课件_工业用水的预处理

1、工业用水的预处理1 1、 天然水中的杂质天然水中的杂质2 2、 工业用水的预处理工业用水的预处理 工业用水的预处理第一节第一节 天然水中的杂质天然水中的杂质 各中天然水都是由水和杂质组成的。它们决定了不同水系的特性。各中天然水都是由水和杂质组成的。它们决定了不同水系的特性。故故水质是水和其中杂质共同表现的综合特性。水质是水和其中杂质共同表现的综合特性。 按其性质可分为按其性质可分为无机物、有机物和微生物无机物、有机物和微生物； 按其颗粒大小分为按其颗粒大小分为悬浮物、胶体、离子和分子悬浮物、胶体、离子和分子(即溶解物质即溶解物质)。一、悬浮物一、悬浮物 密度较小的密度较小的主要是主要是腐殖质等

2、腐殖质等一些有机化合物，易上浮；一些有机化合物，易上浮；密度较大密度较大是是砂子和粘土砂子和粘土类无机化合物，易下沉。类无机化合物，易下沉。二、胶体物二、胶体物 胶体微粒胶体微粒是许多分子和离子的集合体是许多分子和离子的集合体。这些微粒由于其。这些微粒由于其表面积表面积很很大大，有很强的吸附作用，在其表面常吸附很多离子而带电。结果使，有很强的吸附作用，在其表面常吸附很多离子而带电。结果使同类胶体因带有同性电荷而相互排斥同类胶体因带有同性电荷而相互排斥，在水中不能相互结合形成更，在水中不能相互结合形成更大的颗粒，而稳定在微小的胶体颗粒状态下，使这些颗粒不能依靠大的颗粒，而稳定在微小的胶体颗粒状态

3、下，使这些颗粒不能依靠重力而沉降。在天然水中，这些胶体重力而沉降。在天然水中，这些胶体主要是腐殖质以及铁、铝、硅主要是腐殖质以及铁、铝、硅等的化合物和菌藻微生物等。等的化合物和菌藻微生物等。三、溶解物质三、溶解物质多数是离子和一些可溶性气体。多数是离子和一些可溶性气体。 常溶解在天然水中的各中常溶解在天然水中的各中离子有离子有： 第第类类，Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3- 、Cl-、SO42-、H3PO4-，最常见，浓度从几，最常见，浓度从几mg/L到几万到几万mg/L不等。不等。 第第类类，NH4+、Fe2+、Mn2+、F-、NO3-、CO32-，浓度从，浓度从0.1mg/L到几

4、到几mg/L。 第第类类，Cu2+、Zn2+、Ni2+、HS-、BO2-、NO2-、Br-、I-、HPO42-、H2PO4-浓度小于浓度小于0.1mg/L。 可可溶性气体主要是溶性气体主要是： CO2，地表水中一般，地表水中一般2030mg/L，地下水中，地下水中1540mg/L； O2，常温下水中溶解氧大约，常温下水中溶解氧大约814mg/L； H2S，天然地表水中很少，受污染是含量增加。对混凝土和金，天然地表水中很少，受污染是含量增加。对混凝土和金属都产生侵蚀破坏作用。属都产生侵蚀破坏作用。第二节第二节 工业用水的预处理工业用水的预处理 地表天然水中混入悬浮物和胶体构成水的地表天然水中混入

5、悬浮物和胶体构成水的浊度浊度，不除去不，不除去不能作为锅炉用水和冷却水用。通常用能作为锅炉用水和冷却水用。通常用混凝沉淀、过滤混凝沉淀、过滤等方法。等方法。 溶解盐类溶解盐类，特别是硬度、铁等不除去不适用锅炉水。常用，特别是硬度、铁等不除去不适用锅炉水。常用离子交换、软化、除铁离子交换、软化、除铁等方法。等方法。 以自来水作锅炉水，还要以自来水作锅炉水，还要除氯除氯，否则会影响离子交换树脂，否则会影响离子交换树脂的性能。的性能。一、混凝一、混凝 定义定义：投加混凝剂以破坏溶胶的稳定性，使细小胶体颗粒：投加混凝剂以破坏溶胶的稳定性，使细小胶体颗粒凝聚再絮凝成较大的颗粒而沉淀，该过程称混凝。凝聚再

6、絮凝成较大的颗粒而沉淀，该过程称混凝。 作用作用：可去除的颗粒是：可去除的颗粒是胶体及部分细小的悬浮物胶体及部分细小的悬浮物。范围在：。范围在：1nm0.1 m，而且还能去除色度、油分、微生物、氮和磷等而且还能去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。富营养物质、重金属以及有机物等。 区分：区分： 在水处理中，在水处理中，“混凝混凝”工艺实际分为工艺实际分为“凝聚凝聚”和和“絮凝絮凝”两个过程，对应工艺与设备称为两个过程，对应工艺与设备称为“混合混合”与与“反应反应”。凝聚凝聚：coagulation，指投加混凝剂后使胶体脱稳并发生，指投加混凝剂后使胶体脱稳并发生初步凝聚

