给水处理-混凝

1、给水处理：混凝一、混凝原理 化学混凝处理的对象主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。1. 胶体的稳定性胶体所受影响 由于上述的胶体带电现象，带相同电荷的胶粒产生静电斥力，而且电位越高，胶粒间的静电斥力越大 受水分子热运动的撞击，使微粒在水中作不规则的运动，即“布朗运动” 胶粒之间还存在着相互引力范徳华引力 胶体间的相互斥力不仅与电位有关，还与胶粒的间距有关，距离越近，斥力越大。而布朗运动的动能不足以将两颗胶粒推进到使范徳华引力发挥作用的距离。因此，胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态。 水化作用也使胶体不能相互聚结。2. 混凝原理(1) 压缩双电层作用 混凝剂提供大量正离子会涌入胶体扩散层

2、甚至吸附层, 使电位降低。当电位为零时, 称为等电状态。此时胶体间斥力消失, 胶粒最易发生聚结。 实际上，电位电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时，胶粒就开始产生明显的聚结，这时的电位称为临界电位。 胶粒因电位电位降低或消除以至失去稳定性的过程，称为胶体脱稳。脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。(2) 吸附架桥作用 由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程。(3) 网捕作用 沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒，使胶体粘结。以硫酸铝为例讨论混凝过程 硫酸铝Al2(SO4)318H2O溶于水后，离解出Al3+，并结合有6个配位水分子，成为水合铝离子Al

3、(H2O)63+。 水合铝离子进一步水解，形成单羟基单核络合物： 单羟基单核络合物又进一步水解： 上述反应中，降低水中H+(或H3O+)浓度或提高pH，使反应趋向右方，水合羟基络合物的电荷逐渐降低，最终生成中性氢氧化铝难溶沉淀物。 当pH4时，水解受到抑制，水中存在的主要是Al(H2O)33+ 。 当pH45时，水中有Al(OH)(H2O)52+、Al(OH)2(H2O)4+及少量Al(OH)3(H2O)3。 当pH78时，水中主要是Al(OH)3(H2O)3沉淀物。 但在某一特定pH时，水解产物还有许多复杂的高聚物和络合物同时共存。 因为初步水解产物中的羟基OH-具有桥键性质。 在由Al(H

4、2O)63+转向Al(OH)3(H2O)3的中间过程中，羟基可将单核络合物通过桥键缩聚成多核络合物：或 两个单羟基络合物通过羟基桥联可缩合成双羟基双核络合物： 从上述反应可以看出，三价铝盐发挥混凝作用的是各种形态的水解聚合物。 带有正电的水解聚合物，同时起到压缩双电层的脱稳和吸附架桥的作用。 为使硫酸铝达到优异的混凝效果，应尽量使胶体脱稳和吸附架桥作用都得到充分发挥。 当混凝剂投放水中后，应立即进行剧烈搅拌，使带电聚合物迅速均匀地与全部胶体杂质接触，使胶体脱稳，随后，脱稳胶体在相互凝聚的同时，靠聚合度不断增大的高聚物的吸附架桥作用，形成大的絮凝体，使混凝过程很好完成。二、混凝剂和助凝剂1. 混

5、凝剂要求混凝剂效果良好对人体健康无害价廉易得使用方便2. 助凝剂三、 影响混凝效果的主要因素1. 水温2. pH3. 水中杂质的成分、性质和浓度4. 水力条件(1) 无机盐类混凝剂铁盐和铝盐(2) 高分子混凝剂有机和无机四、 化学混凝的设备1. 混凝剂的配制和投加设备(1) 混凝剂的溶液和配制混凝剂在溶解池中进行溶解:搅拌加速药剂溶解机械搅拌压缩空气搅拌水泵搅拌 药剂溶解完全后，将浓药液送入溶液池，用清水稀释到一定的浓度备用。 溶液池的容积可按下式计算： 溶解池的容积：式中: W1溶液池容积，m3； qv处理地水量，m3/h; A混凝剂地最大投加量，mg/L; c溶液浓度，； n每天配置次数，

6、一般为26次。(2) 混凝剂溶液的投加计量设备转子流量计电磁流量计投加方式泵前重力投加水射器投加2. 混合设备(1) 水泵混合(2) 隔板混合(3) 机械混合3. 反应设备(1) 隔板反应池 利用水流断面上流速分布不均所造成的速度梯度，促进颗粒相互碰撞进行絮凝。 为避免结成的絮凝体被打碎，隔板中的流速应逐渐减小。(2) 机械反应池饮用水处理：消毒物理法消毒紫外线消毒加热消毒辐射消毒化学法消毒氯化法消毒臭氧法消毒二氧化氯消毒紫外线消毒紫外线：波长：200-295nm，其中260-265nm紫外线消毒能力最强坂雪岗污水厂罗芳-滨河污水厂 1、氯的主要性质 2、氯消毒的基本原理 3、真空加氯系统 4

7、、安全用氯氯化消毒加氯消毒基本概念 Chlorine(氯) 来自希腊字母 Chloros 意思是 greenish yellow 水处理中首次使用氯气的记录是1896年（美国）、1897年（英国） 岂今为止，在世界范围内的消毒处理过程中，氯是最常用的消毒剂。 氯消毒的优点： 非常有效 使用灵活方便 易于控制 易于监控和检测 氯 的 基 本 性 质氯气属于级（高度危害）物质气 味 ： 强烈刺激性 气态颜色：黄绿色 液态颜色：透明淡黄色 原子符号：Cl 原 子 量： 35.453 分 子 量：70.906原子序号： 17 干 氯 气：不含水 湿 氯 气： 含水 (注意不要同液氯的概念混淆）1、氯气

