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1、混 凝,在给水处理中，向原水投加混凝剂以破坏水中胶体颗粒的稳定性，并在一定的水力条件下，通过微粒间的相互碰撞或聚集，从而形成易于从水中分离的絮状物质（生产中称为“矾花”）的过程，称为混凝。 混合和絮凝（反应）合称为混凝，也就是说，混凝分为混合和反应两个阶段。（一般有的资料也称凝聚和絮凝的合称）,混合 反应,我们一般把混凝剂迅速、均匀地分散到原水中，充分水解，从而使水中杂质脱稳凝聚，形成较小矾花的过程称为混合。 反应是指脱稳后的较小矾花在一定的水力条件下，通过吸附架桥作用，进一步结大，结成具有良好沉降性能的矾花的过程。但是这在实际生产中很难真正截然区分。,脱 稳,脱稳：向原水中投加一定量的混凝剂
2、，混凝剂提供大量的正电荷去中和、压缩胶粒的负电荷及扩散层，从而降低胶体颗粒的电位，改变其分散程度，使微粒失去稳定性的过程。 混凝阶段的处理对象，主要是水中的悬浮物和胶体杂质。它是净水处理中十分重要的环节。在生产实践中证明，混凝过程的完善程度对水质的后续处理影响很大。,混凝的机理,一、水中颗粒的稳定性 所谓胶体颗粒的稳定性，系指胶体颗粒在水中长期保持分散悬浮状态的特性。（盐水，糖水等真溶液；含黏土类胶体溶液沉降速度十分缓慢的在水处理领域也被认为是“稳定体系”）,混凝的机理,水中胶体颗粒具有稳定性的原因有三点（浑水不能静置变清的原因） 胶体微粒的布朗运动； 胶体颗粒间的静电斥力； 胶体颗粒表面的水
3、化作用。,混凝机理,二、混凝的机理 1、压缩双电层作用机理和吸附电中和机理（吸附层和扩散层） 在天然水中投加混凝剂后，等于提供了大量的正离子，正离子压缩扩散层促使胶粒间相互凝聚。 但是，当混凝剂投加量过大时，正离子含量过多，改变了胶粒表面的电性，使胶粒变成带正电的胶粒，使脱稳胶粒重新获得稳定。混凝效果反而不好。,混凝机理,2、吸附架桥机理 混凝剂水解成为不溶于水的正电胶体和许多中间高聚产物。这些正电胶体是长条形结构，体积比杂质的尺寸大很多，它象链条一样拉起来，在水中形成松散的网状物，由于表面积大，吸附能力强，不仅能吸附黏土，还能吸附有机物、细菌甚至摹写溶解物杂质，并用它的链状结构把杂质连接起来
4、称为绒体，好像架桥一样，绒体在形成和下降的过程中，还能相互粘结，最后形成矾花，这一过程称为。,混凝机理,生产中：混凝剂投加量小，不足以吸附架桥，过多形成胶粒保护。 3、沉淀物的卷扫和网捕作用 当某些混凝剂投加量很大时会产生大量的氢氧化物沉淀，可以卷扫，网捕水中胶粒以致产生沉淀分离，称。,混凝剂和助凝剂,混凝剂为了促使胶体颗粒相互凝聚而加入的化学药剂。 混凝剂的要求：混凝效果好；对人体健康无害；适用方便；货源充足；价格低廉。,生产中常用的混凝剂,1）、聚合氯化铝（PAC） 工业上也称为碱式氯化铝。是一种无机高分子化合物。以铝灰和含铝矿物为原料制成。 特点： 、净化效率高，耗药量少，出水浊度低、色
5、度小、过滤性能好，原水浊度高时尤为显著； 、温度适应性高，PH适用范围广：59； 、使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好； 、设备简单，操作方便，成本较铁矾低； 属无机高分子化合物。,生产中常用的混凝剂,聚丙烯酰胺（PAM） 工业上也称为3#矾。是一种有机高分子化合物。 特点：、处理高浊度原水效果很好，目前被认为是处理高浊度原水最有效的高分子絮凝剂之一； 、水解体效果较未水解好，生产中采用水解体，即稀释适用，生产中一般采用38；由于固体产品不易水解，生产中要预先配制水解浓度。 、产品独有极微弱的毒性，用于生活饮用水净化时，要注意控制投加量； 、属有机高分子化合物。,生产中常用的混凝剂,3）、硫
