化学混凝法全解.pptx

2024/9/20 周五1污水的化学处理法污水的化学处理法2.1 2.1 化学混凝法化学混凝法2.2 2.2 中和法中和法2.3 2.3 化学沉淀法化学沉淀法2.4 2.4 氧化氧化-还原法还原法2024/9/20 周五22.1 化学混凝法化学混凝法(Coagulation)v 概述概述v 混凝原理混凝原理v 混凝剂和助凝剂混凝剂和助凝剂v 影响混凝的主要因素影响混凝的主要因素v 混凝工艺过程与设备混凝工艺过程与设备2024/9/20 周五3一、概一、概 述述1 1、废水分散体系、废水分散体系 根据分散相粒度不同，废水可分为三类：根据分散相粒度不同，废水可分为三类：粗分散体系粗分散体系粗分散体系粗分散体系（悬浮液悬浮液）：分散相粒度）：分散相粒度100nm。胶体分散体系胶体分散体系胶体分散体系胶体分散体系（胶体溶液胶体溶液）：）：分散相粒度为分散相粒度为1100nm。分子分子分子分子 -离子分散体系离子分散体系离子分散体系离子分散体系（真溶液真溶液）：分散相粒度为分散相粒度为0.11nm。2024/9/20 周五4悬浮液悬浮液胶体溶液胶体溶液真溶液真溶液吸附法等处理吸附法等处理混凝法处理混凝法处理自然沉淀或自然沉淀或过滤处理过滤处理0.1nm1nm100nm粒度粒度100m1nm0.1nm2024/9/20 周五53 3、混凝法混凝法的的用途用途可可以以用用来来降降低低废废水水的的浊浊度度和和色色度度，去去除除多多种种高高分分子子有有机机物物、某某些些重重金金属属和和放放射射性性物物质质。如如造造纸纸、钢钢铁铁、纺织、化工、食品等工业废水及城市污水的三级处理纺织、化工、食品等工业废水及城市污水的三级处理能改善污泥的脱水性能。能改善污泥的脱水性能。如如污泥处理污泥处理2 2、去除对象去除对象：主要为废水中：主要为废水中细小的悬浮颗细小的悬浮颗粒粒和和胶体颗粒胶体颗粒。4 4、优点优点：设备简单，维护操作易于掌握，处理效果：设备简单，维护操作易于掌握，处理效果好，间歇或连续运行皆可。好，间歇或连续运行皆可。缺点缺点：运行费用较高，沉渣量大，且脱水较困难。运行费用较高，沉渣量大，且脱水较困难。2024/9/20 周五6二、混凝原理二、混凝原理混凝混凝是通过向废水中投加化学药剂是通过向废水中投加化学药剂混凝剂混凝剂(coagulant)(coagulant)，破坏胶体的，破坏胶体的稳定稳定性性，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集(aggregation)(aggregation)成较粗大的颗粒而沉淀，成较粗大的颗粒而沉淀，得以与水分离，使废水得到净化。得以与水分离，使废水得到净化。2024/9/20 周五71 1、废水中胶体颗粒的稳定性、废水中胶体颗粒的稳定性（1 1）胶体特性胶体特性光学性质光学性质光学性质光学性质：在水溶液中能引起光的反射的性质。：在水溶液中能引起光的反射的性质。力学性质力学性质力学性质力学性质：主要是指胶体的：主要是指胶体的布朗运动布朗运动。表面性能表面性能表面性能表面性能：比表面积大，具有极大的表面自由能，：比表面积大，具有极大的表面自由能，使胶体颗粒具有强烈的吸附能力和水化作用。使胶体颗粒具有强烈的吸附能力和水化作用。动电现象动电现象动电现象动电现象：胶体的动电现象包括电泳与电渗。电：胶体的动电现象包括电泳与电渗。电泳现象说明胶体微粒是泳现象说明胶体微粒是带电带电带电带电的。的。胶体的稳定性正是上述特性的综合表现，尤其是胶粒之间的静胶体的稳定性正是上述特性的综合表现，尤其是胶粒之间的静胶体的稳定性正是上述特性的综合表现，尤其是胶粒之间的静胶体的稳定性正是上述特性的综合表现，尤其是胶粒之间的静电斥力的作用结果。如要了解电斥力的作用结果。如要了解电斥力的作用结果。如要了解电斥力的作用结果。如要了解胶体带电现象胶体带电现象胶体带电现象胶体带电现象和和和和使胶体脱稳的途使胶体脱稳的途使胶体脱稳的途使胶体脱稳的途径径径径，就必须研究胶体的结构。，就必须研究胶体的结构。，就必须研究胶体的结构。，就必须研究胶体的结构。