第二章水浊度的去除(混凝理论)(第二讲).

1、第二章水中浊度的去除（混凝设备及应用）1. 混凝去除的对象2. 胶体的性质3. 水的混凝机理与过程4. 混凝剂与助凝剂5. 混凝动力学6. 混凝影响因素混凝设备混凝的应用2.7混凝设备271混合设备(1)水泵混合投药投加在水泵吸水口或管上。混合效果好,节省动力，各种水厂均可用，常用于取水泵房 靠近水厂处理构筑物的场合，两者间距不大于150m o(2)管式混合管式静态混合器:流速不宜小于lm/s,水头损 '失不小于0304m,简单易行，见图2-12o扩散混合器：是在管式孔板混合器前加一个锥 形帽，锥形帽夹角90°。顺流方向投影面积为进 水管总截面面积的1/4,开孔面积为进水管总

2、截面 面积的3/4,流速为l0l5m/s,混合时间23s。 节管长度不小于500mmo水头损失约0304,直 径在DN200DN1200,见图213。管道原水*兀混合体静态混合器投药套管塑料管孔板支架挡板水流Sr,管式菇态温合麥(3)机械混合在池内安装搅拌装置，搅拌器可以是桨板 式、螺旋桨式，速度梯度700lOOOs-i,时间 1030s以内，优点是混合效果好，不受水质 影响，缺点是增加机械设备，增加维修工作。2.7.2絮凝设备(1)隔板絮凝池隔板絮凝池分往复式和回转式，见图214与图2-15。隔板絮凝池的水头损失由局部水头和沿程水头损失 组成。往复式总水头损失一般在030.5m,回转式的水头

3、损失比往复式的小40%左右。隔板絮凝池特点：构造简单、管理方便，但絮凝效果不稳定，池子大。适应大水厂。隔板絮凝池的设计参数:流速：起端0.506m/s,末端0.2-0.3m/s段数：46段;絮凝时间：2030min；转弯处过水断面积为廊道过水断面积的121.5倍;隔板间距：不大于0.5m,池底应有0.020.03坡度直径不 小于150mm的排泥管； 廊道的最小宽度不小于0.5mh2 各段的水头损失亿=勿 二+ 紅厶 总水头损矢h = " S z zg局部阻力系数Ri：第i廊道过水断面水力半径注第i廊道转弯处水流速度Ci：流速系数Vj：第i廊道内水流速度nii：第i廊道水流转弯次数出水

4、图214往复式隔板絮凝池图214往复式隔板絮凝池往夏式隔按良应也图214往复式隔板絮凝池图214往复式隔板絮凝池-*=»nr*i ira mi ir图214往复式隔板絮凝池呵無式隔械夙应辿图215回转式隔板絮凝池(2)折板絮凝池通常釆用竖流式，它将隔板絮凝池的平板 隔板改成一定角度的折板。折板波峰对波谷 平行安装称“同波折板”，波峰相对安装称 “异波折板”。与隔板式相比，水流条件大 大改善，有效能量消耗比例提高，但安装维 修较困难，折板费用较高。其示意图见图2 16 与图 2-17 o图2-16单通道折板絮凝池剖面示意(a)同波折板(b)异波折板水流向上水流向下出水平面图折 板A-A

5、fflffi进水 2-17多通道折板魏池示意(3)机械絮凝池机械絮凝池的剖面示意见图218。搅拌器有浆板式和叶轮式，按搅拌轴的安装位置分水平轴式和垂直轴式O第一格搅拌强度最大，而后逐步减小，G 值也相应减小，搅拌强度决定于搅拌器转速 和桨板面积。瞅H.)/b/V.(4J水1® 2T8机械絮擬池剖向示意<b)1咪板；2-桂;际翳；4-騙垂直轴式机械攪梓反应池沉 淀 池 功率计算水流对桨板的阻力就是桨板施于水的推力,积上水流阻力在必微面(2-15)阻力(1只所耗功率，即桨板施于水的功率:(2-16)式中：v为水流旋转线速度，co为桨板旋转角速度,f为旋转半径因此2(2-17)片冷耳