7、的反应，属于化学反应。初步凝聚的反应，属于化学反应。絮凝絮凝：flocculation，是指细小絮体相互碰撞聚合长大的，是指细小絮体相互碰撞聚合长大的过程，属于物理过程。过程，属于物理过程。1、影响混凝效果的因素、影响混凝效果的因素1）水温的影响）水温的影响 低温，混凝效果差，原因是：低温，混凝效果差，原因是： 无机盐水解吸热；温度降低，粘度升高无机盐水解吸热；温度降低，粘度升高布朗运动布朗运动减弱；胶体颗粒水化作用增强，妨碍凝聚。减弱；胶体颗粒水化作用增强，妨碍凝聚。2）水的）水的pH及碱度的影响及碱度的影响 视混凝剂品种而异。视混凝剂品种而异。 无机盐水解，造成无机盐水解，造成pH下降，影

8、响水解产物形态。下降，影响水解产物形态。 根据水质、去除对象，最佳根据水质、去除对象，最佳pH范围也不同。范围也不同。 需碱度来调整需碱度来调整pH，碱度不够时需要投加石灰。，碱度不够时需要投加石灰。 3）水中杂质浓度）水中杂质浓度 杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差。杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差。 对策：对策：加高分子助凝剂加高分子助凝剂 加粘土加粘土 投加混凝剂后直接过滤投加混凝剂后直接过滤4）水力条件的影响）水力条件的影响 水流紊动过于缓慢，则混凝剂与胶粒反应速率太小；水流紊动过于缓慢，则混凝剂与胶粒反应速率太小；紊动过于激烈则使结成的絮体重新破裂。紊动过于激烈则使

9、结成的絮体重新破裂。5）药剂投加量的影响）药剂投加量的影响 有其最佳值，投加量不足则水中杂质未能充分脱稳去有其最佳值，投加量不足则水中杂质未能充分脱稳去除，加太多则会再稳定。除，加太多则会再稳定。(专业试验专业试验)2、混凝过程、混凝过程 1）凝聚）凝聚 带电荷的水解离子或高价离子压缩双电层或吸附电带电荷的水解离子或高价离子压缩双电层或吸附电中和中和 电位电位 脱稳脱稳凝聚，生长成约凝聚，生长成约d=10 m 特点：剧烈搅拌，瞬间完成特点：剧烈搅拌，瞬间完成 在混合设备中完成在混合设备中完成 2）絮凝）絮凝 高聚合物的吸附架桥高聚合物的吸附架桥 脱稳胶粒脱稳胶粒生长成大矾花生长成大矾花d=0.

10、61.2mm 特点：需要一定时间，搅拌从强特点：需要一定时间，搅拌从强弱弱 在絮凝设备中完成在絮凝设备中完成3、混凝处理流程及设备、混凝处理流程及设备 混凝处理流程见图混凝处理流程见图2-4。包括。包括投药投药、混合混合、反应反应及及沉淀沉淀分离分离几个部分。几个部分。 图图2-4 混凝处理流程混凝处理流程投药投药 投药方法分投药方法分干法干法和和湿法湿法两种。干法即把药剂直接投两种。干法即把药剂直接投放到被处理的水中。湿法即先把药剂配制成一定浓度的溶放到被处理的水中。湿法即先把药剂配制成一定浓度的溶液，再投入被处理的水中。用得较多的是湿法。液，再投入被处理的水中。用得较多的是湿法。 投药设备

11、投药设备包括投加和计量两部分。常采用的包括投加和计量两部分。常采用的投加设备投加设备有有耐酸水泵、真空泵及空气压缩机耐酸水泵、真空泵及空气压缩机等；常用的等；常用的计量设备计量设备有浮杯有浮杯式计量器、孔板及转子流量计等。式计量器、孔板及转子流量计等。混合混合 当药剂投入废水中后在水中发生水解反应并产生异当药剂投入废水中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，形成细小的矾花，这电荷胶体，与水中胶体和悬浮物接触，形成细小的矾花，这一过程就是混合。一过程就是混合。对混合的要求是快速而均匀。对混合的要求是快速而均匀。持续大约持续大约l030s，一般不超过，一般不超过2min，水