2024/9/20 周五8胶体的双电胶体的双电层结构模型层结构模型胶核胶核电位离子电位离子束束缚缚反反离离子子胶团边界胶团边界（2 2）胶胶体体的的结结构构滑动面滑动面吸附层吸附层扩扩散散层层2024/9/20 周五9 胶体粒子的结构式：胶体粒子的结构式：10 Fe(OH)Fe(OH)3 3 mm nH nH (n(nx)Clx)Cl x+x+x Cl x Cl 胶核胶核(nuclear)胶粒胶粒(colloidal particle)吸附层吸附层stationary layer扩散层扩散层diffuse layer胶团胶团胶团胶团(colloidal(colloidal micelle)micelle)例例：氢氧化铁胶体由三氯化铁水解形成。：氢氧化铁胶体由三氯化铁水解形成。试写出氢氧化铁胶体粒子的结构式。试写出氢氧化铁胶体粒子的结构式。解解：氢氧化铁胶体粒子的结构式如下所示：氢氧化铁胶体粒子的结构式如下所示：电位形电位形成离子成离子自由反自由反离子离子束缚反束缚反离子离子其中，其中，m m为胶核中的分子数；为胶核中的分子数；n n为被吸附的电位离子数；为被吸附的电位离子数；(n-x)(n-x)为吸附层中反离子数；为吸附层中反离子数；x x为扩散层中的反离子数。为扩散层中的反离子数。11(3)(3)电位（总电位）与电位（总电位）与电位（总电位）与电位（总电位）与 电位（电动电位）电位（电动电位）电位（电动电位）电位（电动电位）胶粒与溶液主体之间的电位差，称为电动电位，胶粒与溶液主体之间的电位差，称为电动电位，常称常称 电位。电位。胶核表面的电位离子与溶液主体之间的电位称胶核表面的电位离子与溶液主体之间的电位称为总电位或称为总电位或称 电位电位 。在总电位一定时，扩散层愈厚，在总电位一定时，扩散层愈厚，电位愈高；电位愈高；反之扩散层愈薄，反之扩散层愈薄，电位也愈低。电位也愈低。电位引起的静电斥力，阻止胶粒互相接近和接电位引起的静电斥力，阻止胶粒互相接近和接触碰撞。触碰撞。2024/9/20 周五12 电位电位对于某类胶体而言，是对于某类胶体而言，是固定不变固定不变的，的，它它无法测出无法测出，也不具备实用意义。，也不具备实用意义。电位电位可通过电泳或电渗计算得出，可通过电泳或电渗计算得出，测定测定 电位可确定电荷大小以及稳定程度。电位可确定电荷大小以及稳定程度。它随着它随着温度、温度、PHPH值及溶液中反离子浓度等外部条件值及溶液中反离子浓度等外部条件而变化，在水处理中具有重要的意义。而变化，在水处理中具有重要的意义。q q电动电荷密度电动电荷密度扩散层厚度扩散层厚度水的介电常数水的介电常数13(4)胶体保持稳定的原因胶体保持稳定的原因 1）胶体微粒的带电性胶体微粒的带电性胶体微粒的带电性胶体微粒的带电性。同类的胶体微粒间的静电同类的胶体微粒间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒。斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒。2）水化作用水化作用水化作用水化作用。带电荷的胶粒和反离子都能与周带电荷的胶粒和反离子都能与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，阻围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，阻碍各胶粒的聚合。碍各胶粒的聚合。上述分析说明，水中胶体物质是相当稳定的，要想上述分析说明，水中胶体物质是相当稳定的，要想去除它，首先要使它们脱稳，然后凝聚和絮凝。去除它，首先要使它们脱稳，然后凝聚和絮凝。2024/9/20 周五142.2.胶体的脱稳机理胶体的脱稳机理 胶体颗粒保持分散的悬浮状态的特性称为胶体的胶体颗粒保持分散的悬浮状态的特性称为胶体的稳定性（稳定性（stabilization)stabilization)。胶体胶体因因 电位降低或消除电位降低或消除，从而失去稳定性的过程，从而失去稳定性的过程称为称为脱稳脱稳(destabilization)(destabilization)。