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1、第三讲第三讲 混混 凝凝 工艺工艺第三讲第三讲 混混 凝凝 工艺工艺授课教师：鲁金凤南开大学环境科学与工程学院南开大学环境科学与工程学院2.4 2.4 影响混凝效果的主要因素影响混凝效果的主要因素影响混凝效果的因素很多影响混凝效果的因素很多主要包括主要包括：影响混凝效果的因素很多影响混凝效果的因素很多主要包括主要包括：影响混凝效果的因素很多影响混凝效果的因素很多，主要包括主要包括：影响混凝效果的因素很多影响混凝效果的因素很多，主要包括主要包括：原水性质原水性质原水性质原水性质，包括，包括，包括，包括水温、水温、水温、水温、pHpH和碱度、和碱度、和碱度、和碱度、杂质性质和杂质性质和杂质性质和杂
2、质性质和 浓度浓度浓度浓度等；等；等；等；投加的投加的投加的投加的凝聚剂种类与数量凝聚剂种类与数量凝聚剂种类与数量凝聚剂种类与数量；投加的投加的投加的投加的凝聚剂种类与数量凝聚剂种类与数量凝聚剂种类与数量凝聚剂种类与数量；使用的使用的使用的使用的絮凝设备絮凝设备絮凝设备絮凝设备及其及其及其及其相关水力参数（相关水力参数（相关水力参数（相关水力参数（G G值）值）值）值）。混混混混 凝凝凝凝混凝剂在水混凝剂在水混凝剂在水混凝剂在水凝凝凝凝胶体与混凝剂胶体与混凝剂 的相互作用的相互作用胶体性质胶体性质中的水解中的水解胶体与混凝剂胶体与混凝剂 的相互作用的相互作用胶体性质胶体性质中的水解中的水解2.
3、4.1 2.4.1 水温影响水温影响水温影响水温影响水温水温水温水温低低低低时，时，时，时，增大混凝剂投量增大混凝剂投量增大混凝剂投量增大混凝剂投量也也也也难以获得良好难以获得良好难以获得良好难以获得良好 的混凝效果的混凝效果的混凝效果的混凝效果的混凝效果的混凝效果。的混凝效果的混凝效果。无机盐混凝剂水解是吸热反应，低温无机盐混凝剂水解是吸热反应，低温水解困难水解困难水温低时，粘度升高水温低时，粘度升高聚集稳定性增强原原原原布朗运动减弱，碰撞机率变小布朗运动减弱，碰撞机率变小水流剪力增大，影响絮体成长水流剪力增大，影响絮体成长水温低时，胶体颗粒水化作用增强，水温低时，胶体颗粒水化作用增强，水化
4、膜变厚水化膜变厚水温低时，水的水温低时，水的pH值提高，混凝最佳值提高，混凝最佳pH也提高也提高聚集稳定性增强原原原原因因因因颗粒粘附强度减弱低温水低温水混凝特点混凝特点凝聚效果差凝聚效果差絮凝体形成缓慢絮凝颗粒 细小、松散絮凝体形成缓慢絮凝颗粒 细小、松散凝聚效果差凝聚效果差2.4.2 2.4.2 水的水的水的水的pHpH和碱度影响和碱度影响和碱度影响和碱度影响 pHpH值值值值和和和和碱度碱度碱度碱度的区别的区别：的区别的区别：pHpH值值值值和和和和碱度碱度碱度碱度的区别的区别：的区别的区别：pHpH值：值：值：值： H+浓度指数的数值p p 碱度：指水中吸收质子吸收质子的能力，水中的碱
5、度主要 由HCO3-、CO32-、OH-组成33水的水的水的水的pHpH值对混凝效果的影响程度，与混凝剂种类有关。值对混凝效果的影响程度，与混凝剂种类有关。值对混凝效果的影响程度，与混凝剂种类有关。值对混凝效果的影响程度，与混凝剂种类有关。p p 铝盐、铁盐的水解铝盐、铁盐的水解铝盐、铁盐的水解铝盐、铁盐的水解pHpH范围不同。范围不同。范围不同。范围不同。pHpH值的影响值的影响值的影响值的影响直接影响混凝剂水解产物的存在形态直接影响混凝剂水解产物的存在形态最佳最佳最佳最佳 pHpH值值值值混凝效果好，混凝剂用量少混凝效果好，混凝剂用量少2.4.2 2.4.2 水的水的水的水的pHpH和碱度