12、流要快水流要快，使药剂迅速而均匀使药剂迅速而均匀地扩散到水中地扩散到水中。混合的。混合的动力源动力源有有水力和机械搅拌水力和机械搅拌两类。其设两类。其设备也分为两类，采用备也分为两类，采用机械搅拌的有机械搅拌混合槽、水泵混机械搅拌的有机械搅拌混合槽、水泵混合槽合槽等；利用水力混合的有等；利用水力混合的有管道式、穿孔板式、涡流式混合管道式、穿孔板式、涡流式混合槽槽等。（造成急速扰动产生大量细小胶体，形成均匀细小的等。（造成急速扰动产生大量细小胶体，形成均匀细小的矾花即可）矾花即可）反应反应 反应的反应的任务任务就是使小絮体逐渐絮凝成大絮体。其就是使小絮体逐渐絮凝成大絮体。其设设备备应有应有一定的

13、一定的停留时间和停留时间和适当的适当的搅拌强度。搅拌强度。反应时间反应时间一般需一般需2030min左右。搅拌强度太大，则会使生成的絮体破碎。左右。搅拌强度太大，则会使生成的絮体破碎。 比较常用的比较常用的反应池有机械搅拌反应池反应池有机械搅拌反应池（见图（见图2-5）。还）。还有有隔板隔板反应池。还有反应池。还有折板折板反应池。反应池。图图2-5 机械搅拌反应池机械搅拌反应池 1浆板；浆板；2叶轮；叶轮；3转轴；转轴；4隔板隔板 几千年前人类就会利用向水中投加一种或几种物质使水净化的方法几千年前人类就会利用向水中投加一种或几种物质使水净化的方法 早在早在公元前公元前2000年印度人就采用年印

14、度人就采用某些植物的汁液某些植物的汁液来澄清水；来澄清水； 公元前公元前16世纪世纪，古埃及人采用，古埃及人采用甜扁桃汁甜扁桃汁作絮凝剂。作絮凝剂。 我国我国云南云南民间也有用民间也有用仙人掌汁仙人掌汁净水的历史。净水的历史。 明矾明矾是较早而又广泛地应用于净水的无机絮凝剂。是较早而又广泛地应用于净水的无机絮凝剂。 公元公元1597年年明代王士性所著的明代王士性所著的广志绎广志绎中已有用明矾净水的记载。中已有用明矾净水的记载。 欧洲人在欧洲人在1827年第一次用硫酸铝作净水试验。年第一次用硫酸铝作净水试验。 我国上海杨树浦水厂早在我国上海杨树浦水厂早在1883年就已采用硫酸铝进行絮凝处理城市年

15、就已采用硫酸铝进行絮凝处理城市用水。用水。 1884年美国人海亚特取得了用硫酸铝进行絮凝处理水的专利权。年美国人海亚特取得了用硫酸铝进行絮凝处理水的专利权。 20世纪以来，随着工业用水和废水处理规模的迅猛发展，对絮凝剂世纪以来，随着工业用水和废水处理规模的迅猛发展，对絮凝剂的质量和品种需求也越来越大，人们也不断的研究和开发新的能够满足的质量和品种需求也越来越大，人们也不断的研究和开发新的能够满足工业技术和文明进步要求的絮凝剂。工业技术和文明进步要求的絮凝剂。4、混凝剂和助凝剂、混凝剂和助凝剂分类 混凝剂 无机类 低分子 无机盐类 硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、铝酸钠、氯化铁、氯化铝 碱类 碳酸钠、

16、氢氧化钠、氧化钙 金属电解产物 氢氧化铝、氢氧化铁 高分子 阳离子型 聚合氯化铝、聚合硫酸铝 阴离子型 活性硅酸 有机类 表面活性剂 阴离子型 月桂酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、松香酸钠、十二烷基苯磺酸钠 阳离子型 十二烷胺酸纳、十八烷胺酸钠、松香胺酸钠、烷基三甲基绿化铵 低聚合度高分子 阴离子型 藻朊酸钠、羚甲基纤维素钠盐 阳离子型 水溶性苯胺树脂盐酸盐、聚乙烯亚铵 非离子型 淀粉、水容性尿醛树脂 两性型 动物胶、蛋白质 高聚合度高分子 阴离子型 聚丙酸钠、水解聚丙烯酰胺、磺化聚丙烯酰胺 阳离子型 聚乙烯吡啶盐、乙烯吡啶共聚物 非离子型 聚丙烯酰胺、氯化聚乙烯 1）无机盐类）无机盐类以铝盐和铁盐为

17、主。以铝盐和铁盐为主。 (1)铝盐铝盐 常用的有硫酸铝和明矾。常用的有硫酸铝和明矾。硫酸铝硫酸铝 性质性质： 白色结晶体白色结晶体，含有不同的结晶水，最常见的是，含有不同的结晶水，最常见的是Al2(SO4)318H2O。硫酸铝。硫酸铝极易溶于水极易溶于水，室温时其溶解度即可达，室温时其溶解度即可达50左右，左右，水溶液呈酸性，水溶液呈酸性，pH2.5。 当水温低时，水解困难，形成当水温低时，水解困难，形成絮凝体比较松散，絮凝体比较松散，对水的对水的pH值适用范围较窄，约值适用范围较窄，约5.58。加入量。加入量一般约在几十一般约在几十mg/L到几百到几百mg/L左右。如果加入量过多使水的左右。