凝聚凝聚凝聚凝聚：指指脱稳脱稳脱稳脱稳的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程。的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程。絮凝絮凝絮凝絮凝：指指未经脱稳未经脱稳未经脱稳未经脱稳的胶体形成大颗粒絮体的过程。的胶体形成大颗粒絮体的过程。混凝混凝混凝混凝：包括凝聚和絮凝两个过程。包括凝聚和絮凝两个过程。混凝机理混凝机理混凝机理混凝机理：可分为可分为压缩双电层压缩双电层压缩双电层压缩双电层、吸附电中和吸附电中和吸附电中和吸附电中和、吸吸吸吸附架桥附架桥附架桥附架桥、沉淀物网捕沉淀物网捕沉淀物网捕沉淀物网捕四种。四种。2024/9/20 周五15（1）压缩双电层机理压缩双电层机理(modification of the electrical double layer)双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度有关。双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度有关。当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高时，则扩散层的厚度将减小。增高时，则扩散层的厚度将减小。该过程的该过程的实质实质是加入的反离子与扩散层原有是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。由于扩散层厚度的减小，胶粒得以迅速凝聚。由于扩散层厚度的减小，胶粒得以迅速凝聚。2024/9/20 周五16溶液中离子浓度与扩散层厚度的关系 溶液中离子浓度低溶液中离子浓度低溶液中离子浓度高溶液中离子浓度高BA到颗粒表面的距离到颗粒表面的距离反反离离子子浓浓度度O溶液中离子溶液中离子浓度低时，浓度低时，扩散层厚度扩散层厚度为为OAOA溶液中离子溶液中离子浓度高时，浓度高时，扩散层厚度扩散层厚度减小为减小为OBOB2024/9/20 周五17 港湾处泥沙沉积现象可用该机理较好地解释。港湾处泥沙沉积现象可用该机理较好地解释。港湾处泥沙沉积现象可用该机理较好地解释。港湾处泥沙沉积现象可用该机理较好地解释。因为淡水进入海水时，海水中盐类浓度较大，因为淡水进入海水时，海水中盐类浓度较大，使淡水中胶粒的稳定性降低，易于凝聚，所使淡水中胶粒的稳定性降低，易于凝聚，所以在港湾处泥砂易沉积。以在港湾处泥砂易沉积。该机理无法解释的现象：该机理无法解释的现象：该机理无法解释的现象：该机理无法解释的现象：如以三价铝盐或铁盐如以三价铝盐或铁盐作混凝剂，当其投量过多时，凝聚效果反而下降，作混凝剂，当其投量过多时，凝聚效果反而下降，其至重新稳定。其至重新稳定。压缩双电层机理只是压缩双电层机理只是通过单纯静电现象通过单纯静电现象通过单纯静电现象通过单纯静电现象来说明来说明电解质对脱稳的作用，如仅用它来解释水中的混电解质对脱稳的作用，如仅用它来解释水中的混凝现象，会产生一些矛盾。为此，又提出了其他凝现象，会产生一些矛盾。为此，又提出了其他几种机理。几种机理。2024/9/20 周五18（2）吸附电中和机理吸附电中和机理(electrical neutralization)胶粒表面对胶粒表面对异号离子异号离子、异号胶粒异号胶粒、链状离子链状离子或分子带异号电荷的部位或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了减少了静电斥力，降低了 电位，使胶体的电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。脱稳和凝聚易于发生。显然，其结果与压缩双电层相同，但作用机显然，其结果与压缩双电层相同，但作用机理是不同的。理是不同的。铝盐和铁盐混凝剂投加量过多，凝聚效果反铝盐和铁盐混凝剂投加量过多，凝聚效果反而下降的现象，可以用本机理解释。而下降的现象，可以用本机理解释。因为胶粒吸附了过多的反离子，因为胶粒吸附了过多的反离子，使原来的电荷变号，排斥力变使原来的电荷变号，排斥力变大，从而发生了再稳现象。