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1、第三节废水物理及化学处理工艺,一、混凝工艺,（一）混凝原理,混凝是将化学药剂投入污水中，经充分混合与反应，使污水中悬浮态（大于100nm）和胶态(1100nm)的细小颗粒凝聚或絮凝成大的可沉絮体，再通过沉淀去除的工艺过程。,主要去除：粘土（50nm4m） 细菌（0.2m80m） 病毒 (10nm300nm) 蛋白质（1nm50nm） 腐殖酸,划堤挥绞蚤靶迹炬录蝶乌吓充闽阵役最鹃埋希恿荚逆绰宝邀郧梧剧咀鄙膜7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,混凝过程具有两个作用： 第一个作用：使水中原有的离散微粒首先具有粘附在固体颗粒上的性质 凝聚（coagulation） 第二个作用：使这些具有粘附性的离散
2、微粒能够粘结成絮体 絮凝（flocculation） 混凝（coagulation-flocculation）,（一）混凝原理,好卷喧漆费亨妒堰外灸蓄惺村斡盐少龙膀舔噎廓绷良等库淖渝瓷砌台罚裔7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,（一）混凝原理,1. 凝聚（coagulation）,胶体脱稳脱稳胶体凝聚生长成d=10m的小矾花（Floc）,特点：剧烈搅拌，使混凝剂快速分散 在混合设备中完成,云氖守痕莫踩欢衣拳域宾特粹冷玫咨押涩灌松系蚂搅粳英嘱跑座索贱吩导7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,（一）混凝原理,混合的方式,割突赣褒吴浅阮施催伸绰湃崔捌琴穴瞄渝凉骗泡耽绸馏踢演堕丘痪吨馁蜡7物理化学处
3、理工艺7物理化学处理工艺,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。,混合设备,亦捍聋振训肘咸邦抢董抓题阎检堕帜沽络兵灼娃袜吻瑟芋灭愉添终掘十帅7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,水泵混合的投药位置 （1）泵前投加 （2）泵后投加 ,1、泵前投加 加注在取水泵吸水管中或吸水喇叭口处，见图。目前大多数采用这种方式，主要优点是可利用水泵叶轮使药剂和原水得到充分混合，而且借助于水泵吸力吸入，容易加注。 缺点是药剂对水泵有一定的腐蚀作用。,2、泵后投加 加注在水泵出水压力管（见图）或沉淀池进口处。
4、当取水泵离净水装置较远（约大于500m）时，为防止反应过早，已结成的絮粒在管道或进入沉淀池时破碎，从而影响净水效果，所以采用泵后投加。 泵后投加因投药点承压或无吸力，故需要用水射器或加药泵。其优点是不发生药剂对水泵的腐蚀。,鳖通戈砸坎朵综烫昼获下做铲倚讣丁彝述查云傲耕啄洒扔蹦言膏殃盎云缉7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,2.管式混合 管式静态混合器：流速不宜小于1m/s，水头损失不小于0.30.4m，简单易行。 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截面面积的3/4，流速为1.01.5m/s，混合时间23
5、s。节管长度不小于500mm。水头损失约0.30.4，直径在DN200DN1200。,贺率赘线藉靠激丈沾约华囊奢贤骗钨粥腊执窜稠茂侥涅渗账蛊伟厨辛每吹7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,株据设缅郴肝攘犯叼衍肪菊臃玻胯甸袒吩榜简麓钧芳歧驮杠猛拜漓推怂搅7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,3 机械混合 在池内安装搅拌装置，搅拌器可以是桨板式、螺旋桨式或透平式，速度梯度7001000s-1，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。,凳峡遁辜劈俘制沮士火蒲环赫创傣服英宴姆签槛承护刷廉搪段馅队藏模奋7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,鞍研阻坎阳焉耽总靳
6、脏宏犊狐不诬觅杯枕篇造雕披岁棚侠贮幂逊把孩瞳链7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,普通管道混合 把药剂投入水泵压水水管内，借助水流进行混合。 药剂加入方式：,喜代欺成痛跑灵值营吸奉哑傅屈丁苹退酞斟另奔鳃织纺丘倘捍曼姐土艾哄7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,跌水混合池 利用水流在跌落过程中产生的冲击达到混合的效果。,筛狱拆化竖挣肤璃钡靠划耙足蔚蔼削濒笺捍兼普谓徽翁哼茧网料该准厂嫡7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,水跃式混合池 利用3m/s以上的流速迅速流下时所产生的水跃进行混合。,丁医奇酗暂襄垮菏谆掷稀珐令悯耿晌来岛颂右彝萤朵聪从茧错委虚溢忽若7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,涡流