18、如果加入量过多使水的pH值下降，反而会影响混凝效果，使水发浑。且成本高、腐蚀性值下降，反而会影响混凝效果，使水发浑。且成本高、腐蚀性大。大。生产方法生产方法：国内主要采用硫酸法，用硫酸分解铝土矿。：国内主要采用硫酸法，用硫酸分解铝土矿。使用方法使用方法：有干投和湿投。多用后者，且要用石灰调节：有干投和湿投。多用后者，且要用石灰调节pH值。值。分析检测：分析检测：水处理药剂的质量高低，在很大程度上决定看水处理水处理药剂的质量高低，在很大程度上决定看水处理效果的好坏。质量的高低在明确药剂成分的前提下，主要看杂质的效果的好坏。质量的高低在明确药剂成分的前提下，主要看杂质的多少和有效组分含量的高低。所

19、以水处理药剂分析的基本内容是：多少和有效组分含量的高低。所以水处理药剂分析的基本内容是： 依据水处理药剂的化学结构与物理化学性质，对其依据水处理药剂的化学结构与物理化学性质，对其有效组分、主要有效组分、主要杂质和某些物理化学性质进行分析和测定杂质和某些物理化学性质进行分析和测定，以判别水处理药利的真，以判别水处理药利的真伪和优劣。伪和优劣。明矾明矾 Al2(SO4)3K2SO424H2O自色块状结晶体。其起混凝作用的成自色块状结晶体。其起混凝作用的成分还是硫酸铝，因此其混凝特性与硫酸铝相同。分还是硫酸铝，因此其混凝特性与硫酸铝相同。(2)铁盐铁盐 常用的有三氯化铁水合物和硫酸亚铁水合物，其混凝

20、常用的有三氯化铁水合物和硫酸亚铁水合物，其混凝作用与铝盐相似。作用与铝盐相似。FeCl36H2O 是一种是一种黑褐色的结晶体黑褐色的结晶体，极易溶于水，溶解度，极易溶于水，溶解度随温度升高而增大，形成的矾花比重大，易沉降，处理低温、随温度升高而增大，形成的矾花比重大，易沉降，处理低温、低浊水的效果比铝盐好。它低浊水的效果比铝盐好。它适宜的适宜的pH值值范围也较宽，在范围也较宽，在5.511.0之间。但是三氯化铁是一种很容易吸潮的结晶体，其之间。但是三氯化铁是一种很容易吸潮的结晶体，其水溶液腐蚀性很强，必须注意防腐。另外，处理后的水的色度水溶液腐蚀性很强，必须注意防腐。另外，处理后的水的色度比用

21、铝盐时高。比用铝盐时高。 三氯化铁加入水中能与水中的碱度起反应，生成氢氧化铁三氯化铁加入水中能与水中的碱度起反应，生成氢氧化铁胶体，其反应为：胶体，其反应为： 当水的碱度低或投加量大时，水中应先适量加石灰，以提当水的碱度低或投加量大时，水中应先适量加石灰，以提高碱度。其制备是以铁屑为原料，在高温下与氯气反应，制得高碱度。其制备是以铁屑为原料，在高温下与氯气反应，制得无水氯化铁或氯化铁溶液。无水氯化铁或氯化铁溶液。 FeSO47H2O 是是半透明绿色结晶体半透明绿色结晶体，俗称，俗称“绿矾绿矾”，易溶于水。硫酸，易溶于水。硫酸亚铁离解出的亚铁离解出的Fe2+只能生成单核络合物，其混凝效果不如三只

22、能生成单核络合物，其混凝效果不如三价铁盐，因此，价铁盐，因此，使用时应先将使用时应先将Fe2+氧化成氧化成Fe3+。 当水的当水的pH8时，时，Fe2+易被水中的溶解氧氧化成易被水中的溶解氧氧化成Fe3+，因，因此，当此，当PH8时，可适当加些石灰，以提高碱度和时，可适当加些石灰，以提高碱度和pH值。如值。如水中溶解氧不足时，也可适当通入氯气或加入次氯酸盐，使水中溶解氧不足时，也可适当通入氯气或加入次氯酸盐，使Fe2+氧化成氧化成Fe3+。 有还原性，常用于处理高价态重金属离子的废水。有还原性，常用于处理高价态重金属离子的废水。 2）无机盐聚合物类）无机盐聚合物类 (1)聚合氯化铝聚合氯化铝