大，从而发生了再稳现象。19（3）吸附架桥（桥连）机理吸附架桥（桥连）机理(polymer bridging of colloids)吸附架桥作用吸附架桥作用吸附架桥作用吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的过程。胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的过程。L本机理能解释当废水浊度很低时有些混凝剂效果不本机理能解释当废水浊度很低时有些混凝剂效果不好的现象。好的现象。因为废水中胶粒少，当聚合物伸展部分一端吸附一个胶粒后，因为废水中胶粒少，当聚合物伸展部分一端吸附一个胶粒后，另一端因粘连不着第二个胶粒，只能与原先的胶粒粘连，就另一端因粘连不着第二个胶粒，只能与原先的胶粒粘连，就不能起架桥作用，从而达不到混凝的效果。不能起架桥作用，从而达不到混凝的效果。高分子絮凝剂对胶体或微粒的吸附架高分子絮凝剂对胶体或微粒的吸附架桥作用示意图桥作用示意图 在吸附桥联过程中，在吸附桥联过程中，胶粒并不一定要脱稳，也无需胶粒并不一定要脱稳，也无需直接接触。直接接触。该该机理可解释非离子型或带同号电荷离机理可解释非离子型或带同号电荷离子型高分子絮凝剂得到好的絮凝效果的现象。子型高分子絮凝剂得到好的絮凝效果的现象。初期初期吸附吸附絮体絮体形成形成2024/9/20 周五21（4）沉淀物网捕机理沉淀物网捕机理(entrapment in the floc structure)沉淀金属氢氧化物沉淀金属氢氧化物(如如Al(OH)Al(OH)3 3、Fe(OH)Fe(OH)3 3)或带金属的碳酸盐或带金属的碳酸盐(如如CaCOCaCO3 3)时，水中的时，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕。时作为晶核或吸附质所网捕。以以上上介介绍绍的的混混凝凝的的四四种种机机理理，在在水水处处理理中中往往往往可可能能是是同同时时或或交交叉叉发发挥挥作作用用的的，只只是是在一定情况下以某种机理为主而已在一定情况下以某种机理为主而已。返回目录2024/9/20 周五22三、混凝剂与助凝剂三、混凝剂与助凝剂 凝聚凝聚凝聚凝聚(coagulation)(coagulation)是瞬时的，所需的时间是将化学药剂是瞬时的，所需的时间是将化学药剂扩散到全部水中的时间。扩散到全部水中的时间。絮凝絮凝絮凝絮凝(flocculation)(flocculation)则与凝聚作用不同，它需要一定的则与凝聚作用不同，它需要一定的则与凝聚作用不同，它需要一定的则与凝聚作用不同，它需要一定的时间让絮体长大，但在一般情况下两者难以截然分开。时间让絮体长大，但在一般情况下两者难以截然分开。时间让絮体长大，但在一般情况下两者难以截然分开。时间让絮体长大，但在一般情况下两者难以截然分开。混凝混凝混凝混凝（coagulation-flocculationcoagulation-flocculation）习惯上将习惯上将低低低低分子电解质称为分子电解质称为凝聚剂凝聚剂凝聚剂凝聚剂，而将，而将高高高高分子药剂称为分子药剂称为絮凝剂絮凝剂絮凝剂絮凝剂。混凝剂混凝剂混凝剂混凝剂(coagulant)：一般把能起：一般把能起凝聚凝聚凝聚凝聚与与絮凝絮凝絮凝絮凝作用的药剂作用的药剂统称为统称为混凝剂混凝剂混凝剂混凝剂。助凝剂助凝剂助凝剂助凝剂(coagulant aids)(coagulant aids)：当：当单用单用混凝剂不能取得良好效混凝剂不能取得良好效果时，可投加某类辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药果时，可投加某类辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称为剂称为助凝剂助凝剂。2024/9/20 周五231.1.