴(kuò)散層越厚，膠粒帶電量越大，帶同性電荷膠體的膠體之間靜電斥力越大，膠.

體顆粒越具穩(wěn)定性。45.1.2

膠體之間的相互作用.5大量膠體顆粒共存時(shí)相互之間的作用規(guī)律可用DLVO理論進(jìn)行描述。DLVO理論是由德加根（Derjaguin）和蘭道(Landan）與伏

維（Verwey）、奧貝克（Overbeek）提出。DLVO理論指出當(dāng)兩膠體顆粒相互靠近且雙電層發(fā)生重疊時(shí)，兩者之間同時(shí)存在兩個(gè)作用力：范德華引力和靜電斥力。排斥勢(shì)能（Er）：由兩膠粒間靜電斥力產(chǎn)生，隨膠體顆粒表面間距增大而呈指數(shù)關(guān)系減小。吸引勢(shì)能（Ea）：由范德華引力產(chǎn)生，與膠體顆粒表面間距成反比?？倓?shì)能（E）：排斥勢(shì)能Er和吸引勢(shì)能Ea相加和。兩個(gè)膠體顆粒處于不同距離時(shí)，總勢(shì)能可能有以下幾種情況：當(dāng)oa＜x＜o(jì)c時(shí)，排斥勢(shì)能占優(yōu)勢(shì)；當(dāng)x＜o(jì)a，吸引勢(shì)能占優(yōu)勢(shì)；當(dāng)x=ob時(shí)，在總勢(shì)能曲線上出現(xiàn)最大排斥勢(shì)能，稱為排斥能峰。結(jié)論：1）當(dāng)兩個(gè)膠體顆粒由遠(yuǎn)靠近時(shí)，

首先起作用是排斥勢(shì)能，如果能夠克服排斥能峰進(jìn)一步靠近到某一距離時(shí)吸引勢(shì)能才開(kāi)始起作用。由于膠體顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)能量遠(yuǎn)小于排斥能峰，故兩膠體顆粒不能相互靠近發(fā)生凝聚，終保持穩(wěn)定。2)要使兩膠體顆粒相互靠近并凝聚下沉，應(yīng)降低ζ電位，減少靜電斥力，降低排斥能峰。.6膠體的動(dòng)力穩(wěn)定性膠體穩(wěn)定性的原因膠體的帶電穩(wěn)定性膠體的溶劑化作用穩(wěn)定性膠體的動(dòng)力穩(wěn)定性：是由布朗運(yùn)動(dòng)引起的。膠體顆粒尺寸很小，無(wú)規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)強(qiáng)，對(duì)抗重力影響的能力強(qiáng)而不下沉，膠體顆粒均勻分散在水中而穩(wěn)定。膠體的帶電穩(wěn)定性：是由靜電斥力引起的。靜電斥力對(duì)抗范德華引力，使膠體顆粒保持分散狀態(tài)而穩(wěn)定。膠體的溶劑化作用穩(wěn)定性：親水性膠體顆粒與水分子的發(fā)生作用，使膠體顆粒周圍包裹一層較厚的水化膜，阻礙兩膠體顆粒相互靠近，使膠體顆粒保持分散狀態(tài)而穩(wěn)定。結(jié) 論：對(duì)于憎水膠體而言，動(dòng)力穩(wěn)定性和帶電穩(wěn)定性起主要作用。對(duì)于親水膠體而言，水化作用穩(wěn)定性占主導(dǎo)地位，帶電穩(wěn)定性則處于次要地位。5.1.3

膠體的穩(wěn)定性.75.2

混凝機(jī)理.8膠體的凝聚機(jī)理壓縮雙電層作用機(jī)理吸附-電中和作用機(jī)理吸附-架橋作用機(jī)理網(wǎng)捕-卷掃作用機(jī)理1.

