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1、市政给水深度处理理论与技术,强化混凝工艺与技术,lisun99,给水处理工艺流程升级改造,常规处理,预处理,深度处理,消毒,强化混凝 预氧化技术 强化沉淀与气浮 强化过滤技术,水厂升级改造技术,常规工艺强化技术,预处理技术,预氧化技术、生物处理技术,深度处理技术,活性炭过滤、膜分离技术、离子交换技术,常规混凝工艺介绍,1 混凝的定义,凝聚(Aggregation):投加混凝剂后水中的胶体失去稳定性，胶体颗粒互相凝聚，结果形成众多的“小矾花”。 絮凝(Flocculation):凝聚过程中形成的“小矾花”通过吸附、卷带、架桥等作用，形成颗粒较大絮凝体的过程。,混凝(Coagulation): 是
2、凝聚、絮凝两个过程的总称。是水中胶体粒子及微小悬浮物的聚集过程。,2 混凝工艺的处理对象,表：按粒径大小天然水体中的杂质分类,微小悬浮物和胶体杂质,3 混凝工艺的作用,混凝所处理的对象，主要是水和废水中的微小悬浮物和胶体杂质。混凝的作用：破坏胶体的聚集稳定性，使胶体脱稳、聚集、易沉淀析出。,作用条件：水温、水的pH值和碱度、混凝剂、水力条件、原水水质等 作用机理：双电层压缩机理、吸附电中和机理、吸附架桥机理、沉淀物网捕机理 作用结果：增大颗粒粒径、改善颗粒比重或密实度,显微镜下观测到的藻类在混凝前后的外形图 （左）混凝后 （右）混凝前,混凝对颗粒沉降速率及途径的影响,4 混凝工艺基本流程,一、
3、无机混凝剂,常用混凝剂与助凝剂,二、 人工合成高分子混凝剂 阴离子型：主要含-COOM(M为H+或金属离子)或 -SO3H的聚合物，如阴离子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚苯乙烯磺酸钠（PSS）等。 阳离子型：主要是含有-NH3+、-NH2+和-N+R4的聚合物，如阳离子聚丙烯酰胺（APAM）等。 非离子型：所含基团未发生反应的聚合物。如非离子型聚丙烯酰胺（NPAM）和聚氧化乙烯(PEO)等。,常用有机混凝剂与助凝剂,聚丙烯酰胺 简称PAM，又称三号混凝剂，PAM的分子结构通式为： PAM是线状水溶性高分子，其分子量在300-1800万。 阴离子聚丙烯酰胺(CPAM) 阳离子聚丙烯酰胺（APAM）
4、非离子型聚丙烯酰胺（NPAM） 两性离子型聚丙烯酰胺（NPAM）,一、混合方式与混合设备 使药剂能快速、均匀地分散到废水中。 快速：是因混凝剂在废水中发生水解反应的速度很快，需要尽量造成急速扰动以生成大量细小絮体，并不要求生成大颗粒； 均匀：是为了化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。 混合方式分为水力混合和机械混合。 常见方式： 管式混合 水泵混合 机械混合 其它方式,常用混凝工艺与设备,水力絮凝反应设施 改变絮凝构筑物结构，通过流动过程中的阻力将水流自身能量传递给絮凝体，增加颗粒接触碰撞和吸附机会，在絮凝过程中产生一定水头损失。不能适应水质、水量变化。,机械絮凝反应设施 通过电机带动叶片搅
5、拌，使水流产生一定的速度梯度，将能量传递给絮凝体，增加颗粒接触碰撞和吸附机会。可随水质、水量变化随时改变转速， 以保证絮凝效果，能应用于任何规模水厂。,隔板絮凝池 折板絮凝池 栅条絮凝池 穿孔旋流絮凝池,水平轴搅拌絮凝池 垂直轴搅拌絮凝池,常用絮凝设施,强化混凝工艺介绍,1 改善水力条件 增加混合强度 改进混合设施 采用机械搅拌 2 改善药剂 增加投加量 调节pH值、水温、碱度等反应条件 增加助凝剂 使用新型混凝剂 3 改善工艺 增加预处理技术 改建高效混凝设备 污泥回流技术 混凝剂投量的自动检测控制,强化混凝的常规处理技术,强化混凝的目的,混凝条件的改善与高效混凝设备,高效混合设备 机械搅拌
6、具有较大的适应性，但对设备质量要求高 网格絮凝、折板絮凝等,数学模型法 流动电流 PDA（透光率脉动检测） 显微摄像观测,混凝剂投量的自动检测控制,采用混凝自动控制技术,预氧化措施的目的,除藻 消毒 除色 分解嗅味有机物 强化混凝 (破坏有机物对胶体的保护作用) 降解农药 氧化铁锰 生物稳定性,污泥回流技术,污泥回流的技术优势： 1. 水质和水量适应性、水处理效能、抗冲击负荷等均显著提高，出水水质改善。 2. 自用水量减少；污泥量减少； 3. 污泥特性改善：沉降特性、脱水特性等，污泥处理成本降低。,污泥回流技术,污泥回流的技术优势： 1. 水质和水量适应性、水处理效能、抗冲击负荷等均显著提高，