混凝剂混凝剂类型类型无机盐类无机盐类（铁盐和铝盐）（铁盐和铝盐）有机高分子类有机高分子类普通铝、铁盐普通铝、铁盐聚合铝、铁盐聚合铝、铁盐2024/9/20 周五24(1)(1)无机盐类无机盐类1 1）普通铝、铁盐普通铝、铁盐普通铝盐：硫酸铝、明矾等普通铝盐：硫酸铝、明矾等普通铁盐：普通铁盐：三氯化铁、三氯化铁、硫酸亚铁、硫硫酸亚铁、硫酸铁等酸铁等2 2）聚合铝、铁盐聚合铝、铁盐聚合氯化铝聚合氯化铝聚合硫酸铁聚合硫酸铁2024/9/20 周五25(2)有机高分子类有机高分子类(polyelectrolytes)分类：分类：天然天然天然天然和和人工人工人工人工两种，两种，其中天然高分子混凝剂的应用其中天然高分子混凝剂的应用远不如人工的广泛，主要原因是远不如人工的广泛，主要原因是其电荷密度小，其电荷密度小，分子量较低，且容易发生降解而失去活性。分子量较低，且容易发生降解而失去活性。根据高分子聚合物所带基团能否离解及离解后所根据高分子聚合物所带基团能否离解及离解后所带离子的电性，带离子的电性，可分为可分为阴离子型阴离子型(anionic)、阳离阳离子型子型(cationic)和和非离子型非离子型(nonionic)2024/9/20 周五26特点：特点：特点：特点：高分子混凝剂一般为高分子混凝剂一般为链状结构链状结构链状结构链状结构，各单体间，各单体间以共价键结合以共价键结合以共价键结合以共价键结合。高分子混凝剂溶于水中，将生成。高分子混凝剂溶于水中，将生成大量的线形高分子大量的线形高分子。作用机理：作用机理：作用机理：作用机理：（a a）由由于于氢氢键键结结合合、静静电电结结合合、范范德德华华力力等等作作用用对对胶粒的胶粒的吸附结合吸附结合吸附结合吸附结合；（b b）线型高分子在溶液中的）线型高分子在溶液中的吸附架桥吸附架桥吸附架桥吸附架桥作用。作用。在在一一般般情情况况下下，不不论论混混凝凝剂剂为为何何种种离离子子型型，对对不不同同电电性性的的胶胶体体和和细细微微悬悬浮浮物物都都是是有有效效的的。但但如如为为离离子子型型，且且电电性性与与胶胶粒粒电电性性相相反反，就就能能起起降降低低电电位位和和吸吸附附架架桥桥双双重重作作用用，可可明显提高絮凝效果。明显提高絮凝效果。2024/9/20 周五272.助凝剂（1）pH调整剂调整剂常用石灰、硫酸、氢氧化钠、碳酸钠等。常用石灰、硫酸、氢氧化钠、碳酸钠等。（2）絮体结构改良剂）絮体结构改良剂如活性硅酸、粘土等。如活性硅酸、粘土等。（3）氧化剂）氧化剂可可投投加加氯氯气气、次次氯氯酸酸钠钠、臭臭氧氧等等氧氧化化剂剂来来破坏有机物，以提高混凝效果。破坏有机物，以提高混凝效果。返回目录2024/9/20 周五28四、影响混凝的因素四、影响混凝的因素废水水质废水水质混凝剂混凝剂水利条件水利条件2024/9/20 周五291.1.废水水质的影响废水水质的影响（1）浊度）浊度(turbidity)浊度过高或过低都不利于混凝，浊度不同，浊度过高或过低都不利于混凝，浊度不同，所需的混凝剂用量也不同。所需的混凝剂用量也不同。（2）pH值值在在混混凝凝过过程程中中，都都有有一一个个相相对对最最佳佳pHpH值值存存在在，使使混混凝凝反反反反应应应应速速速速度度度度最最最最快快快快，絮絮絮絮体体体体溶溶溶溶解解解解度度度度最最最最小小小小。不不不不同混凝剂最佳同混凝剂最佳同混凝剂最佳同混凝剂最佳pHpHpHpH值要通过试验确定。值要通过试验确定。值要通过试验确定。值要通过试验确定。2024/9/20 周五301.1.废水水质的影响废水水质的影响（3）水温）水温(temperature)水温会影响无机盐类的水解水温会影响无机盐类的水解水水温温低低，水水的的粘粘度度增增大大，布布朗朗运运动动减减弱弱，混混凝凝效果下降。效果下降。（4）共存杂质）共存杂质(impurities)有有些些杂杂质质的的存存在在能能促促进进混混凝凝过过程程。而而有有些些物质则不利于混凝的进行。物质则不利于混凝的进行。2024/9/20 周五312.2.混凝剂的影响混凝剂的影响（1）混凝剂种类）混凝剂种类(kinds of coagulants)混混凝凝剂剂的的选选择择主主要要取取决决于于胶胶体体和和细细微微悬悬浮浮物物的的性质、浓度性质、浓度。