壓縮雙電層作用機(jī)理.9加入電解質(zhì)后，溶液中的高價(jià)態(tài)反離子濃度增高，

通過(guò)靜電引力置換出膠體原來(lái)吸附的低價(jià)反離子，擴(kuò)散層厚度縮小，產(chǎn)生壓縮雙電層作用，使ζ電位降低，從而膠體顆粒失去穩(wěn)定性，產(chǎn)生凝聚作用。該機(jī)理認(rèn)為ζ電位最多可降至0。因而不能解釋以下兩種現(xiàn)象：①混凝劑投加過(guò)多，混凝效果反而下降；②與膠粒帶同樣電號(hào)的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。.102.

吸附-電中和作用機(jī)理吸附-電中和作用是指膠粒表面吸附異號(hào)離子、異號(hào)膠粒或鏈狀帶異號(hào)電荷的高分子，從而中和了膠體所帶的部分電荷，減少了靜電斥力，使之容易與其它顆粒接近而互相吸附。吸附作用驅(qū)動(dòng)力包括:靜電引力、氫鍵、配位 鍵、范德華引力等。當(dāng)藥劑投加量過(guò)多時(shí)，ζ電位可反號(hào)，膠體發(fā)生再穩(wěn)現(xiàn)象。根據(jù)DLVO理論，只要ζ電位降至ζk，使排斥

能峰Emax=0膠體即可發(fā)生凝聚，此時(shí)的ζ電位稱為臨界電位（ζk）。.113.

吸附-架橋作用機(jī)理吸附架橋作用是指高分子物質(zhì)與膠粒的吸附與橋連。高分子鏈的一端吸附了某一膠粒后，另一端又吸

附另一膠粒，形成“膠粒-高分子-膠?！钡男跄w。架橋模型示意見(jiàn)下圖。高分子絮凝劑投加后，通?？赡艹霈F(xiàn)兩個(gè)現(xiàn)象：①高分子投量過(guò)少，不足以形成吸附架橋；②但投加過(guò)多，會(huì)出現(xiàn)“膠體保護(hù)”現(xiàn)象，見(jiàn)下圖.124.

網(wǎng)捕-卷掃作用機(jī)理.13網(wǎng)捕-卷掃作用主要是一種機(jī)械作用。當(dāng)鋁鹽、

鐵鹽等混凝劑投量很大而形成大量具有三維立體結(jié)構(gòu)的水合金屬氧化物沉淀時(shí)，可以網(wǎng)捕、卷掃水中膠體，產(chǎn)生沉淀分離。所需混凝劑量與原水雜質(zhì)含量成反比，即當(dāng)原水膠體含量少時(shí)，所需混凝劑多，反之亦然。上述四種機(jī)理，在水處理中可能是同時(shí)存在的，或以某種現(xiàn)象為主。5.2.2

絮凝機(jī)理.14顆粒相互碰撞的動(dòng)力來(lái)自兩個(gè)方面：一是顆粒在水中的布朗運(yùn)動(dòng)；二是水力或機(jī)械攪拌推動(dòng)產(chǎn)生的流體運(yùn)動(dòng)。異向絮凝：由布朗運(yùn)動(dòng)引起的顆粒碰撞聚集。膠體顆粒發(fā)生碰撞使顆粒由小變大，布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)隨之減弱。同向絮凝：由水力或機(jī)械攪拌推動(dòng)產(chǎn)生的流體運(yùn)

動(dòng)引起的造成的顆粒碰撞聚集。由于兩個(gè)膠體顆粒是在同一運(yùn)動(dòng)方向上發(fā)生碰撞而絮凝

的，故稱為同向絮凝。5.2.3

影響混凝效果的主要因素.15客觀因素：原水水質(zhì)（包括水溫、pH值、堿度、水中各化學(xué)成分的含量及性質(zhì)等）主觀因素：人為可操作（水力條件、混凝劑種類及用量、投加方式等）1.水溫的影響.16適宜的水溫在20～30℃之間。水溫低時(shí)，通常絮凝體形成緩慢，絮凝顆粒細(xì)小、松散，混凝效果較差。其原因有：①無(wú)機(jī)混凝劑水解是吸熱反應(yīng)，低溫時(shí)水解困難。②低溫水粘度大，顆粒運(yùn)動(dòng)阻力大，布朗運(yùn)動(dòng)減弱，不利凝聚。同時(shí)，水流剪力增大，影響絮凝體的成長(zhǎng)。③膠體顆粒水化作用增強(qiáng)，不利于顆粒間的粘附。2.水的PH值的影響水的pH值直接與水中膠體顆粒的表面電荷和電位有關(guān)，不同的pH值下膠體顆粒的表面電荷和電位