7、出水水质改善。 2. 自用水量减少；污泥量减少； 3. 污泥特性改善：沉降特性、脱水特性等，污泥处理成本降低。,污泥处理,高分子 聚合物,原水,混凝剂,反应池,沉淀池、澄清池,澄清水,污泥排放,污泥活化,污泥回流,污泥浓缩,混合,污泥活化处理,污泥活化处理流程： 浓缩污泥助剂活化回流 回流污泥量： 处理水量的2%左右，可调节； 污泥活化特点： 1. 特性改善：凝聚特性、吸附特性、沉降特性、脱水特性等，有助于混凝过程和混凝效果； 2. 回流污泥量可控； 3. 可去除有机污染物。,回流技术 回流：将沉淀区沉积下的污泥或其他沉淀物部分回流到沉淀池前段，以人为地： 提供凝聚核心 增加反应区SS浓度 加
8、强絮凝效果 回收部分药剂。,Turbo-LME高速沉淀池,Turbo-LME高速沉淀池是由德国帕萨旺公司开发的一种专利技术。 工艺流程由反应区、熟化区、斜板沉淀区、污泥浓缩区、污泥循环区及外部加药区组成。 通过污泥回流和改善水力条件等方法对常规混凝工艺进行强化，采用斜板沉淀及一体式浓缩池，提高沉淀效率，减少了占地面积，产生高含固率浓缩污泥有利于沉淀前的 “强化混凝”预处理。 适用于饮用水、生活污水、工业废水和雨水等多种水体的处理。,Turbo-LME高速沉淀池,微砂回流：将沉淀池底部的含砂污泥连续地回流到沉淀系统前段的注射池内。微砂颗粒的密度与形状增加了絮凝和沉淀的效率，絮凝物沉淀的速率足以产
9、生高速沉淀。由于其沉淀速度可以大大提高，节约占地和投资，效率高。 混凝阶段（混凝剂投加） 絮凝和注砂阶段（高分子絮凝剂和微砂投加） 熟化阶段 高效斜管沉淀阶段,微砂高效沉淀池,SLUDGE 污泥,HYDROCYCLONE 水力旋流器,POLYMER 高分子聚合物,RAW,WATER 原水,COAGULANT 混凝剂,COAGULATION 混凝槽,INJECTION 注射槽,MATURATION 熟化槽,TUBE SETTLER,WITH SCRAPER 带刮泥机的沉淀槽,CLARIFIED,WATER 澄清水,BALLASTED FLOCS,进入水力旋流器的含砂絮凝物,MICRO-SAND
10、微砂,MICRO SAND RECIRCULATION PUMP,混凝剂与助凝剂的发展,一、混凝剂研究发展方向 有机高分子混凝剂 天然有机高分子混凝剂：如壳聚糖及其改性产物、淀粉改性 聚丙烯酰铵改性产品：阴离子型、阳离子型、非离子型、两性 无机混凝剂 无机复合混凝剂的研制，如：聚硅酸铝、聚硅酸铁、聚硅酸铝铁 微生物絮凝剂。,二、助凝剂的应用 A、pH调整剂：调节废水的pH符合混凝处理工艺要求。常用石灰、硫酸、氢氧化钠等。 B、絮凝结构改良剂：投加絮体结构改良剂以增大絮体的粒径、密度。常用骨胶、活化硅酸、海藻酸钠、粘土、水玻璃、PAM等。 C、氧化剂：有机物含量高，易起泡沫，絮凝体不易沉降。投加
11、氯气、次氯酸、臭氧等分解有机物，使胶体脱稳，还可将Fe2+转化成Fe3+,以提高混凝效果。,混凝剂与助凝剂的发展,高锰酸钾及其复合物的应用,主要通过高锰酸钾及其复合物的氧化作用，改变颗粒的自然状态和水中某些还原性金属离子的电荷，从而使颗粒凝聚而易于沉降和后续处理。 主要作用机理： 1. 破坏有机物涂层 2. 新生态水合二氧化锰的作用 增加絮凝粒子浓度；水合二氧化锰吸附作用 3. 高锰酸钾及其复合药剂对水中浮游生物的抑制作用 抑制运动活性；促使其分泌生化聚合物质,高铁酸盐的应用,高铁酸钾具有强氧化性，可以选择性地氧化水中的许多有机物，主要包括不饱和有机物和含氮有机物。 还可以对消毒副产物有效去除
12、。 具有良好的杀菌效力（高于氯，且适用pH广） 。 对混凝的影响途径： 1. 高铁酸钾水解生成具有带高价态正电荷聚合产物。 2. 反应产物Fe(OH)3沉淀吸附水中的而从溶液中去除。,微生物絮凝剂的应用,利用生物技术，通过微生物的发酵、抽取、精制而得到的一种新型、高效、廉价的水处理剂，是一种无毒的生物高分子化合物，被称为第三类絮凝剂。 作用机理 1. 压缩双电层；2.电性中和；3.吸附架桥；4.卷扫和网捕 种类 1. 直接利用微生物细胞的絮凝剂：细菌、霉菌、放线菌和酵母 2. 利用微生物细胞提取物的絮凝剂：如细胞壁的葡聚糖、蛋白质等 3. 利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂：主要是的荚膜、黏液质，还有多糖等 特点： 高效、无毒、可消除二次污染、絮凝广泛、脱色效果独特,