如如水水中中污污染染物物主主要要呈呈胶胶体体状状态态，且且 电电位位较较高高，则则应应先先投投加加无无机机混混凝凝剂剂使使其其脱脱稳稳凝凝聚聚，如如絮絮体体细细小小，还还需需投投加加高高分分子子混混凝凝剂剂或或配配合合使使用用活性硅酸等助凝剂。活性硅酸等助凝剂。很很多多情情况况下下，将将无无机机混混凝凝剂剂与与高高分分子子混混凝凝剂剂并用，可明显提高混凝效果，扩大应用范围。并用，可明显提高混凝效果，扩大应用范围。2024/9/20 周五32（2）混凝剂投加量）混凝剂投加量(dosage)与水中微粒种类、性质、浓度有关；与水中微粒种类、性质、浓度有关；与混凝剂品种、投加方式及介质条件有关。与混凝剂品种、投加方式及介质条件有关。最佳混凝剂和最佳投药量，应通过试验确定最佳混凝剂和最佳投药量，应通过试验确定。一般的投加量范围一般的投加量范围：普通铁盐、铝盐为普通铁盐、铝盐为1030mg/L；聚合盐为普通盐的聚合盐为普通盐的1/21/3;有机高分子混凝剂通常只需有机高分子混凝剂通常只需15mg/L。若投加量过量，很容易造成胶体的再稳。若投加量过量，很容易造成胶体的再稳。（3 3）混凝剂投加顺序）混凝剂投加顺序(sequence)(sequence)最佳投加顺序可通过试验来确定。最佳投加顺序可通过试验来确定。一般而言，当无机与有机并用时，一般而言，当无机与有机并用时，先先先先加加无机无机无机无机混凝剂，混凝剂，再再再再加加有机有机有机有机混凝剂。混凝剂。但当处理的胶粒在但当处理的胶粒在5050 mm以上时，常先加有机混凝剂以上时，常先加有机混凝剂吸附架桥，再加无机混凝剂压缩扩散层而使胶体脱稳。吸附架桥，再加无机混凝剂压缩扩散层而使胶体脱稳。2024/9/20 周五333.3.水力条件的影响水力条件的影响水力条件对混凝效果有重要影响。水力条件对混凝效果有重要影响。两个主要的控制指标是两个主要的控制指标是搅拌强度搅拌强度和和搅拌时间搅拌时间。混合阶段：混合阶段：要求混凝剂与废水要求混凝剂与废水迅速迅速迅速迅速均匀混合，为均匀混合，为此要求此要求搅拌强度要大，但时间要短搅拌强度要大，但时间要短搅拌强度要大，但时间要短搅拌强度要大，但时间要短。速度梯度。速度梯度GG应应在在5005001000s1000s1 1，搅拌时间，搅拌时间t t应在应在101030s30s。反应阶段：反应阶段：既要创造足够的碰撞机会和良好的吸既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮体有足够的成长机会，又要防止生成的附条件让絮体有足够的成长机会，又要防止生成的小絮体被打碎，因此小絮体被打碎，因此搅拌强度要小，而时间要长搅拌强度要小，而时间要长搅拌强度要小，而时间要长搅拌强度要小，而时间要长，相应相应GG和和t t值分别应在值分别应在202070s70s-1-1和和151530min30min。2024/9/20 周五34五、混凝工艺过程及设备混凝的工艺过程混凝的工艺过程混凝设备混凝设备2024/9/20 周五35废水废水混凝剂混凝剂混合混合反应反应沉降沉降（澄清）（澄清）出水出水污泥污泥1、混凝的工艺过程混合目的是使混凝剂尽混合目的是使混凝剂尽快与水混合，需要快与水混合，需要短时短时间高强度搅拌间高强度搅拌反应阶段的目的是使药剂与水中反应阶段的目的是使药剂与水中的细小颗粒或胶体物质作用生成的细小颗粒或胶体物质作用生成尽可能大的絮体，为沉降分离创尽可能大的絮体，为沉降分离创造条件，需要造条件，需要低强度长时间搅拌低强度长时间搅拌。澄清的目的是使所澄清的目的是使所生成的絮体与水分生成的絮体与水分离，完成净化过程离，完成净化过程2024/9/20 周五362 2、混凝的设备、混凝的设备混凝剂的配置与投加设备混凝剂的配置与投加设备混合设备混合设备反应设备反应设备澄清设备澄清设备2024/9/20 周五37（1）混凝剂的配制与投加设备混凝剂的配制与投加设备投药方法：有投药方法：有干干干干(dry)(dry)投法投法投法投法和和湿湿湿湿(wetted)(wetted)投法投法投法投法。1 1）干投法）干投法）干投法）干投法：把经过破碎易于溶解的药剂直接投入把经过破碎易于溶解的药剂直接投入废水中。废水中。