不同，所需要的混凝劑量也不同；水的pH值對(duì)混凝劑的水解反應(yīng)有顯著影響，不同

混凝劑對(duì)pH值的適應(yīng)范圍不同，水解產(chǎn)物的形態(tài)不同，混凝效果也各不相同。高分子混凝劑的混凝效果受水的pH值的影響較小。3.水的堿度的影響在混凝劑的水解過(guò)程中不斷產(chǎn)生

，導(dǎo)致pH值下降，所以必須有足夠的堿性物質(zhì)與其中和，即要保證堿度適中，如果堿度不足，應(yīng)投加堿性物質(zhì)（如石灰）來(lái)提高混凝效果。.174.水中濁質(zhì)顆粒濃度的影響.18水中濁質(zhì)顆粒濃度很低時(shí)，顆粒碰撞速率大大減少，混凝效果差?？刹扇∫韵麓胧和都痈叻肿又齽梦郊軜蜃饔?。投加礦物顆粒（如粘土），增加混凝劑水解產(chǎn)物 的凝結(jié)中心，提高顆粒碰撞速率并增加絮凝體密 度。投加混凝劑后直接過(guò)濾。低溫低濁水的混凝更為困難，成為專門研究課題。如果原水中懸浮物濃度太高時(shí)，混凝劑用量加大，為節(jié)約混凝劑，通常先預(yù)沉或投加高分子助凝劑。5.水中有機(jī)污染物的影響.19水中溶解性的有機(jī)物分子吸附在膠體顆粒表面形成有機(jī)涂層，將膠體保護(hù)起來(lái)，阻礙膠體顆粒之間的碰撞。通常采用投加預(yù)氧化劑（高錳酸鉀、臭氧、氯等）破壞有機(jī)物對(duì)膠體的保護(hù)作用，以改善混凝效果，降低混凝劑消耗量。6.混凝劑種類與投加量的影響最佳藥劑種類及劑量受各種控制因素的影響，一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。7.水力條件的影響.20水力條件包括水力強(qiáng)度和作用時(shí)間?；旌想A段：要求混合快速劇烈，通常在10～30S，至

多不超過(guò)兩分鐘，以使混凝劑能迅速均勻地分散到原水中。絮凝階段：使已脫穩(wěn)的膠體顆粒通過(guò)異向絮凝和同向絮凝的方式逐漸增大，攪拌強(qiáng)度和水流速度應(yīng)隨

著絮體的增大而逐漸降低，且應(yīng)保證有一定的絮凝作用時(shí)間。5.3

混凝劑與助凝劑.215.3.1混凝劑混凝劑種類很多，按其分子量大小可劃分為無(wú)機(jī)鹽類與高分子混凝劑兩大類。無(wú)機(jī)鹽類混凝劑，應(yīng)用最廣的是鋁鹽，如硫酸鋁、硫酸鉀鋁和鋁酸鈉等；其次是鐵鹽，如三氯化鐵、硫酸亞鐵和硫酸鐵等。高分子混凝劑，又可分為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類。無(wú)機(jī)類中，使用較廣的是聚合氯化鋁；有機(jī)類中聚丙烯酰胺使用普遍。1.硫酸鋁.22

