混凝处理学习资料

1、仅供个人参考混凝处理天然水中的杂质种类很多，通常按这些杂质的分散态进行分类，分成悬浮物、胶体和有机物。颗粒直径大于10mm勺为悬浮物，在重力或浮力作用下易于分离出来，比水重的悬浮物，在静置或水流较慢时会在重力作用下下沉；比水轻的悬浮物，在水静置时会上浮， 它们大都是一些有机物。天然水中粒径在1010mm勺各种微小粒子都划为胶体范围，因为它们都具有胶体的性质。胶体主要通过混凝处理除去。溶解物质颗粒直径小于10mm它包括离子态杂质和溶解气体（主要是O2和CQ）。它通过离子交换、电渗析、反渗透除去。For pers onal use only in study and research; not f

2、or commercial use一、胶体的概念及其特性1、胶体的动力稳定性和聚集稳定性胶体微粒很小，表面积非常大，具有很大的界面自由能，因此决定了胶体体系的许多特性。稳定性是其中一种，胶体的稳定性分为动力稳定性和聚集稳定性。For pers onal use only in study and research; not for commercial use动力稳定性：胶体微粒小，在各方向所受水分子的撞击力在瞬间是不平衡的，同时受重力影响甚微，胶体将朝合力方向不断移动，这种运动是不规则的，称为布朗运动，在布朗运动作用下，胶体微粒可以长时间不发生明显沉降，保持其分散状态，称为胶体颗粒的动力稳定

3、性。聚集稳定性：如果胶体微粒在相互碰撞中，因胶体微粒之间的排斥或胶体微粒表面的水 合层（又称为水化膜）阻碍胶体微粒相互聚合，这种使胶体微粒保持其分散状态而不凝聚的 性能称为稳定性。2、亲水胶体和憎水胶体For pers onal use only in study and research; not for commercial use胶体能长时间保持其稳定性，其原因是胶体具有双电层结构或胶体微粒表面有一层水合层。胶体按其对溶剂水的亲合力，分为亲水胶体和憎水胶体。1）、亲水胶体在表面有一层水合层，在被挤压时表现出弹性，成为胶粒相互接近For pers onal use only in stud

4、y and research; not for commercial use的机械阻力。天然水中亲水胶体主要是某些有机物。2）、憎水胶体由于其微粒表面存在双电层，微粒间产生静电斥力而具有稳定性。3、胶体微粒间除静电斥力外，还存在着相互吸引力在讨论胶体稳定性时，要考虑胶体微粒间相互吸引的能量Ea与阻碍聚集、相互排斥的能量Eb的总效应。若不考虑胶体微粒表面水化膜的作用，则胶粒能否聚集，取决于布朗运动的动力，静电斥力和范德华引力所产生的综合能量。在一定温度下，布朗运动所产生的动能基本上是一定的，因此，胶体微粒的聚集最终取决于静电斥力和范德华引力所产生的综合势能。胶体微粒间的距离较大时，排斥力不发生作

5、用，吸引力小，胶体微粒不会聚集；胶体微 粒接近至双电层重叠时， 由于静电斥力作用， 使胶体微粒不能聚集；但与此同时， 吸引力也 增大，当胶体微粒间的距离缩短到一定值，吸引势能克服排斥能峰，使胶体微粒聚集。二、胶体的脱稳胶体由于E电位降低或其它原因失去稳定性的过程，称为胶体的脱稳。 水处理领域经常采用的几种脱稳方法。1、投加电解质向带有负电荷胶体的天然水中投加带高价反离子的电解质后，水中反离子的压缩使胶粒扩散层减薄，E电位下降，降至一定值时，在吸引力作用下，胶粒开始凝聚。反离子价数 越高，越容易脱稳。2、投加与天然水中胶体电荷相反的胶体向天然水中投加与原有胶体电荷相反的胶体，两者发生电中和，胶体

6、的E电位绝对值降 低，使胶体凝聚。3、投加高分子絮凝剂高分子絮凝剂通过吸附絮凝剂使水中胶体脱稳。 向水中投加高分子絮凝剂后， 首先是高 分子絮凝剂的一个分子占据原水胶体微粒表面上的一个或数个吸附位，而分子的其余部分则伸展到溶液中去， 这些伸展的分子链再结合到另一个胶体微粒的吸附位上，高分子絮凝剂的分子被两个或两个以上的胶体微粒所吸附。如果伸展的链节在另一个胶体上没有占据合适的附位， 就有可能折回而吸引到所在微粒 表面上的另外吸附位上， 使胶体吸附被占据， 从而丧失再吸附的能力， 形成再稳定状况；如 果投加过量的高分子絮凝剂，胶体被过多絮凝剂包围，失去同其它胶体架桥结合的可能性， 而处于稳定状态