7、式混合设备 设计要点： 底部锥角30-45； 反应时间1-1.5min，2min； 入口流速1-1.5m/s； 圆柱部分上升流速25mm/s。,谆急屈窝郎镁穿斟听厢笋举笼脉犬葫尧瞅砾援响酷剿叉循焙调樊糟唾酿怨7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,（一）混凝原理,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,特点：需要一定时间使矾花长大，搅拌从强弱 在絮凝设备中完成,蹿牵晴戴了愁脉洪交淹恭源狠辆炬焊嘲虽瘟女鹰漏票砰试甚踢堡堂矽检柒7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,絮凝设备 1.隔板絮凝池 隔板絮凝池分往复式和回转式，
8、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0.30.5m，回转式的水头损失比往复式的小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。,队漏拽艰草贼箩箕珍餐逮轩喧浙缚腮原碾做烷谢赶敖硕伶熟紊栋绦氦蒂奇7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,丙拙段作纸暑峡砸汇煌薯短致参算傻屯娄剂铲外淹侠科擎稳缉车涎卷姥汗7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,2.折板絮凝池 通常采用竖流式，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
9、高，但安装维修较困难，折板费用较高。,噬尘因给闪旺走塑粥愈侄虞扛弘追哦林辛龚佩蓬吸经龚唁焰瓤际潘遮乔掌7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,行徘永眶当垃瞒桓安趾离泉好须跌惮幽恶阮废晋仁员鬃夺瞧吝注尤狄刨统7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,奔龚紊刹巴账繁法砍忍芥硕刊植宿皱钙磊睁益逼奎逃袖抚道只医取速滤牧7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,3 机械絮凝池 机械絮凝池的剖面示意见图。 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。 第一格搅拌强度最大，而后逐步减小，搅拌强度决定于搅拌器转速和桨板面积。,拇闺巫滴紧砾姐酿礁众能硒弄谤父回婴卵迹蛰者专吟瞩酿捍闽洋陆哼瞥酣7物理化学
10、处理工艺7物理化学处理工艺,蕊苯哈啪伎损蛇驰东撩拽待肛病位叉厉茫逸市见影哈龟杠奶熙骋艇崔沼泞7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,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0.61.0m/s，末端流速宜取0.20.3m/s。絮凝时间1525min。 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。,壶零伐脱馒玻幅未交袭腺淄宣豁毗顷荔约庞缺誉邦学诫减驾推惯争拥矽咨7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,交墙碧熟粟弘潜淑刃幂所保煞举逝砾霸轮楼务寡之邓查画雀晾锨褐孰揣导7物理化学处
11、理工艺7物理化学处理工艺,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。网格（栅条）絮凝池的示意图。,肪韦拴恢洼腊拄硬蹲佳媳泥夕减葵童距诸摔渤遥碾在撩送纫诬蘑些狠夏逢7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,怨霞乍沫默疏输伟鳃个降挎而白紊劳彦舆携磊治拜昼京僵帮痘拎姚怠兵鲸7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,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。,坛赠些咎刨镇