外觀及腐蝕性：硫酸鋁有精、粗兩種產(chǎn)品，分別為白色和灰白色結(jié)晶。含有不同數(shù)量的結(jié)晶水，常用的硫酸鋁為A12(SO4)3·18H2O，硫酸鋁易溶于水，水溶液呈酸性，腐蝕性較小。對(duì)水溫和pH值的適應(yīng)性：適宜水溫20～40℃；pH=5.7～7.87.8時(shí)，主要去除微小懸浮物；pH=6.4～7.8時(shí)，主要處理高

濁低色度水；pH=4～6時(shí)，處理高色度水。配制濃度：一般在10%左右，大水廠可為10%～15%。

適用條件：硫酸鋁腐蝕性小，且對(duì)水質(zhì)無(wú)不良影響，使用方便，效果好，但對(duì)低溫水絮凝體形成慢而松散，效果不如鐵鹽。2.三氯化鐵.23

外觀及腐蝕性：固態(tài)三氯化鐵是具有金屬光澤的黑褐色結(jié)晶

體，分子式為FeCl3·6H2O，易溶于水，溶液的腐蝕性極強(qiáng)。對(duì)水溫和pH值的適應(yīng)性：適宜水溫范圍大，適宜pH值范圍為6.0-8.4。配制濃度：適宜干投或濃溶液投加，一般在5%～10%。

適用條件：絮凝體大而緊密，對(duì)低溫、低濁水的效果較鋁鹽

好。三氯化鐵加入水中后會(huì)與天然水中的堿度起反應(yīng)，形成氫氧化鐵膠體，當(dāng)天然水中的堿度較低或三氯化鐵投加量較大時(shí)，應(yīng)在水中先加適量的助凝劑石灰。3.硫酸亞鐵.24

外觀及腐蝕性：硫酸亞鐵又稱綠礬，固態(tài)產(chǎn)品為半透明綠色

結(jié)晶，分子式為FeSO4·7H2O，易潮解，水溶液呈酸性，腐蝕性較大。

對(duì)水溫和pH值的適應(yīng)性：受水溫影響小，pH=8.5～11時(shí)，主要處理堿度和濁度高的原水。配制濃度：一般配制成10%左右濃度。

適用條件：處理飲用水時(shí)，硫酸亞鐵中的重金屬應(yīng)考慮，投藥量最高時(shí)，水中的重金屬含量應(yīng)在國(guó)家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的限度內(nèi)。硫酸亞鐵的混凝效果較差，使用時(shí)應(yīng)先將亞鐵氧化成三價(jià)鐵：6FeSO4+3C12

=

2Fe2(SO4)3+2FeCl34.聚合氯化鋁聚合氯化鋁（PAC）又名堿式氯化鋁或羥基氯化鋁。化學(xué)

式為[Al2(OH)nCl6-n]m，通常，n

=1～5，m

≤10。堿化度(B)：是指羥基與鋁的摩爾數(shù)之比，可以下式表示：堿化度高，有利于吸附架橋；但過(guò)高，易生成沉淀。

生產(chǎn)上，要求的堿化度為50%～80％。優(yōu) 點(diǎn)：腐蝕性?。蛔罴鸦炷齪H值范圍較寬，最佳投量

范圍寬；形成絮凝體速度快，絮凝體大而密實(shí)，沉降性

能好；對(duì)低溫、低濁以及高濁、高色水的處理效果均好。.255.3.2

助凝劑.27助凝劑的作用是調(diào)節(jié)或改善混凝條件、改善絮凝體結(jié)構(gòu)。從廣義上講，助凝劑可分為以下幾類：酸、堿類：用以調(diào)整水的pH值，控制反應(yīng)條件。常用的是石灰。絨粒核心類：用以增加礬花的骨架材料和改善礬花的結(jié)構(gòu)，增加礬花的重量。如在水中加粘土或沉泥類的大顆粒，可