6、一尸)第i块桨板克服水的阻力所耗功率:(2-18)设每根旋转轴在不同旋转半径上装相同数量的桨板，则每 根旋转轴全部桨板所耗功率：(2-19)"£¥心2 rl)每根旋转轴所需电动机功率:N =IOOO7 %(2-20) 设计参数絮凝时间1015分。池内一般设3巾挡搅拌机。c搅拌机转速按叶轮半径中心点线速度计算确定，线速 度第一挡0.5m/s逐渐减小至末挡的0.2m/s«d桨板总面积宜为水流截面积的1020%,不宜超过75 %,桨板长度不大于叶轮半径的75%,宽度宜取10 30cm o 优缺点机械絮凝池的优点是调节容易，效果好，大、中、小 水厂均可，但维修是

7、问题。(4)穿孔旋流絮凝池由若干方格组成。分格数一般不少于6格。流速逐渐减小，G也相应减小以适应絮凝体形成，孔口流速宜取06l.Om/s,末端流速宜取0203m/s。絮凝时间1525min。穿孔旋流絮凝池的平面示意图见图219o穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便， 造价低，可用于中、小型水厂或与其他形式的絮凝池 组合应用。2下面进水1图2-19穿孔旋流絮凝池平面示意图(5)网格、栅条絮凝池网格、栅条絮凝池设计成多格竖井回流 式。每个竖井安装若干层网格或栅条，各竖 井间的隔墙上、下交错开孔，进水端至出水 端逐渐减少，一般分3段控制:前段为密网或 密栅，中段为疏网或疏栅，末段不安装网、 栅。

8、网格(栅条)絮凝池的示意图见图220。p图2-20网格（或栅条）絮凝池平面示意图（图中数字表示网格层数）表22栅条、网格絮凝池主要设计参数网格絮凝池效果好，水头损失小,絮凝时间较短，但还存在末端池底积泥现象，小数水厂发现网格上滋生藻 类、堵塞网眼现象。其设计参数见表2-2絮 凝jg凝池分栅条缝隙 或网格孔 眼尺寸板条 宽度（m竖井平 均流速=（m/s）过栅或过 网流速之洞 井孔诉 竖间流间布/ 或件数> 条构层层 栅格设<絮凝 时间 mm ）流速梯 度（s-1）(mm)m)(m/s)m/s)层距(cm)栅 条 絮 凝 池前段（安放密 栅格）50500120.140.25-0.300

9、300.20>16/603570100中段（安 装疏栅条）80500120.140220.250200.15>8/60354060末段（不 安放栅条）0100.140100.14451020网 格 絮 凝 池前段（安 放密网格）80X80350120.140.25-0.300300.20>16/60 703570100中段（安 装疏网格）100X1 00350120.140220.350.20-0.15>16/60 70354050末段（不 安放网格）OJO0.140100.14451020网格和栅条絮凝池在不断完善和发展之中，絮凝池宜与沉淀池合建，一般布置成两组并联形

10、式。每组设计水量一般为1.0-2.5万m3/d之间。6）不同形式絮凝池组合应用每种形式的絮凝池各有其优缺点。不同形式的絮凝池组合应用可以相互补充，取长补短。往 复式和回转式隔板絮凝池在竖向组合是常用方式 之一，穿孔旋流与隔板絮凝池也往往组合应用。不同形式絮凝池配合使用，效果良好，但设备形 式增多，应根据具体情况决定。1=表23不同形式絮凝池比较11优缺点适用条件往复式隔板 絮凝池优点：絮凝效果较好，构造简单，施工方便 缺点：絮凝时间长，水头损失较大，转折处絮体 易碎，出水流量不易分配均匀>30000m3/d水量变动小回转式隔板 絮凝池优点：絮凝效果较好，水头损失较小，构造简单, 管理方便