干投法干投法占地面积小占地面积小占地面积小占地面积小，但对药剂的粒度要求较严，但对药剂的粒度要求较严，投加量较难控制，对机械设备的要求较高，同时投加量较难控制，对机械设备的要求较高，同时劳动条件也较差。目前应用的较少。劳动条件也较差。目前应用的较少。2 2）湿投法湿投法湿投法湿投法：将混凝剂和助凝剂配成一定浓度的将混凝剂和助凝剂配成一定浓度的溶液，然后按处理水量大小定量添加。包括溶液，然后按处理水量大小定量添加。包括药剂药剂药剂药剂的配制的配制的配制的配制、药剂的计量药剂的计量药剂的计量药剂的计量和和药剂的投加药剂的投加药剂的投加药剂的投加三个过程三个过程。整整个投加过程见下图。个投加过程见下图。2024/9/20 周五38药剂的溶解和投加过程药剂的溶解和投加过程2024/9/20 周五39 混凝剂的溶解和配制混凝剂的溶解和配制 混凝剂在混凝剂在溶解池溶解池中进行溶解，溶解池设有中进行溶解，溶解池设有搅拌装置搅拌装置。搅拌方法常用搅拌方法常用机械搅拌机械搅拌、压缩空气搅拌压缩空气搅拌和和水泵搅拌水泵搅拌等。等。药剂溶解完全后，将浓药液送入药剂溶解完全后，将浓药液送入溶液池溶液池，用清水稀释到一定的浓度备用。用清水稀释到一定的浓度备用。无机混凝剂溶液浓度一般用无机混凝剂溶液浓度一般用10%20%。有有机高分子混凝剂溶液的浓度一般用机高分子混凝剂溶液的浓度一般用0.51.0%。2024/9/20 周五40 混凝剂溶液的投加混凝剂溶液的投加药剂投入原水中必须有计量和定量设备，并能药剂投入原水中必须有计量和定量设备，并能随时调节投加量。随时调节投加量。投加要求：投加要求：投加要求：投加要求：计量准确，调节灵活，设备简单。计量准确，调节灵活，设备简单。常用计量设备常用计量设备常用计量设备常用计量设备：计量泵、水射器、虹吸定量投计量泵、水射器、虹吸定量投计量泵、水射器、虹吸定量投计量泵、水射器、虹吸定量投药设备和孔口计量设备等。药设备和孔口计量设备等。药设备和孔口计量设备等。药设备和孔口计量设备等。投加方式投加方式投加方式投加方式：泵前重力投加泵前重力投加水射器投加水射器投加计量泵直接投加计量泵直接投加2024/9/20 周五412、混合、混合（mixing）设备设备当药剂投入废水后，在水中发生水解反应并产生异当药剂投入废水后，在水中发生水解反应并产生异电荷胶体，与水中胶体和悬浮物接触，形成细小的电荷胶体，与水中胶体和悬浮物接触，形成细小的矾花，这一过程就是矾花，这一过程就是混和混和混和混和。它。它是进行反应和混凝沉是进行反应和混凝沉淀的前提。淀的前提。对混合的要求：快速而均匀。对混合的要求：快速而均匀。对混合的要求：快速而均匀。对混合的要求：快速而均匀。快速快速快速快速是因混凝剂在废水中发生水解反应的速度很快，是因混凝剂在废水中发生水解反应的速度很快，需要尽量造成急速扰动以生成大量细小胶体，并不要需要尽量造成急速扰动以生成大量细小胶体，并不要求生成大颗粒；求生成大颗粒；均匀均匀均匀均匀是为了使化学反应能在废水中各部分得到均衡发是为了使化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。展。混合的动力来源：混合的动力来源：混合的动力来源：混合的动力来源：有有水力水力搅拌和搅拌和机械机械搅拌两类。搅拌两类。2024/9/20 周五42 混合方式：混合方式：一般有两种：一般有两种：水泵混合水泵混合：借水泵的吸水管或压水管混合。借水泵的吸水管或压水管混合。水泵混合水泵混合 利用提升水泵进行利用提升水泵进行混合是一种常用的方法。药剂在混合是一种常用的方法。药剂在水泵的吸水管上或吸水喇叭口处水泵的吸水管上或吸水喇叭口处投入，利用水泵叶轮的高速转动投入，利用水泵叶轮的高速转动达到快速而剧烈的混合目的。达到快速而剧烈的混合目的。混合槽混合混合槽混合：在混合槽内进行混合。：在混合槽内进行混合。常用混合槽：常用混合槽：机械混合槽机械混合槽机械混合槽机械混合槽 分流隔板式混合槽分流隔板式混合槽分流隔板式混合槽分流隔板式混合槽 多孔隔板式混合槽多孔隔板式混合槽多孔隔板式混合槽多孔隔板式混合槽43 机械混合机械混合用电动机带动桨板或用电动机带动桨板或螺旋桨进行强烈搅拌的螺旋桨进行强烈搅拌的混合方法。混合方法。