以加快礬花的形成和沉降速度，尤其適用于低濁度水處理。投加高分子物質(zhì)可以改善礬花結(jié)構(gòu)并起架橋作用。無(wú)機(jī)助

凝劑中應(yīng)用較多的是活化硅酸。氧化劑類：可以用來(lái)破壞干擾混凝的物質(zhì)如有機(jī)物。如投加氯氧化有機(jī)物；用氯氧化硫酸亞鐵產(chǎn)生高鐵。章節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容及思考題.28為什么水中膠體具有穩(wěn)定性？混凝機(jī)理及硫酸鋁的混凝作用機(jī)理？為什么混凝劑投量過(guò)多反而混凝效果不好？影響混凝效果的因素有哪些？不同類型的混凝劑各有什么樣的特點(diǎn)？幾個(gè)重要概念：混凝、凝聚、絮凝、動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性、聚集穩(wěn)定性、膠體結(jié)構(gòu)、吸附層、擴(kuò)散層、雙電層結(jié)構(gòu)、φ電位、膠體滑動(dòng)面、ζ電位、排斥勢(shì)能、吸引勢(shì)能、總勢(shì)能、水化作用、膠體保護(hù)、異向絮凝、同向絮凝。5.4

混凝動(dòng)力學(xué).29基本概念混凝動(dòng)力學(xué)：研究顆粒碰撞速率和混凝速率。顆粒相互碰撞的動(dòng)力來(lái)自兩個(gè)方面：顆粒在水中的布朗運(yùn)動(dòng)；在水力或機(jī)械攪拌所造成的流體運(yùn)動(dòng)。異向絮凝：由布朗運(yùn)動(dòng)引起的顆粒碰撞聚集稱為異向絮凝。同向絮凝：由水力或機(jī)械攪拌所造成的流體運(yùn)動(dòng)

引起的顆粒碰撞聚集稱同向絮凝。5.4.1

異向絮凝動(dòng)力學(xué)顆粒的碰撞速率可按下式計(jì)算：式中： 為波爾茲曼常數(shù)， 為水的絕對(duì)溫度， 為水的運(yùn)

動(dòng)粘度， 為水的密度， 為顆粒碰撞后產(chǎn)生聚集的分?jǐn)?shù)，為顆粒數(shù)量濃度。布朗運(yùn)動(dòng)造成的顆粒碰撞速率與顆粒數(shù)量濃度和水溫 成正比，而與顆粒粒徑無(wú)關(guān)。當(dāng)顆粒的粒徑大于1μm，布朗運(yùn)動(dòng)消失。.305.4.2

同向絮凝動(dòng)力學(xué)1.

層流理論層流條件下顆粒的碰撞示意見(jiàn)右圖。

顆粒的碰撞速率按下式計(jì)算：速度梯度（G）：指相鄰兩水層中兩個(gè)顆粒的速度差與垂直于水流方向的兩流層之間距離的比值，即

。甘布公式：機(jī)械攪拌水力絮凝.312.同向紊流理論同向紊流理論：①

外部施加給水流的能量形成大渦旋；②大渦旋將能量輸送給小渦旋，小渦旋將能量輸送給更小的

渦旋；③只有大小尺度與顆粒尺寸相近的渦旋才會(huì)引起顆粒相互碰撞。同向紊流條件下顆粒的碰撞速率為：式中，紊流擴(kuò)散系數(shù) ，

為相應(yīng)于

（ ）尺度的脈動(dòng)速度。故：.325.4.3

混凝過(guò)程的控制指標(biāo).33混合階段：目的：使混凝劑快速均勻地分散到水中。要求：快速而劇烈攪拌，通常在10～30S至多不超過(guò)2min。

控制G值在700～1000s-1之內(nèi)。異向絮凝占主導(dǎo)作用。絮凝階段：目的：主要靠機(jī)械或水力攪拌促使顆粒碰撞凝聚，同向絮

凝起主要作用。要求：G值應(yīng)隨著絮凝體尺寸增大逐漸減少。平均G值控制在20～70s-1，平均GT值為1×104～1×105

。5.5

混凝過(guò)程混凝劑的溶解、配制和投加過(guò)程，如下圖所示。.345.5.1

混凝劑的配制混凝劑的配制包括藥劑溶解和溶液稀釋。藥劑溶解需設(shè)置溶解池，溶解池容積W1

為：W1=（0.2~0.3）W2式中W2為溶液池容積。溶液稀釋在溶液池中進(jìn)行，溶液池容積W2為：式中：

—處理的水量，m3/h；—混凝劑最大投加量，mg/L；—溶液濃度，一般取5%~20%；—每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過(guò)3次。.355.5.2