11、缺点：出水流量不易分配均匀>30000m3/d水量变动小旧池改造折板絮凝池优点：絮凝时间短，絮凝效果好缺点：构造复杂，水量变化影响絮凝效果水量变化不大网格（栅条） 絮凝池优点：絮凝时间短，絮凝效果较好，构造简单 缺点：水量变化影响絮凝效果水量变化不大水量：1.0-2.575 m3/d机械絮凝池优点：絮凝效果较好，水头损失小，适应水质和 水量变化缺点：需机械设备和经常维修大小水厂，水质水量变化较大水厂a,a水力絮凝池反应器污泥回流u浓缩耙斜管集水槽出水拮泥机械絮凝设备本节思考题(1) 如何在工程设备上实现混凝混合阶段和絮凝反 应阶段对水力学条件的要求？(2) 水力絮凝反应设备有何特点？在工

12、艺设计上应 注意的关键环节是什么？你认为混凝设备今后应如何发展？I 2.8混凝的应用1. 混凝在给水处理的应用混凝在废水处理的应用2.8.1混凝在给水处理中的应用以地面水为水源的给水处理工艺：原水。混凝n沉淀n过滤n消毒n饮用水 以地面水为水源时，去除浊度和细菌。经混凝沉淀后一般浊度小于10度。2.8.2混凝在废水处理中的应用(1)工业废水：用于处理特殊废水，脱色、去除悬浮物等。 印染废水处理：适用于含颜料、分散染 料、水溶性分子量较大的等染料废水处理。混凝剂选择与染料种类有关，需做混凝试验。 可以单独用无机混凝剂，也可和高分子絮凝剂 联用。例：某针织厂废水TOC为50-60mg/L, pH值

13、为75。采用PAC混凝剂，投加量为140mg/L时, TOC去除率为68%。含油废水处理：乳化油颗粒小、表面带电荷，加混凝剂，压缩双电层。通常采用混凝气浮工艺。例：某炼油厂废水加PAC采用二级气浮原水含油50100mg/L投加PAC50mg/L级气浮出水，油2030mg/LPAC 30mg/L级气浮出水，油 1520mg/L(3)肉类加工厂废水处理:* 例：某肉类加工厂屠宰废水COD为670mg/L,用聚合硫酸铁处理后,COD去除率在77%以上。 混凝优点：上马快、投资省、效果好, 但运转费高，沉渣多。(2)废水深度处理与回用混凝剂二级生物I 处理出水I混凝沉淀OD5: 2030mg/LCOD

14、: 60100mg/LSS: 2030mg/L含有粒径数nm到10pm的颗粒去除颗粒物、氮、磷、碑、>过滤+->COD<50 mg/L市政杂用 绿化、洗车 冷却用水本节思考题(1) 混凝在给水处理和废水处理中的作用？(2) 混凝在给水处理和废水处理应用中，各应注 意什么问题？补充内容：强化混凝理论混凝效果的好坏与混凝剂种类、混凝剂投加量、UH值、搅拌程度、原水水质、混凝剂和助凝剂投加顺序等有关。如何提高混凝对有机物的去除效果？提出强化混凝理论所谓强化混凝：是指为提高常规混凝效果所采取的一系列强化措施，即确定混凝的最佳条性（混凝剂种类、混凝剂投加量、pH值等），增大絮体对水中超

15、微颗粒的碰撞、吸附和脱除作用，降低出水浊度，提高对有机物的去除率。A强化混凝去除有机物机理 '般水中有机物是通过电性中和、吸附架桥、网捕沉淀得以去除而对于溶解态有机物,在一般混凝条件下去除率很低，主要原因是 由于其具有良好的亲水性而不易被混凝剂的水解产物金属氢氧化物 吸附。因此，必须通过强化混凝改善混凝处理条件,提高去除率。肚化混凝去除溶解态有机物的作用机理：包括化学沉淀作用和固体物 係表而的吸附沉淀作用。带正篩的金属离子及其水解聚合产物可能 同有机物所带的官能团反应，生成不溶性腐殖酸盐或配合物，然后发 生沉淀，即化学沉淀;此外，有机物还可能混合到金属氢氧化物矶花 之中或水中所含黏土矿物之中，被吸附而发牛共沉淀。一般认为，在较低混凝剂投量和较低dH佰条件下，第一个机理发挥 主导作用；而在较高混凝剂投量和较高dH借条件下，第二个机理发挥 主导作用。低pH值、高混凝剂用量的强化混凝A在低pH值、高混凝剂用量的强化混凝