水处理工程一-第2章水混凝

第1节混凝的去除对象混凝去除对象：尺寸范围：水处理中主要杂质：混凝目的：混凝剂沉淀工艺以地面水为水源的给水处理工艺：原水

混凝

沉淀

过滤

饮用水混凝沉淀过滤废水深度处理：二级生物处理出水1637年1884年1.胶体性质2.混凝剂在水中溶解与形态混凝过程：3.胶体与混凝剂的相互作用第2节胶体的性质一、胶体的稳定性动力学稳定性：稳定性：1微米的颗粒沉淀10厘米需要20小时。憎水胶体：亲水胶体：二、胶体双电层结构粘土=-15~-40mV细菌=-30~-70mV电位形成离子异号电荷动电位吸附层扩散层三、DLVO理论EA<Emaxx>oa

稳定x>oc

二次凝聚x<oa

一次凝聚EREE1

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1938

年）DLV荷兰（1941年）ODLVO理论胶体的凝聚：加入电解质第3节水的混凝机理与过程一、硫酸铝在水中的化学反应6个配位水分子(八面体)水解过程（配位水分子）：水解需要的碱度：水中碱度不足时，投加石灰。CaO

+

H2O

Ca(OH)2石灰投加量：[CaO]=3[a]-[x]+[][CaO]：纯石灰投加量,

mmol/L[a]：混凝剂投量，mmol/L；[x]：原水碱度,

mmol/L[]：保证反应顺利进行的剩余碱度，一般取0.25-0.5mmol/L缩聚反应：高价聚合离子…电荷升高，聚合度增大H2OH2OH2OH2OAlOHOHH2OH2OH2OH2OAl产物包括：在水与废水中体系复杂（大小、成份）胶体化学单一体系二、水的混凝机理带－电胶体.

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1\1．压缩双电层理论根据DLVO理论子电临界电位凝聚能力离子价数6该理论不能解释：2.吸附-电性中和作用机理+聚合+

高分子＋3．吸附架桥机理（链状高分子聚合物）使小胶体变大（絮凝）4.网捕或卷扫机理在实际水处理过程中，往往是四种机理综合作用。目前仅限于定性描述，有关定量研究近年也已开铝盐可能的混凝机理天然水体一般pH=6.5-7.8三、混凝过程1.凝聚（coagulation）胶体电位――胶体脱稳――脱稳胶体凝聚――生长成d=10的小矾花（Floc）混合设备2.絮凝（flocculation）脱稳胶粒

生长成大矾花(Floc)（可以通过沉淀去除）d=0.6-1.2mm絮凝设备中完成第4节混凝剂和助凝剂一、混凝剂(Coagulant)无机混凝剂铁盐形成的絮体比铝盐絮体密实，但腐蚀性强，有颜色。B

（碱化度）机理：聚合氯化铝PAC：[Al2(OH)nCl6-n]m铝聚合物形态对混凝的影响？六元环Al13配位12个6配位人工有机混凝剂------通常起絮凝剂作用：天然：非离子型：聚丙烯酰胺（PAM）pH>10条件下水解COO－阴离子型（HPAM）水解度：30－40％有机高分子单体的毒性问题。有些国家严格规定不得超过0.05%。发展方向：无机复合聚合物混凝剂传统无机约占20%，无机聚合物占70%，有机约占10%。无机－有机复合聚：高分子絮凝剂：二、助凝剂（结合混凝实验>酸碱类：加大矾花粒度和结实性：氧化剂类：第5节混凝动力学1.胶体性质2.混凝剂在水中溶解与形态混凝过程：3.胶体与混凝剂的相互作用碰撞是混凝的首要条件一、异向絮凝(perikinetic

flocculation)颗粒的碰撞速率凝聚速度：只与颗粒浓度有关，与颗粒尺寸无关。粒径大于1m，布朗运动

。二、同向絮凝(orthokinetic

flocculation)碰撞速率GG速度梯度按照牛顿定律＝GG

p

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甘布公式ghTG

也称为甘布公式水力搅拌pV＝gQh但存在问题：微涡旋理论大涡旋小涡旋水的粘性影响增强，从而产生能量耗散。与颗粒尺度相当的涡旋才会引起碰撞由于小涡旋也是做无规则的脉动，参考类似异向絮凝中布朗扩散造成的颗粒碰撞N0＝8dDn2015N

8

Gd

3n2G＝(p/)1/2有效三、混凝控制指标混合设备絮凝设备混合（凝聚）过程(Mixing):絮凝过程：GTC指标有关混凝动力学指标还需进一步研究。第6节混凝影响因素水的特性：混凝剂种类：水力条件：一、水温对策：二、pH及碱度三、水中杂质浓度对策：“低温低浊”----混凝四、混凝效果的评价混凝烧杯试验（Jar

test）——6联搅拌机最佳混凝剂投加量不同混凝剂效能的比较不同水和废水的混凝效果混凝影响因素（如pH值、水中杂质等）助凝剂的效果……混凝实验自行设计方案混凝实验目的：具体题目：第7节混凝设备一、混凝剂的配制与投配2．计量与投加方式计量：投加：532＿＿10

＿8图15-9

泵前投加1一溶解池；2一提升泵；3一溶液池；4一恒位箱；5一浮球阀；6一投药苗嘴；7一水封箱；8一吸水管；9-.-水泵；10一压水管通气管密封瓶口

＿

溶液箱空气管r流董标尺虹吸管,I

III

U掖位

器密闭投药箱■

■■空气泡＋II药剂I

II，•II溶液，＼恩.I..J

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流U漏斗图3·-3-

19虹吸定轨投配装投加量自动控制数学模型法：现场模拟试验法：流动电流检测器（SCD）：絮凝监测器：二、混合设备水泵混合：管式混合：机械混合：管道原水.

'

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混合单元体静态混合器图3--24静态混合器：连续的可逆、绕流和分流元件提供的分散能力与元件数成正比原水投药套管塑料管支架原水管图15-15扩散混合器三、絮凝设备lr

'接沉淀池6＿＿＿．一、_uL一进水进水管t进水管f图15-17回转式隔板絮凝池i

i往复式总水头损失回转式的水头损失v2

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lih＝hi特点：构造简单、管理方便，但絮凝效果不稳定，池子大。适应大水厂设计参数：2.折板絮凝池3.

机械絮凝池速度梯度应递减。调节容易，效果好，大、中、小水厂均可但维修是问题。4423nD8

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每根旋转轴全部浆板所耗功率：4.

不同型式组合絮凝池第8节混凝的应用一、给水处理以地面水为水源的给水处理工艺：原水

混凝

沉淀

过滤

饮用水二、废水处理1.工业废水：印染废水