23、又称碱式氯化铝，其分子式为又称碱式氯化铝，其分子式为Al2(OH)nCl6-nm，其中，其中n为为15之间的任一整数，之间的任一整数，m为为10的的整数，该式表示整数，该式表示m个个Al2(OH)nCl6-n (称羟基氯化铝）单体的聚称羟基氯化铝）单体的聚合物。因此，聚合氯化铝实际上是一种无机高分子聚合物。合物。因此，聚合氯化铝实际上是一种无机高分子聚合物。 国内多以铝灰（熔炼合金的副产品，主要成分为三氧化二国内多以铝灰（熔炼合金的副产品，主要成分为三氧化二铝和金属铝）为原料，先与盐酸反应，再水解、缩聚而成。铝和金属铝）为原料，先与盐酸反应，再水解、缩聚而成。 聚合氯化铝对高浊度、低浊度，高色

24、度及低温水都有较好聚合氯化铝对高浊度、低浊度，高色度及低温水都有较好的混凝效果。它的混凝效果。它形成絮凝体快且颗粒大而重，易沉淀，投加量形成絮凝体快且颗粒大而重，易沉淀，投加量比硫酸铝低，适用的比硫酸铝低，适用的pH值范围较宽，在值范围较宽，在59之间之间。而且还可以。而且还可以根据所处理的水质不同，制取最适宜的聚合氯化铝，而硫酸铝根据所处理的水质不同，制取最适宜的聚合氯化铝，而硫酸铝则不能。它的则不能。它的加入量也不宜过多加入量也不宜过多，否则也会使水发浑。，否则也会使水发浑。 (2)聚合铁聚合铁 近年来，国内又研制成一种聚合铁或称聚铁。它主要是以近年来，国内又研制成一种聚合铁或称聚铁。它主

25、要是以硫酸亚铁和硫酸为原料，通过一定的反应条件聚合而成的一种硫酸亚铁和硫酸为原料，通过一定的反应条件聚合而成的一种呈呈红褐色的粘稠状液体红褐色的粘稠状液体；也可以进一步制成固体，故又称；也可以进一步制成固体，故又称聚合聚合硫酸铁硫酸铁。混凝机理与聚合氯化铝相似。混凝机理与聚合氯化铝相似。 聚铁混凝效果比三氯化铁好，且使用聚铁混凝效果比三氯化铁好，且使用成本比三氯化铁低成本比三氯化铁低3040。 聚铁在使用过程中混凝聚铁在使用过程中混凝效果比聚合铝要好效果比聚合铝要好些，如形成矾花的些，如形成矾花的速度快、颗粒大且重，因此沉降快，使用方便。但有时会有少速度快、颗粒大且重，因此沉降快，使用方便。但

26、有时会有少量细小矾花漂浮水而，使水略显微黄色，但不影响水质，经过量细小矾花漂浮水而，使水略显微黄色，但不影响水质，经过过滤处理即能完全脱色。而铝盐混凝剂虽不会使水显色，却有过滤处理即能完全脱色。而铝盐混凝剂虽不会使水显色，却有涩味，也需要通过过滤处理才能除去。且在卫生学上发现涩味，也需要通过过滤处理才能除去。且在卫生学上发现Al3+摄入过多，影响健康，而聚铁则不然。摄入过多，影响健康，而聚铁则不然。 3）有机类化合物）有机类化合物 有机类化合物作混凝剂用的主要是人工合成的高分子化合有机类化合物作混凝剂用的主要是人工合成的高分子化合物，如高聚合的聚丙烯酸钠、聚乙烯吡啶、聚乙烯亚胺、聚丙物，如高聚

27、合的聚丙烯酸钠、聚乙烯吡啶、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺等。其中以聚丙烯酰胺烯酰胺等。其中以聚丙烯酰胺(PAM)用得最多，其产量约占高分用得最多，其产量约占高分子混凝剂生产总量的子混凝剂生产总量的80： 聚丙烯酰胺是一种水溶性线型高分子化合物，分子量在聚丙烯酰胺是一种水溶性线型高分子化合物，分子量在150800万之间。万之间。对高低浊度水都有显著的混凝效果，广泛用对高低浊度水都有显著的混凝效果，广泛用于饮用水、工业用水、工业废水的处理，是一种最重要的和于饮用水、工业用水、工业废水的处理，是一种最重要的和使用最多的高分子絮凝剂。使用最多的高分子絮凝剂。4）投药方式及过程）投药方式及过程 常用的药剂常用