混凝劑的投加混凝劑投加設(shè)備包括計(jì)

量設(shè)備、藥液提升設(shè)備、投藥箱、必要的水封箱以及注入設(shè)備等。計(jì)量設(shè)備計(jì)量設(shè)備有：轉(zhuǎn)子流量

計(jì)、電磁流量計(jì)、??嘴、計(jì)量泵等。投加方式泵前投加：安全可靠，

一般適用取水泵房距水廠較近者。泵前投加見(jiàn)右圖所示。.36

高位溶液池重力投加：適用取水泵房距水廠較遠(yuǎn)者，安全可靠，但溶液池位置較高。重力投加見(jiàn)下圖。.37水射器投加：設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，溶液池高度不會(huì)

受太大限制，但效率低，易磨損，水射器投加見(jiàn)下圖。.38計(jì)量泵投加：不必另設(shè)計(jì)量設(shè)備，適合混凝劑自動(dòng)控制系，有利于藥劑與水混合，計(jì)量泵投加見(jiàn)下圖。.39信陽(yáng)湖東水廠加藥系統(tǒng).40隔膜式計(jì)量泵.41隔膜式計(jì)量泵.42溶液.池43溶解.池44兩池間控制閥.45溶液.池配水閥46溶液.池配水閥47溶

液

池

鼓

風(fēng)

系

統(tǒng).48溶

液

池

加

藥

系

統(tǒng).495.5.3

混凝劑投加量自動(dòng)控制.50最佳投加量：指達(dá)到既定水質(zhì)目標(biāo)的最小混凝劑投量。自動(dòng)控制：根據(jù)原水的水質(zhì)、水量變化自動(dòng)即時(shí)調(diào)節(jié)最 佳劑量。自動(dòng)控制技術(shù)：數(shù)學(xué)模型法、現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)法、流動(dòng)電 流檢測(cè)法等。數(shù)學(xué)模擬法對(duì)于某一特定水源，可根據(jù)水質(zhì)、水量建立數(shù)學(xué)模型，寫出程序交計(jì)算機(jī)執(zhí)行調(diào)控。采用數(shù)學(xué)模型實(shí)行加藥自動(dòng)

控制的關(guān)鍵是：必須要有前期大量而又可靠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，

才可運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立符合實(shí)際生產(chǎn)的數(shù)學(xué)模型。數(shù)

學(xué)模型建立后只適用于特定原水條件，而且需要大量的在線水質(zhì)檢測(cè)儀表，投資大。2.現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)法.51采用現(xiàn)場(chǎng)模擬裝置來(lái)確定和控制投藥量是較簡(jiǎn)單的一種方法，常用的模擬裝置是斜管沉淀器，過(guò)濾器或兩者并用。原水濁度低時(shí)，常用模擬過(guò)濾器，原水濁度高時(shí)可用斜管沉淀器或過(guò)濾器串聯(lián)使用。此法存在反饋滯后現(xiàn)象，模擬裝置與生產(chǎn)設(shè)備存在一定的差別，但與實(shí)驗(yàn)室相比，更接近實(shí)際情況。3.透光率脈動(dòng)法透光率脈動(dòng)法是利用光電原理檢測(cè)絮凝聚顆粒的變化，達(dá)到混凝在線連續(xù)控制的新技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)是因子單一，不受

混凝機(jī)理或品種的限制，不受水質(zhì)限制。4.流動(dòng)電流檢測(cè)器法.52流動(dòng)電流是指膠體擴(kuò)散層中反離子在外力作用下隨著流體流動(dòng)而產(chǎn)生的電流。此電流與膠體ξ電位有正相關(guān)關(guān)