6、影响和碱度影响和碱度影响和碱度影响1）混凝剂的水解作用使水质偏酸性，会腐蚀管道；混凝剂水解的附带问题混凝剂水解的附带问题：2） HCO3-+H+CO2+H2O；气泡粘上絮体使絮体上浮预先水解，预先水解，预先水解，预先水解， 不让水解消耗不让水解消耗不让水解消耗不让水解消耗碱度碱度碱度碱度碱度的作用碱度的作用碱度的作用碱度的作用缓解金属盐混凝剂水解过程中产生的缓解金属盐混凝剂水解过程中产生的H+引 起的引 起的pH值值下下降降的的情情况，保证混凝况，保证混凝在在最最佳佳不让水解消耗不让水解消耗不让水解消耗不让水解消耗碱度碱度碱度碱度p 值降情值降情在佳在佳 pH条件下进行条件下进行碱度的影响碱度
7、的影响碱度的影响碱度的影响碱度不够碱度不够缓冲能力不足，混凝效果差缓冲能力不足，混凝效果差外加碱度：石灰外加碱度：石灰 碱度过量碱度过量溶出的溶出的Al(OH)4-会恶化混凝会恶化混凝石灰投量估算公式：石灰投量估算公式： CaO=3a x + （2-13）式中式中C O纯石灰纯石灰C O投量投量l/L 混凝剂投量混凝剂投量l/L式中式中，CaO：纯石灰纯石灰CaO投量投量，mmol/L； a：混凝剂投量混凝剂投量，mmol/L； x：原水碱度，按：原水碱度，按mmol/LCaO计；计；：保证反应顺利进行的剩余碱度， 一般取：保证反应顺利进行的剩余碱度， 一般取0.250.5mmol/L（CaO
8、）。）。2.4.3 水中悬浮物浓度的影响2.4.3 水中悬浮物浓度的影响低浊水低浊水颗粒间碰撞机率下颗粒间碰撞机率下 降降混凝效果差混凝效果差加高分子助凝剂加高分子助凝剂加粘土加粘土：增加混凝剂增加混凝剂悬浮物浓度悬浮物浓度 的影响的影响低浊水低浊水降降，混凝效果差混凝效果差加粘土加粘土：增加混凝剂增加混凝剂 水解产物的凝结中心投加混凝剂后直接过滤水解产物的凝结中心投加混凝剂后直接过滤的影响的影响高浊水高浊水混凝剂用量高混凝剂用量高加高分子助凝剂：聚丙烯酰胺加高分子助凝剂：聚丙烯酰胺 活化硅酸活化硅酸活化硅酸活化硅酸低温低浊水低温低浊水水处理领域的难题水处理领域的难题解决低温低浊水的措施解决低
9、温低浊水的措施解决低温低浊水的措施解决低温低浊水的措施增加混凝剂投量增加混凝剂投量加多了加多了，不行不行，Al3+超标超标目目前前增加混凝剂投量增加混凝剂投量加多了加多了，不行不行，Al 超标超标加加入入高分子助凝剂高分子助凝剂吸附架桥作用明显，但只对脱稳的吸附架桥作用明显，但只对脱稳的 胶体有作用胶体有作用对未脱稳的不起作用对未脱稳的不起作用前前仍未完仍未完全全加高分子助凝剂加高分子助凝剂胶体有作用胶体有作用，对未脱稳的不起作用对未脱稳的不起作用加入粘土加入粘土效果比较明显效果比较明显全全解决解决2.4.4 水中有机物浓度的影响2.4.4 水中有机物浓度的影响一类含有酚羟基酚羟基、羟羟腐殖酸
10、溶于碱溶液但酸化后可沉淀腐殖腐殖质质类含有酚羟基酚羟基、羟羟 基基、醇羟基醇羟基等多种官 能团多种官 能团的大分子缩合物大分子缩合物 质质，其分子量一般为富里酸 既溶于酸溶液也溶于碱溶液胶体表面电荷密度增加稳定性质质质质其分子般为 300到30000胡敏素不溶于酸、碱溶液水中的水中的天然有机物天然有机物胶体保护胶体保护阻碍了胶体颗粒间的结合碰撞 效率水中的水中的 有机物有机物 人工合成人工合成增加水中有机物的浓度增加水中有机物的浓度，效率人工合成人工合成 有机物有机物增加水中有机物的浓度增加水中有机物的浓度， 混凝很难去除混凝很难去除3mg/L TOC混凝剂投量增加混凝剂投量增加5 5倍倍3m
11、g/L TOC，混凝剂投量增加混凝剂投量增加5.5倍倍；7mg/L TOC，混凝剂投量增加，混凝剂投量增加10.2倍；倍；2.5 2.5 混凝剂的配制与投加混凝剂的配制与投加混凝剂沾水会潮解结块混凝剂沾水会潮解结块混凝剂混凝剂液体投加液体投加混凝剂沾水会潮解结块混凝剂沾水会潮解结块 混合不均混合不均碱度保护碱度保护防止絮体上浮防止絮体上浮混凝剂混凝剂 投加方式投加方式固体溶解后投加（为什么要先溶解，不直接固体固体溶解后投加（为什么要先溶解，不直接固体 投到絮凝池中投到絮凝池中）碱度保护碱度保护，防止絮体上浮防止絮体上浮投到絮凝池中投到絮凝池中）溶解设备溶解设备混凝土溶解池混凝土溶解池搅拌设备搅