28、的药剂投加方法投加方法有干投和湿投法两种，其优缺点的比较见下表。有干投和湿投法两种，其优缺点的比较见下表。药剂的药剂的投加方式投加方式一般有重力投加和压力投加两种，其优缺点见下表。一般有重力投加和压力投加两种，其优缺点见下表。混凝剂发展方向混凝剂发展方向:无机复合聚合物混凝剂无机复合聚合物混凝剂：聚合硫酸铝铁（：聚合硫酸铝铁（PFAS）、聚合氯）、聚合氯化铝铁（化铝铁（PFAC）、聚合硫酸氯化铁（）、聚合硫酸氯化铁（PFSC）、聚合硫酸）、聚合硫酸氯化铝（氯化铝（PASC）、聚合铝硅（）、聚合铝硅（PASi）、聚合铁硅）、聚合铁硅（PFSi）、聚合硅酸铝（）、聚合硅酸铝（PSA）、聚合硅酸铁（

29、）、聚合硅酸铁（PSF）无机有机复合无机有机复合：聚合铝：聚合铝/铁铁-聚丙烯酰胺、聚合铝聚丙烯酰胺、聚合铝/铁铁-甲壳甲壳素、聚合铝素、聚合铝/铁铁-天然有机高分子、聚合铝天然有机高分子、聚合铝/铁铁-其它合成有机其它合成有机高分子高分子 有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂：阳离子有机化合物：阳离子有机化合物天然改性高分子絮凝剂天然改性高分子絮凝剂：无毒易降解，如甲壳素等：无毒易降解，如甲壳素等多功能絮凝剂多功能絮凝剂：絮凝、缓蚀阻垢、杀菌灭藻：絮凝、缓蚀阻垢、杀菌灭藻微生物絮凝剂微生物絮凝剂 助凝剂助凝剂 为了提高絮凝效果，生成粗大、密实、易于分离的絮体。在水为了提高絮凝效果，生成粗大、密实

30、、易于分离的絮体。在水处理过程中，除投加一定量的絮凝剂之外，还要投加一些处理过程中，除投加一定量的絮凝剂之外，还要投加一些辅助絮凝辅助絮凝的药剂，的药剂，称为助凝剂。称为助凝剂。pH值调整剂值调整剂 原水原水pH不符合絮凝剂工艺要求，或投加絮凝剂之后不符合絮凝剂工艺要求，或投加絮凝剂之后使使pH发生较大变化，影响后继工序后水质要求时，就需要投加发生较大变化，影响后继工序后水质要求时，就需要投加pH调整剂。主要有调整剂。主要有CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、CO2、H2SO4等。等。 絮体结构改良剂絮体结构改良剂 当生成的絮体小、结构松散、漂浮流失时，可当生成的絮

31、体小、结构松散、漂浮流失时，可投加絮体结构改良剂，以增大粒径，提高密度和机械强度，这类投加絮体结构改良剂，以增大粒径，提高密度和机械强度，这类物质有水玻璃、活性硅酸、粉煤灰、粘土等。前两个主要作为骨物质有水玻璃、活性硅酸、粉煤灰、粘土等。前两个主要作为骨架物质来强化低温和低碱度下的絮凝作用；后两个则作为絮体架物质来强化低温和低碱度下的絮凝作用；后两个则作为絮体形成核心来加大絮体密度、改善其沉降性能和污泥的脱水性。形成核心来加大絮体密度、改善其沉降性能和污泥的脱水性。 氧化剂氧化剂 当废水中的有机物含量过高或含有表面活性剂物质时，当废水中的有机物含量过高或含有表面活性剂物质时，易产生泡沫，影响絮

32、体沉降，此时应投加易产生泡沫，影响絮体沉降，此时应投加Cl2、Ca（OH)2、NaClO、漂白粉等氧化剂来破坏有机物，以提高絮凝效果。、漂白粉等氧化剂来破坏有机物，以提高絮凝效果。二、沉淀二、沉淀(略）略）三、澄清三、澄清 新形成的沉淀泥渣具有较大的表面积和吸附活性，称为活性新形成的沉淀泥渣具有较大的表面积和吸附活性，称为活性泥渣。它对水中微小悬浮物和尚未脱稳的胶体仍有良好的吸附作泥渣。它对水中微小悬浮物和尚未脱稳的胶体仍有良好的吸附作用，可进一步产生接触混凝作用。据此可用，可进一步产生接触混凝作用。据此可利用活性泥渣与混凝处利用活性泥渣与混凝处理后的水进一步接触，加速沉淀速度。该过程称为澄清