系?；炷竽z體ξ電位變化反映了膠體脫穩(wěn)程度。優(yōu)點(diǎn)是控制因子單一；投資低，操作簡(jiǎn)單；控制精度較高。缺點(diǎn)是投藥量與流動(dòng)電流很少相關(guān)。5.6

混凝設(shè)施.535.6.1

混合設(shè)施混合設(shè)施類型：◆水力混合水泵混合管式混合機(jī)械混合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(dòng)力，各種水廠均可用，常用于取水泵房靠近水廠處理構(gòu)筑物的場(chǎng)合，兩者間距不大于150m。2.管式混合管式靜態(tài)混合器見(jiàn)下圖。.54

擴(kuò)散混合器是在管式孔板混合器前加一個(gè)錐形帽，錐

形帽夾角90°。順流方向投影面積為進(jìn)水管總截面面積1/4，開(kāi)孔面積為進(jìn)水管總截面面積的3/4，流速為1.0～1.5m/s，混合時(shí)間2～3s。節(jié)管長(zhǎng)度不小于500mm。

水頭損失約0.3～0.4，直徑在DN200～DN1200，見(jiàn)下圖。.555.6.2

絮凝設(shè)施.56絮凝設(shè)施即絮凝池分兩大類：水力攪拌式、機(jī)械攪拌式常用絮凝池：隔板絮凝池、折板絮凝池、穿孔旋流絮凝

池、網(wǎng)格絮凝池、機(jī)械攪拌絮凝池。隔板絮凝池類型：分往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種見(jiàn)下圖主要設(shè)計(jì)參數(shù)：.57絮凝時(shí)間20~30min，平均G值30~60s-1，GT值104~105。廊道流速?gòu)钠鸲?.5~0.6m/s，逐步遞減到末端0.2~0.3m/s，

一般宜分成4~6段。隔板間距不小于0.5m，轉(zhuǎn)彎處過(guò)水?dāng)嗝娣e為相鄰廊道過(guò)水?dāng)?/p>

面積的1.2~1.5倍。底坡2%~3%，排泥管直徑大于150mm?？偹^損失，往復(fù)式總水頭損失一般在0.3~0.5m，回轉(zhuǎn)式的

水頭損失比往復(fù)式的小40％左右。隔板絮凝池特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、管理方便，但絮凝效果不穩(wěn)定，池子大。適應(yīng)大

水廠。設(shè)計(jì)計(jì)算絮凝池容積V：池長(zhǎng)L：隔板間距b：水頭損失h：（）平均速度梯度G：.58.59.602.折板絮凝池.61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(duì)波谷平行安裝稱“同波折板”，波峰相對(duì)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(fèi)用較高。其示意圖下圖。折板絮凝池設(shè)計(jì)參數(shù).62絮凝時(shí)間6~15min，平均G值30~50s-1，GT值大于2×104。分段數(shù)不宜小于3，前段流速0.25~0.35m/s，中

段0.15~0.25m/s，末段0.10~0.15m/s。平折板夾角有900~1200兩種,由鋼絲網(wǎng)水泥板或塑料板拼裝而成。折板長(zhǎng)0.8~2.0m，寬0.5~0.6m，

峰高0.3~0.4m，板間距（峰距）0.3~0.6m。折板上下轉(zhuǎn)彎和過(guò)水孔洞流速，前段0.3m/s，中段

0.2m/s，末段0.1m/s。3.網(wǎng)格、柵條絮凝池網(wǎng)格、柵條絮凝池為多格豎井串聯(lián)，每個(gè)豎井內(nèi)安裝若干層網(wǎng)格或柵條；各豎井之間的隔墻上下交錯(cuò)開(kāi)孔；豎井內(nèi)的網(wǎng)

格或柵條數(shù)自進(jìn)水端到出水端逐漸減少，一般分3段控制。前段