8、物理性质标准条件（参比条件）： 温度 0C；压力 101.325KPa(绝对压力）； 沸点 -33.97 C；（一个大气压条件下，这个温度开始液氯沸腾蒸发成气氯。） 气态比重：2.485（标准条件下同空气密度的比值） 液态比重：1.467（ 0C饱和液体同水最大密度的比值） 蒸发潜热：288.1KJ/kg（蒸发单位重量氯气所需热量） 冰 点：-100.98C（一个大气压条件下）2、氯气化学性质基本特点(1) 燃烧性： 氯不燃烧、不爆炸、是强氧化剂、可助燃，同很多有机化学物质易反应，且有时很剧烈。 微量溶于水，同纯水反应生成弱盐酸和次氯酸溶液 一个大气压条件下，温度8.5 NH3+2HClO 2

9、H2O+NHCl2 +HCI 二氯胺 4.2PH8.5 NH3+3HClO 3H2O+NCl3 +HCI 三氯胺 PH4.2 对细菌的灭活能力：氯胺 游离性残余氯 NCl3 对细菌几乎没有灭活能力三种类型的残余氯 HClO(次氯酸）或 ClO- （次氯酸根）形态的氯被称为游离性残余氯（或称活氯、自由氯、游离氯、余氯） 一氯胺、二氯胺、三氯胺及氯胺化合物被称为化合性残余氯（或称化合氯） 总残余氯（或称总氯） 总残余氯 = 游离性残余氯 + 化合性残余氯 氯胺的杀菌比较慢，但比较稳定，杀菌时间长，在北京、天津、大连等地水厂常用技术术语 投加量 向水中加入氯气的量； 单位：ppm 或mg/l 耗氯量

10、 水中微生物、有机物和某些无机物所消耗掉的氯气量。耗氯量同时间有关。 单位：ppm 或mg/l 残余量 在某一时间测到的水中剩余氯量。通常称为余氯。以抑制水中残存的细菌再度繁殖。 单位：ppm 或mg/l 残余量 = 投加量 耗氯量滤前加氯和滤后加氯 滤前加氯：也称原水加氯，其加氯点一般选在取水泵与反应池之间的管道上，与混凝剂一起投加。作用： 1、改善净水构筑物的工作条件，防止在沉淀池、滤池中滋生藻类。 2、延长氯的接触时间。 3、提高混凝效果，起到助凝的作用。 滤后加氯也称清水加氯，其投加点设在滤池与清水库之间的管道上。作用： 1、补充原水加氯不足，杀灭水中的细菌，大肠杆菌及病原菌，保证消毒

11、杀菌效果。 2、保证管网中的余氯量达到国家规定。 我国生活饮用水标准中规定出厂水自由性余氯不低于0.3 mg/l，在管网末梢不低于0.05 mg/l。加氯设备：ZJ型转子加氯机1旋风分离器2弹簧膜阀3控制阀4转子流量计5中转玻璃罩6平衡水箱7水射器加氯设备：真空加氯系统真空加氯系统设备 自动真空加氯系统通常有加氯歧管、自动切换装置、液氯蒸发器（加氯量小时可以不用）、减压过滤装置、真空调节器、自动真空加氯机和水射器等主要部件组成。在真空状态下，将氯气从气源输送至投加点，系统工作时依靠水射器所产生的真空作用，将加氯机内真空减压阀处密封顶针打开，氯气进入加氯机与水混合后投加。当一组氯瓶用完后，自动切

12、换，使用备用氯瓶。 真空加氯一改传统的正压投氯工艺，安全可靠，且加氯机计量准确，出氯稳定，并便于实现全过程自动控制。安全用氯 空气中氯气含量卫生安全指标 必 备 安 全 设 备 个人安全防护用具 氯 库 布 局 氯气安全规程 氯气泄漏首次急救 （一）空气中氯气含量卫生安全指标 氯气安全规程GB11984-89规定： 使用氯气的作业场所空气中氯气含量最高允许浓度为-1ppmpart per million 的缩写 百万分之一 1ppm=1mg/L=110-6 常用来表示气体浓度，或者溶液浓度。 质量浓度表示法：每立方米空气中所含污染物的质量数，即mg/m3 体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含

13、污染物的体积数，ppm 0.020.2ppm: 最低可检测到的气味 1ppm： 数小时轻微泄漏迹象 4ppm： 吸入一小时不会产生严重损伤 5ppm： 几分钟后呼吸困难、有毒害 15ppm： 刺激喉咙 30ppm： 引起咳嗽 1000ppm： 迅速致命 （二）必 备 安 全 设 备 二套正压型空气防毒面具用于泄漏场合工作： 一套置于氯库外具有明显标识便于接近的场合 一套置于氯库立即需即可接近的场合 逃生防毒面具： 防护服、安全帽、防护眼镜、手电筒等 （三）个人安全防护用具 常用的防毒面具有过滤式和隔绝式两大类。 隔绝式防毒面具分为氧气呼吸器和空气呼吸器 两种。 目前制水部各单位使用的是AHG-2型氧气呼吸器（四）氯 库 布 局 储存和使用氯气的场合，门必须是向外推开，并配有紧急保险把手。 在氯库进口处设置紧急声光报警器。 排风扇应该有足够能力在每分钟更新空气。 在泄漏发生时，装备漏氯检测器和氨水瓶以帮助查漏。 装备氯气安全规程规定的“常备抢修器材”。 装备起吊能力2000kg的吊杆及电动吊车。（五）氯气泄漏首次急救 将受伤者从污染区域抬出 给受伤者保温，将头和肩部抬起置于斜倚位置 如果必要进行人工呼吸 尽快输送氧气或者新鲜空气 立即送往医院急救 将眼皮翻开用水冲洗眼睛15分钟 立即送往