33、理后的水进一步接触，加速沉淀速度。该过程称为澄清。用于澄。用于澄清的设备称澄清池，根据其结构型式可分机械加速澄清池、水力清的设备称澄清池，根据其结构型式可分机械加速澄清池、水力循环澄清池等。循环澄清池等。 实际上当水中悬浮物沉淀出来后，水就得到澄清，故沉淀和澄实际上当水中悬浮物沉淀出来后，水就得到澄清，故沉淀和澄清是同一现象的两种说法。再此借以区别沉淀方式的不同。清是同一现象的两种说法。再此借以区别沉淀方式的不同。澄清池的澄清池的特点有二特点有二：一是利用活性泥渣与原水进行接触混凝；二一是利用活性泥渣与原水进行接触混凝；二是将反应池和沉淀池统一在一个设备内是将反应池和沉淀池统一在一个设备内。因

34、此可以充分发挥混凝。因此可以充分发挥混凝剂的作用和提高单位容积的产水能力。澄清池具有生产能力高、剂的作用和提高单位容积的产水能力。澄清池具有生产能力高、沉淀效果好等优点，但管理较复杂。沉淀效果好等优点，但管理较复杂。1、机械加速澄清池、机械加速澄清池 是是通过机械搅拌将混凝、反应和沉淀置于一个池中通过机械搅拌将混凝、反应和沉淀置于一个池中进行进行综合处理的构筑物。悬浮状态的活性泥渣层与加药的原水在综合处理的构筑物。悬浮状态的活性泥渣层与加药的原水在机械搅拌作用下，增加颗粒碰担机会，提高了混凝效果。经机械搅拌作用下，增加颗粒碰担机会，提高了混凝效果。经过分离的清水向上升，经集水槽流出。沉下的泥渣

35、部分再回过分离的清水向上升，经集水槽流出。沉下的泥渣部分再回流与加药原水机械混合反应，部分则经浓缩后定期排放。图流与加药原水机械混合反应，部分则经浓缩后定期排放。图2-6为机械加速澄清池的工作示意图。为机械加速澄清池的工作示意图。 水在池中总停留时间为水在池中总停留时间为1.01.5h。这种池子对水量、水。这种池子对水量、水中离子浓度变化的适应性强，处理效果稳定，处理效率高。中离子浓度变化的适应性强，处理效果稳定，处理效率高。但用机械搅拌，耗能较大，腐蚀严重，维修困难。但用机械搅拌，耗能较大，腐蚀严重，维修困难。图图2-6 机械加速澄清池机械加速澄清池 2、水力循环澄清池、水力循环澄清池 图图

36、2-7为水力循环澄清池工作为水力循环澄清池工作示意图。这种池子与机械加速示意图。这种池子与机械加速澄清池工作原理相似，不同的澄清池工作原理相似，不同的是它利用水射器形成真空自动是它利用水射器形成真空自动吸入活性泥渣与加药原水进行吸入活性泥渣与加药原水进行充分混合反应，这样省去机械充分混合反应，这样省去机械搅拌设备，使构造简单、育能，搅拌设备，使构造简单、育能，并使维护管理方便。并使维护管理方便。图图2-7 水力循环澄清池水力循环澄清池四、过滤四、过滤 经过混凝沉淀或澄清的原水，其浊度通常在经过混凝沉淀或澄清的原水，其浊度通常在20mg/L左右。左右。对于循环水量较大的冷却系统，为节省费用也可直

37、接作补充对于循环水量较大的冷却系统，为节省费用也可直接作补充水进入循环冷却系统，但对循环水量较小、要求较高的系统，水进入循环冷却系统，但对循环水量较小、要求较高的系统，最好将原水浊度进一步降低到小于最好将原水浊度进一步降低到小于5mg/L，这就需要采用过，这就需要采用过滤处理。另外锅炉用水在软化和除盐水处理过程中，微量浊滤处理。另外锅炉用水在软化和除盐水处理过程中，微量浊度可使离子交换树脂受污染，影响离子交换效率，因此也需度可使离子交换树脂受污染，影响离子交换效率，因此也需对已沉淀澄清的原水再进行过滤净化。对已沉淀澄清的原水再进行过滤净化。 多采用压力式过滤器和重力无阀式过滤器。多采用压力式过

38、滤器和重力无阀式过滤器。 压力式过滤器亦称为机压力式过滤器亦称为机械过滤器。带有浊度的原水械过滤器。带有浊度的原水经过泵的升压后通过滤层，经过泵的升压后通过滤层，因此水和出水之间有压差，因此水和出水之间有压差，此压差即为原水通过滤层时此压差即为原水通过滤层时克服滤层阻力的压头损失，克服滤层阻力的压头损失，一般约为一般约为56m有时可达有时可达10m左右。图左右。图2-8为压力过滤为压力过滤器结构示意图。器结构示意图。图2-8 压力过滤器结构示意图 重力式无阀滤池是因过滤过程依靠水的重力重力式无阀滤池是因过滤过程依靠水的重力自动流入滤池进行过滤和反洗，且滤池没有阀门自动流入滤池进行过滤和反洗，且