12、拌设备 +机械机械搅搅压缩压缩空空水泵水泵搅搅水力水力搅搅搅搅拌拌空空气搅气搅拌拌搅搅拌拌搅搅拌拌拌拌2.5.1 2.5.1 混凝剂的溶解和溶液配制混凝剂的溶解和溶液配制混凝剂的溶解和溶液配制混凝剂的溶解和溶液配制溶解池容积溶解池容积溶解池容积溶解池容积WW1 1：1 1 WW1 1= =（0.20.30.20.3）WW2 2（2 2- -1414） 式中式中） 式中式中WW2 2为溶液池容积。为溶液池容积。为溶液池容积。为溶液池容积。2 2（2 2- -1515）cnaQ cnaQW41710001000100242 式中式中：式中式中：WW2 2溶液池容积溶液池容积，溶液池容积溶液池容积，
13、mm3 3式中式中：式中式中：2 2溶液池容积溶液池容积，溶液池容积溶液池容积， Q Q处理的水量处理的水量处理的水量处理的水量 mm3 3/ h/ h a a混凝剂最大投加量混凝剂最大投加量，混凝剂最大投加量混凝剂最大投加量，mg/Lmg/La a混凝剂最大投加量混凝剂最大投加量，混凝剂最大投加量混凝剂最大投加量，mg/Lmg/L c c溶液浓度，一般取溶液浓度，一般取溶液浓度，一般取溶液浓度，一般取5%20%5%20% n n每日调制次数每日调制次数，一一般不超过般不超过每日调制次数每日调制次数，一一般不超过般不超过3 3次次次次n n每日调制次数每日调制次数，般不超过般不超过每日调制次数
14、每日调制次数，般不超过般不超过3 3次次次次溶解池和溶液池的溶解池和溶液池的溶解池和溶液池的溶解池和溶液池的设计设计设计设计要求要求要求要求a）溶解池及溶液池底坡度不小于坡度不小于0.02， 池底应有排渣管排渣管，池壁须设超高设超高防止防止搅拌设计设计设计设计要求要求要求要求 池底应有排渣管排渣管，池壁须设超高设超高防止防止搅拌 溶液时溶液溢出溶液溢出；）溶解池及溶液池内壁需进行防腐处理内壁需进行防腐处理b）溶解池及溶液池内壁需进行防腐处理内壁需进行防腐处理。 一般内壁涂衬环氧玻璃钢环氧玻璃钢、辉绿岩、耐酸 胶泥贴瓷砖或聚氯乙烯板聚氯乙烯板等使用FeCl胶泥贴瓷砖或聚氯乙烯板聚氯乙烯板等，使用
15、FeCl3 时注意高放热现象高放热现象，不能用聚氯乙烯板，聚氯乙烯板， 会烧化会烧化；溶解池、溶 液池简图会烧化会烧化；c）溶解池溶解池溶解池溶解池一般一般一般一般建于地面以下建于地面以下建于地面以下建于地面以下，池顶一般，池顶一般，池顶一般，池顶一般 高于地面高于地面高于地面高于地面0 20 2左右左右左右左右溶液池可高架式设置溶液池可高架式设置高于地面高于地面高于地面高于地面0.2m0.2m左右左右。左右左右。溶液池可高架式设置溶液池可高架式设置， 以便能重力投加药剂， 以便能重力投加药剂。池周围应有工作台， 在池内最高工作水位处宜设最高工作水位处宜设溢流装置溢流装置在池内最高工作水位处宜设最高工作水位处宜设溢流装置溢流装置。2.5.2 2.5.2 混凝剂投加混凝剂投加混凝剂投加混凝剂投加 混凝剂投加设备包括计量设备混凝剂投加设备包括计量设备药液提升设备药液提升设备投药箱投药箱必必混凝剂投加设备包括计量设备混凝剂投加设备包括计量设备药液提升设备药液提升设备投药箱投药箱必必混凝剂投加设备包括计量设备混凝剂投加设备包括计量设备、药液提升设备药液提升设备、投药箱投药箱、必必混凝剂投加设备包括计量设备混凝剂投加设备包括计量设备、药液提升设备药液提升设备、投药箱投药箱、必必 要的水封箱以及注入设备等。要的水封箱以及注入设备等。要的水封箱以及注入设备等。要