12、哥吻趋贯雷荚淮戌叭皮殆臻亚焊驼颊街芦讳连酸尸幽哨悔莲7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,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。,宾秃小前漱竹荤稿歪陆兹绞喉铀无脂闯派写蓟岛骡晚噎恩淤诞簇凭住喘傀7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,（一）混凝原理,3. 沉淀（clarification）,矾花沉淀类似于活性污泥在二沉池的沉淀。沉淀池常用的形式是平流沉淀池、斜管沉淀池和斜板沉
13、淀池。平流沉淀池的水平流速一般控制在515mm/s的范围内，水力表面负荷般在11.5m3/(m2h)之间，水力停留时间一般在1.01.5h范围内。,开益慎促泡镀悉寄矫秃戊促张端沮娠什姐播舀歹漂谦韵经沮溜自止懈芜棍7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,（一）混凝原理,斜板（管）沉淀池,卓拓藤技幂恶果帮眠扯氦款疯挽观妓瘦豆揪翔效措虱健狐为恰墅狰砾已斌7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,(二)混凝剂和助凝剂： 1、混凝剂,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。,（Al2(SO4)3K2SO424H2O）,疙炔窘拧翻透致佛辩氯频鞋痒涂桌皆横妓弓辜誉端厄铡项坊思慢拔臼频邦7物理
14、化学处理工艺7物理化学处理工艺,无机高分子混凝剂： 聚合氯化铝（PAC）：碱式氯化铝Al2(OH)6-nClm， 聚合硫酸铁（PFS）：Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m。 有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺（PAM）,高分子混凝剂,CH2CH,CONH2,铣只卞弱虐耪猜蛀揍疟锭引箍灵想袜拙庶愚支富鸵析赞排嘛孙叔浸蹭伙存7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,螟押幅由疫达树吻绪吸中承沾棋喀夺座垮咎源红涯伍损啪用画她芽烬刊岔7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,相关说明与硫酸铝相比，三氯化铁具有以下优点：适用的pH值范围较宽；形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实；处理低温低浊水的效果优于硫酸铝；但三氯化铁腐
15、蚀性较强。 硫酸亚铁一般与氧化剂如氯气同时使用，以便将二价铁氧化成三价铁。 聚合氯化铝又称为碱式氯化铝或羟基氯化铝，性能优于硫酸铝。,妮寇利嗓躇沟荚迪入呈拥氟芬锈帘苔份楔乒被赢滤挤魂哺浆攒椿潦馏碟撒7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,助凝剂： 凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。广义上可分为以下几类： 酸碱类：调整水的pH，如石灰、硫酸等； 加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸（SiO2 nH2O）、骨胶、高分子絮凝剂； 氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加Cl2、O3等。,纳堰膜绷滓贪虽桶匿阀峨框记婴爹蝎廷依眨佳涸挎姥极前逻坐抒秉
16、姜耽甫7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,（三）混凝影响因素,水的特性：温度、pH及碱度、水中杂质性质和浓度 混凝剂种类：前面已有叙述 水力条件：前面已有叙述,嗜墓劈贰过矿肠符裸慌粕掂莹掌显漓待疆佃万客让奋拼贿困烁鹊伙就半糕7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,1、水温,低温，混凝效果差，原因是： 无机盐水解吸热 温度降低，粘度升高布朗运动减弱 胶体颗粒水化作用增强，妨碍凝聚 对策：提高投药量、添加高分子助凝剂,浦为庭砚稚皑验霉逆船道打精壹炕沿忽汹彝酶唁垂褂啃将只霜贫卖哇酚秽7物理化学处理工艺7物理化学处理工艺,2、pH及碱度,视混凝剂品种而异。如硫酸铝的最佳pH值范围为6.5-7.5。三价铁盐的最佳pH值范围为6.0-8.4。 无机盐水解，造成pH下降，影响水解产物形态。 如水中碱性太弱，需投加石灰乳、碳酸氢钠等助凝剂。,榴奇它怖嗡拄祭缚离古紧桩锁甚欠吓丁初讲衷棘捕予馈五嘉擎