7、。高分子絮凝剂之所以能吸附胶体微粒， 是因为线型结构的絮凝剂分子内的活性基团使高 分子絮凝剂吸附在胶体微粒表面。对某一胶体体系有一最高分子絮凝剂剂量问题， 这一最优剂量需要通过实验确定。 在吸 附架桥脱稳过程中， 剧烈的搅拌使高分子絮凝剂与胶体表面之间的结合被折断，延伸部分又折回到胶体微粒表面，使胶体又趋稳定。三、混凝处理的原理1、混凝处理的概念混凝处理： 在水中投加药剂后， 产生了电离和水解等作用，形成胶体， 破坏水中胶体的 稳定性， 使水中的胶体和悬浮物颗粒絮凝成较大的絮凝体， 以便从水中分离处理， 达到水质 净化的目的的水处理过程称为混凝处理。2、混凝、凝聚和絮凝这三个概念的区别：凝聚是

8、指脱稳的胶粒互相聚集为较大颗粒的过程。 絮凝是指未经脱稳的胶体聚结成大颗粒的现象 .混凝则包括絮凝与凝聚两个过程。 凝聚是瞬时的， 絮凝需较长时间来完成， 但两者也不 好绝然分开。因此，将能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。3、混凝的四种机理1）压缩双电层机理投加电解质反离子浓度/ 胶粒扩散层厚度JE电位、胶粒间吸引力/,胶粒凝聚。2）吸附表面中和机理吸附电中和作用是胶粒对异号胶粒、 异号离子、 链状高分子带异号电荷的部位有强烈的 吸附。吸附表面中和作用结果是中和了离子所带电荷。静电压力E电位发生脱稳和凝聚。如果吸附过多的反离子（投药过多），电荷变号，排斥力/,再稳。3）吸附架桥高分子物质与

9、胶粒的吸附与桥联。 污水浓度低胶粒少时，达不到混凝效果 加药量过量时，胶粒表面饱合，再稳 剧烈搅拌，再稳4）沉淀物网捕机理如用 Al2（SO4）3 FeCl3 等时形成其金属、氢氧化物大得足以迅速沉淀时，水中的胶 粒可被这些沉淀物在形成时网捕。这四种机理不是单孤独立的， 可能同时发生。 机理尚在发展， 目前是用其解释一些现象。 混凝处理主要是除去水中的小颗粒悬浮物和胶体。我厂用的混凝剂为聚合铝。当铝盐加入水中时， 立即开始电离和水解， 在水中形成不同形态的羟基络合物。 水解产 物的吸附架桥作用和电中和作用使水中胶体脱稳，脱稳了的胶体在无规则的布朗运动作用 下，聚集成微小的絮凝体，在流体动力作用

10、下，相互碰撞形成大絮凝体，絮凝体在稳定的低 流速中由于重力作用下沉，从而与水分离。四、影响因素1、水温用铝盐作混凝剂时， 水温对混凝效果有较大影响。 一是温度的变化影响胶体微粒的布朗 运动， 即影响脱稳胶体颗粒的移动速度； 二是水温影响混凝剂水解和聚合的反应速度， 从而 影响形成的凝絮结构。用铝盐作混凝剂时，最佳水温为25-30C。用铁盐作混凝剂时，水温对混凝效果影响不大。2、水的PH值1）、铝离子水解产物的形态主要取决于水的PH值。在某一 PH值条件下，各种不同形态的水解产物同时存在，但往往是某一种形态是主要组成部分。2）、用铝盐作混凝剂时，最佳PH值在6.5-7.5之间。此时，水解产物为低

11、正电荷高聚合度的多核羟基络合离子和氢氧化铝，吸附架桥起决定作用，混凝效果较高。PH在 4-5时，不利于混凝剂水解产生高聚合度的多核羟基络合离子， 以带正电的氢氧化铝为主， 混凝处理以 电中和作用为主，混凝效果较差。pH大于7.5时，混凝剂的水解产物主要带负电荷，不能以电中和来达到凝聚，以吸附架桥、沉析网捕为主。3）、PH对原水中有机物的影响：PH值低时，水中腐殖质为腐殖酸胶体，易于用混凝剂除去；PH值高时，腐殖酸转化为腐殖酸盐，除去率较低。用铝盐除腐殖质最适宜的PH值为6.0-6.5。原水碱度对混凝处理有影响， 如原水碱度不足以中和混凝剂水解所产生的氢离子， 使加混凝 剂后的PH值偏低，此时可

