14.水质工程学-I-—混凝-§2-4-影响混凝的因素.ppt

水质工程学第二章第二章 水的混凝水的混凝 2-4 2-4 影响混凝的因素影响混凝的因素主讲：荣宏伟主讲：荣宏伟 教授教授一、水温一、水温混凝剂的水解速度慢，生成的絮凝体细而松，混凝剂的水解速度慢，生成的絮凝体细而松，强度小，不易沉淀。强度小，不易沉淀。水的粘度大，颗粒沉淀速度降低，而且颗粒之水的粘度大，颗粒沉淀速度降低，而且颗粒之间碰撞机会减少，影响了混凝效果。间碰撞机会减少，影响了混凝效果。胶体颗粒水化作用增强，妨碍胶体凝聚。胶体颗粒水化作用增强，妨碍胶体凝聚。水的水的pH值提高，相应地混凝最佳值提高，相应地混凝最佳pH也将提高。也将提高。水温低时及低温水水温低时及低温水克服水温低效果差的措施克服水温低效果差的措施u增加混凝剂的投量，以改善颗粒之间的增加混凝剂的投量，以改善颗粒之间的碰撞条件。碰撞条件。u投加助凝剂（如活化硅酸）或粘土以增投加助凝剂（如活化硅酸）或粘土以增加絮体重量和强度，提高沉速。加絮体重量和强度，提高沉速。水水的的pH对对混混凝凝效效果果影影响响很很大大，对对一一般般的的浑浑浊浊水水，投投硫硫酸酸铝铝的的最最佳佳pH范范围围为为6.5-7.5。ALAL2 2(SO(SO4 4)3 3在在水水解解过过程程中中要要产产生生H H+，它它与与水水中中HCOHCO3 3-(碱度碱度)作用生成作用生成COCO2 2。H+HCO3-=CO2+H2O 这这使使水水中中碳碳酸酸平平衡发生变化衡发生变化,pH,pH相应地变化。相应地变化。二、水的二、水的pH值和碱度值和碱度三价铁盐水解反应同样受三价铁盐水解反应同样受三价铁盐水解反应同样受三价铁盐水解反应同样受pHpH值的控制，值的控制，值的控制，值的控制，(FeCl(FeCl3 36H6H2 2O)O)Fe3+H2O Fe(OH)2+H+Fe(OH)2+H2O Fe(OH)2+H+Fe(OH)2+H2O Fe(OH)3+H+三价铁盐混凝剂适应的三价铁盐混凝剂适应的pH值范围较宽，最优值范围较宽，最优pH值大约在值大约在6.0-8.4之间。之间。使用使用使用使用 FeSOFeSO4 47H7H2 2O O 时时时时FeFe2+2+H+H2 2O O Fe(OHFe(OH)+H+H+Fe(OHFe(OH)+H+H2 2O O Fe(OH)Fe(OH)2 2 +H+H+Fe(OH)Fe(OH)2 2溶解度较大，且溶解度较大，且FeFe2+2+只能形成较简单的络只能形成较简单的络合物，混凝效果较差，因此要把合物，混凝效果较差，因此要把FeFe2+2+氧化成氧化成FeFe3+3+，就就和和FeClFeCl3 3一样了。一样了。氧化的方法氧化的方法l利用溶解氧氧化利用溶解氧氧化 4FeSO4+O2+10H2O 4Fe(OH)3+4H2SO4 要求：要求：pH8.5，这样氧化时间才能短，因此投，这样氧化时间才能短，因此投 FeSO4 同时投加同时投加CaO提高原水的提高原水的pH。pH8.5时氧化过程缓慢，很难在净化构筑物内完时氧化过程缓慢，很难在净化构筑物内完成。成。l加加Cl2氧化氧化 6FeSO4+3Cl2 2Fe(SO4)3+2FeCl3从铝盐和铁盐水解反应式可以看出，水解过程从铝盐和铁盐水解反应式可以看出，水解过程中不断产生的中不断产生的H+必然导致水的必然导致水的 pH 值的下降，天然值的下降，天然水中含有一定的碱度。水中含有一定的碱度。当投药量较少，原水的碱度又较大时，由于水当投药量较少，原水的碱度又较大时，由于水中的碳酸化合物的缓冲作用，水的中的碳酸化合物的缓冲作用，水的pH值略有降低，值略有降低，对混凝效果不会有大的影响。对混凝效果不会有大的影响。当投药量较大，原水的碱度小时，水中的碱度当投药量较大，原水的碱度小时，水中的碱度以不足已中和水解产生的酸时，水的以不足已中和水解产生的酸时，水的pH将大幅度下将大幅度下降，以至将至最优混凝条件以下。这时便不能获得降，以至将至最优混凝条件以下。这时便不能获得良好的混凝效果，为了保持水的良好的混凝效果，为了保持水的 pH 值在混凝过程值在混凝过程中始终处于最优范围内须向水中投加碱剂，即对水中始终处于最优范围内须向水中投加碱剂，即对水进行碱化。一般投加进行碱化。一般投加 CaO。Al2(SO4)3+3H2O+3CaO=2Al(OH)3+3CaSO42FeCl3+3H2O+3CaO=2Fe(OH)3+3CaCl2石灰投量宜用混凝实验决定，也可按下式估算：石灰投量宜用混凝实验决定，也可按下式估算：CaO=3a-X+CaO纯石灰纯石灰CaO投量，投量，mmol/L。a 混凝剂投量，混凝剂投量，mmol/L。X原水碱度，原水碱度，mmol/L。剩余碱度，一般取剩余碱度，一般取0.25-0.5mmol/L。三、水中悬浮物浓度的影响三、水中悬浮物浓度的影响u悬浮浓度很低时，颗粒碰撞速率大大减小，混凝悬浮浓度很低时，颗粒碰撞速率大大减小，混凝效果差。效果差。u粘土杂质，不同的水源粒经大小和级配、化学组粘土杂质，不同的水源粒经大小和级配、化学组成、带电性能和吸附性能等，各不相同，因而即成、带电性能和吸附性能等，各不相同，因而即使浊度相同，混凝性能也未必一样。一般而言，使浊度相同，混凝性能也未必一样。一般而言，粒径细小而均一者，混凝效果较差，粒径不同者粒径细小而均一者，混凝效果较差，粒径不同者于混凝有利。于混凝有利。u当水中有机物过高时，吸附于胶体颗粒上使胶体当水中有机物过高时，吸附于胶体颗粒上使胶体具有很高的稳定性，这就是所谓有机物对胶体的具有很高的稳定性，这就是所谓有机物对胶体的保护作用，向水中投保护作用，向水中投 ClCl2 2 以氧化有机物，破坏其以氧化有机物，破坏其作用，能提高混凝效果作用，能提高混凝效果 。有机物少时有助凝作。有机物少时有助凝作用，在实际应用时我们应利用这个作用。用，在实际应用时我们应利用这个作用。u混凝剂的最佳投量，主要还靠混凝试验。混凝剂的最佳投量，主要还靠混凝试验。浊度浊度最佳混凝剂投加量最佳混凝剂投加量