优点：优点：优点：优点：搅拌强度可以搅拌强度可以调节，比较机动。调节，比较机动。缺点缺点缺点缺点：由于使用了机：由于使用了机械设备，增加了维修保械设备，增加了维修保养工作和动力消耗。养工作和动力消耗。桨板混合池桨板混合池2024/9/20 周五44 分流隔板式混合槽分流隔板式混合槽 在混合槽内设有数块在混合槽内设有数块隔板，水流通过隔板孔隔板，水流通过隔板孔道时产生急剧的收缩和道时产生急剧的收缩和扩散，形成涡流，使药扩散，形成涡流，使药剂与原水充分混合。剂与原水充分混合。453、反应反应（reaction）设备设备_水水与与药药剂剂混混合合后后进进入入反反应应池池进进行行反反应应，使使使使小小小小絮絮絮絮体逐渐絮凝成大絮体而便于沉淀体逐渐絮凝成大絮体而便于沉淀体逐渐絮凝成大絮体而便于沉淀体逐渐絮凝成大絮体而便于沉淀。_反应池应有一定的停留时间和适当的搅拌强度，反应池应有一定的停留时间和适当的搅拌强度，且且沿着水流方向搅拌强度应越来越小沿着水流方向搅拌强度应越来越小沿着水流方向搅拌强度应越来越小沿着水流方向搅拌强度应越来越小。_反应池内反应池内水流特点水流特点水流特点水流特点是流速由大到小。在较大的是流速由大到小。在较大的反应流速时，使水中的胶体颗粒发生碰撞吸附，反应流速时，使水中的胶体颗粒发生碰撞吸附，在较小的反应流速时，使碰撞吸附后的颗粒结在较小的反应流速时，使碰撞吸附后的颗粒结成更大的矾花。成更大的矾花。_反应池的型式有反应池的型式有机械搅拌机械搅拌、隔板反应池隔板反应池，涡流涡流式反应池式反应池等。等。2024/9/20 周五46（1 1）机械搅拌反应池）机械搅拌反应池 反应池用隔板分为反应池用隔板分为24格，每格装一搅格，每格装一搅拌叶轮，叶轮有水平拌叶轮，叶轮有水平和垂直两种。和垂直两种。水力停留时间一般水力停留时间一般采用采用1530min，叶轮叶轮半径中点线速度由进半径中点线速度由进水格的水格的0.50.6m/s依依次减到出水格的次减到出水格的0.10.2m/s。2024/9/20 周五47（2 2）水力搅拌反应池）水力搅拌反应池主要有主要有隔板反应池隔板反应池、涡流反应池、旋流反应池等。、涡流反应池、旋流反应池等。隔板反应池隔板反应池隔板反应池隔板反应池 工作原理工作原理工作原理工作原理：利用水流断面上流速分布不均匀所：利用水流断面上流速分布不均匀所造成的速度梯度，促进颗粒相互碰撞进行絮凝。造成的速度梯度，促进颗粒相互碰撞进行絮凝。特点特点特点特点：构造简单，管理方便，效果较好，但反：构造简单，管理方便，效果较好，但反应时间较长，容积较大，且主要适用于处理水量应时间较长，容积较大，且主要适用于处理水量较大的处理厂，因水量过小时，隔板间距过狭，较大的处理厂，因水量过小时，隔板间距过狭，难于施工和维修。难于施工和维修。2024/9/20 周五48 隔板反应池（往复式）隔板反应池（往复式）2024/9/20 周五49隔板反应池及平流式沉淀池隔板反应池及平流式沉淀池隔隔板板反反应应池池穿孔配穿孔配水墙水墙吸泥机吸泥机导流墙导流墙上部穿孔上部穿孔出水墙出水墙2024/9/20 周五504 4、澄清池、澄清池(clarifier)(clarifier)澄澄清清池池是是用用于于混混凝凝处处理理的的另另一一种种设设备备。在在澄澄清清池池内内，可同时完成混合、反应、沉降分离等过程。可同时完成混合、反应、沉降分离等过程。优优优优点点点点：占占地地面面积积小小，处处理理效效果果好好，生生产产效效率率高高，节节省药剂用量。省药剂用量。缺点缺点缺点缺点：对进水水质要求严格，设备结构复杂。：对进水水质要求严格，设备结构复杂。根据泥渣与废水接触方式的不同，澄清池可分为：根据泥渣与废水接触方式的不同，澄清池可分为：一类是一类是悬浮泥渣型，悬浮泥渣型，有有悬浮澄清池悬浮澄清池，脉冲澄清池脉冲澄清池；另一类是另一类是泥渣循环型泥渣循环型，有，有机械加速澄清池机械加速澄清池和和水力循水力循环加速澄清池。环加速澄清池。2024/9/20 周五51机械加速澄清池示意图机械加速澄清池示意图混凝剂混凝剂2024/9/20 周五52甘肃绿净化工有限责任公司甘肃绿净化工有限责任公司制制 作作