12、添加碱来提高水的PH值，用碱式氯化铝可以提高水的PH值。3、混凝剂剂量要取得一定的混凝效果，必须控制一定的混凝剂剂量，而最佳剂量无法依据计算确定 须通过实验来求得。一般在 10-60mg/l 范围。当原水胶体浓度低， 悬浮物含量小时， 需投加大量的混凝剂。 以便形成大量金属氢氧化物沉 淀物， 保证较好的混凝效果。 在现场通常向水中投加粘土以增加胶体颗粒浓度， 同时适当增 加混凝剂剂量，以取得好的混凝效果。实际运行中，斜管沉淀池出水清澈时，往往是进水有一定混浊度时，如果进水清澈，处 理效果不明显，原因在于进水胶体浓度低，加药量不易调整。4、接触介质的影响 混凝处理时， 如在水中保持一定数量的接触

13、介质， 可明显提高混凝处理效果。 主要是因 为这些接触介质能起到絮凝核的作用。5、水力条件 混凝剂加入水中， 开始需要强烈的搅动紊流。 一旦絮凝体形成， 就就减弱搅动强度， 以免打碎絮凝体。我厂主要靠沉淀池进口的列管式混合器来达到快速混合的目的。6、水中阴离子的组成 在混凝过程中形成的带正电荷的金属氢氧化物胶体， 在一定条件下其中的一部分受水中 电解质的作用而发生凝聚， 最终以沉淀物形成沉淀。 水的阴离子组成对混凝剂水解形成的最 终产物的凝聚产生明显影响，添加一定的SQ2-离子，可使混凝加快。影响混凝处理的因素很多， 如何确定最佳混凝处理条件， 最有效的方法是根据现场实际 进行模拟试验。模拟试

14、验的主要目的是求取最佳PH值和最佳剂量，其它工艺条件，可根据经验和实际情况确定五、影响沉淀池出水水质的因素1、原水水质 包括原水温度、 pH 值、碱度、浊度、离子对混凝处理的影响2、混凝剂加药量混凝剂加药量偏少， 不足以中和原水中带负电荷的胶体。 此时水中的胶体仍有较高的负 电性，阻碍它们进一步凝聚，混凝处理效果不好。混凝剂加药量过多， 能使絮状聚合体带正电荷， 妨碍凝聚过程的进行， 混凝效果同样不 好，同时，增加了处理后的水中含盐量，和水处理成本。3、排泥时间排泥时间过长， 水中缺少活性泥作为絮凝核， 不利于接触絮凝；排泥时间过短，污泥占 据了沉淀池的流动空间，使流速增加，不利于絮凝物沉降。

15、4、进水流量 进水流量太大，导致流速过快，接触絮凝时间太短，不利于矾花形成及沉降。六、异常情况原因及对策1、投药量调整絮凝池末端矾花颗粒细小，水体浑浊。且不易沉淀， 则说明混凝剂投药不够， 应增加投药量。 若絮凝池末端颗粒较大但很松散，沉淀池出水异常清澈，但是出水中还夹带大量矾花，这说明混凝剂投药量过大，使矾花颗粒异常长大，但不密实，不易沉淀，应减少投药量。2、排泥如沉淀池中有大量矾花上浮， 这说明沉淀池排泥不及时， 应及时排泥。 长期运行沉淀设 备上部有积泥，一般应 15 天大排泥一次（所有排泥阀同时开启），使得沉淀池水面降至设 备以下，必要时可采用自来水冲洗沉淀设备。絮凝池末端和沉淀池进水

16、配水墙之间大量积泥，会堵塞部分配水孔口使孔口流速过大， 打碎矾花，沉淀困难，应及时对絮凝池排泥。思考题目前我厂沉淀运行时， 经常在反应区表面出现大量积泥，你认为主要原因是什么？有何解决办法？不得用于商业用途仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude

17、et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.to员bko gA.nrogeHKO TOpMenob3ygoiccH6yHeHuac egoB u HHuefigoHMucno 员 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxqe 员 ex.For personal use only in study and research; not for commercial use以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nl