39、滤池没有阀门而得名。而得名。五、除铁五、除铁 我国含铁的地下水分布较广，一般含铁量在我国含铁的地下水分布较广，一般含铁量在430mg/L左右。左右。含铁的地下水铁以含铁的地下水铁以Fe2+存在，刚抽到地面时，清澈干净，但有铁存在，刚抽到地面时，清澈干净，但有铁腥味，时间略长，水质即发浑。腥味，时间略长，水质即发浑。危害：危害： 作清洗用水会留下锈色斑点。作锅炉水，使树脂中毒，作清洗用水会留下锈色斑点。作锅炉水，使树脂中毒，容易结垢，影响传热，引起管壁腐蚀。容易结垢，影响传热，引起管壁腐蚀。冷却水中含铁量超过冷却水中含铁量超过0.5mg/L时，会促使铁细菌繁殖时，会促使铁细菌繁殖，产生粘泥堵塞管

40、路，加速换热，产生粘泥堵塞管路，加速换热设备的腐蚀。设备的腐蚀。 常用的除铁方法有曝气除铁和锰砂过滤除铁。常用的除铁方法有曝气除铁和锰砂过滤除铁。1）曝气除铁）曝气除铁 地下水中的地下水中的Fe2+常以常以Fe(HCO3)2化合物存在，当水提到地面化合物存在，当水提到地面遇到空气中的氧时，即被氧化位遇到空气中的氧时，即被氧化位Fe3+，形成难溶的红棕色，形成难溶的红棕色Fe(OH)3沉淀。该过程称曝气除铁。反应为：沉淀。该过程称曝气除铁。反应为： 曝气后的水再经过滤处理即可除去曝气后的水再经过滤处理即可除去Fe(OH)3沉淀物。沉淀物。 曝气氧化法除铁一般适用于水中曝气氧化法除铁一般适用于水中

41、含铁浓度在含铁浓度在510mg/L，pH在在6.57.0范围内范围内，处理后水中含铁可降至，处理后水中含铁可降至0.3mg/L以下。以下。 曝气装置常用的有曝气装置常用的有莲蓬头曝气装置和跌水曝气装置莲蓬头曝气装置和跌水曝气装置。图。图2-9为莲蓬头曝气装置。图为莲蓬头曝气装置。图2-10为跌水曝气装置。为跌水曝气装置。 莲蓬头曝气装置莲蓬头曝气装置般直接般直接置于重力式过滤池的上面置于重力式过滤池的上面，使，使喷头淋水量与过滤池出水量保喷头淋水量与过滤池出水量保持相等即可。当原水中持相等即可。当原水中Fe2+含含量小于量小于5mg/L时，喷头距水面时，喷头距水面高高1.5m即可；当即可；当F

42、e2+含量大于含量大于10mg/L时，高度为时，高度为2.5m较好。较好。喷头直径为喷头直径为150300mm，喷头，喷头上孔径直径为上孔径直径为36mm。这种装。这种装置置结构简单、操作方便，但喷结构简单、操作方便，但喷淋时水易散失，喷头孔眼易被淋时水易散失，喷头孔眼易被铁的沉积物堵塞铁的沉积物堵塞，影响喷水效，影响喷水效果。果。图图2-9 莲蓬头曝气装置莲蓬头曝气装置 跌水装置是将地下水提至地面后经跌水装置是将地下水提至地面后经溢流堰或者水管溢流堰或者水管，自高处，自高处自由下落，使水变薄变细。水在下落过程中，可与空气充分接触，自由下落，使水变薄变细。水在下落过程中，可与空气充分接触，达到

43、曝气目的。达到曝气目的。 通常可将重力式无阀滤池的跌水装置的高度适当增加即可通常可将重力式无阀滤池的跌水装置的高度适当增加即可。跌水高度一般在跌水高度一般在0.51.0m时。即可满足含铁量在时。即可满足含铁量在510mg/L的地下的地下水除铁的要求。如水除铁的要求。如原水原水pH6.5，则效果差，则效果差，因在曝气过程中，空，因在曝气过程中，空气中气中O2可充分溶入水中，但可充分溶入水中，但CO2不易逸出，不易逸出，pH值提高有限。低值提高有限。低pH值不利除铁反应的进行。值不利除铁反应的进行。可设置一个小型的跌水曝气池可设置一个小型的跌水曝气池，再将曝气后的水经再将曝气后的水经过机械压力过滤器过机械压力过滤器进行过滤净化。进行过滤净化。2）锰砂过滤除铁法）锰砂过滤除铁法 天然锰砂中含有天然锰砂中含有MnO2，它是，它是Fe2+氧化成氧化成Fe3+的良好催化剂，的良好催化剂，其催化反应为：其催化反应为： 4