6、酸亚铁（绿矾）FeSO4.7H2O 适用于高碱度、高浊度原水，ph8.19.6，混凝效果好，形成矾花快，稳定，但是，腐蚀性高，且原水色度高时不能用。 4）、三氯化铁FeCL3.6H2O 不受水温影响，矾花大，解释，效果好，但对金属和混凝土都有腐蚀性，对塑料管也会因发热导致其变形；固体易吸水受潮，不易保管。,助凝剂,助凝剂在给水处理中，为了改变矾花结构，改善混凝条件，以提高混凝效果而投加的辅助药剂称为。 助凝剂分类： 调节和改善混凝条件：酸碱类和氧化剂类，如氯气、石灰、漂白粉等； 用以改善絮凝体结构：高分子药剂，如黏土、活性泥渣、3#矾、骨胶等。 其中，既可作混凝剂也可作助凝剂的是聚丙烯酰胺 。
7、,！在水处理过程中，如何正确选择助凝剂 助凝剂的投入必须根据原水的水质情况选用： 1）当原水PH值过低时，混凝剂水解很困难，可在水中投加助凝剂如石灰、苏打、烧碱，以调整水的PH值，改善混凝条件。 2）当原水受到污染时，水中腐殖质、有机物、藻类等含量高很高，色度也较大，往往投加大量的混凝剂效果也不明显，在这种情况下，可选用氧化剂类助凝剂入氯气、漂白粉、臭氧，以破坏有机物的干扰。 3）当水中的PH值偏高时，可考虑加大浑水加氯量。 4）当矾花形成很细小松散时，可投加高分子助凝剂；原水浊度和水温都很低时，可在原水中投入粘土或活性泥渣；当原水浊度过高或过低时，可选用聚丙烯酰胺加快矾花的形成和沉降。,影响
8、混凝的主要因素,PH值对混凝效果的影响； 前面我们提到过，PH值是反映水中酸碱度的指标，也是水中H+的浓度指标。一般天然水的ph值在6.57.5左右。每一种混凝剂都有合适的ph适用范围，由于水的ph值的不同，水中H+的含量不一样，混凝剂在水中存在的状态也不同。,影响混凝的主要因素,混凝剂在投入到水中之后，首先会进行自身的水解反应，水解反应越迅速充分，其混凝效果越好。 当铁盐和铝盐水解时，都会产生一定量的H+，H+聚集在铁盐和铝盐的周围，阻止水解的进行，如果原水呈碱性，水中的OH-可以中和水解产生的H+，水解反应会顺利进行，如果PH过低，水解就很困难，混凝剂不能充分发挥其作用，所以PH值高低直接
9、影响混凝效果的好坏。,影响混凝的主要因素,原水碱度的影响 为使混凝剂产生良好的混凝作用，水中必须要有一定的碱度。如果水中碱度不足就要投加碱性物质如石灰等。,影响混凝的主要因素,水中杂质成分的浓度和性质影响 水中溶解性盐类影响混凝效果，如果水中存在大量的钙、镁离子时有助于混凝，而存在大量氯离子就影响混凝效果； 水中存在大量的有机物时，它会附在胶体颗粒表面改变其特性，使胶体颗粒更稳定影响混凝效果； 水中的浊度大部分是因为粘土杂质引起，粘土颗粒的浓度、尺寸大混凝效果好；如果水中粘土颗粒大小均一，浓度低，颗粒碰撞机会少，混凝效果就差。,影响混凝的主要因素,水温对混凝效果的影响 水温对混凝效果影响很大，
10、一般来讲，水温越低，混凝效果越差，不仅矾花形成慢，而且结构松散、颗粒细小，沉降性能差，其主要原因是：,影响混凝的主要因素,1）影响无机盐类混凝剂水解的速度，无机盐类混凝剂的水解是个吸热的过程，温度过低水解速度就慢； 2）水温低时，a、水分子运动不剧烈，水中胶体颗粒的布朗运动减弱，颗粒之间碰撞机会少，不利于凝聚； b、水的粘度增大，阻碍了颗粒之间的相互凝聚和下沉；c、水流剪力也增大，矾花不易结大，且易破碎。,影响混凝的主要因素,外部水力条件的影响 是影响混凝效果的重要因素，我们从前面的学习可以知道，混凝包括两个阶段，混合阶段和凝聚阶段。,影响混凝的主要因素（水力）,1）混合阶段：混凝剂投入水中后
11、，在非常短的时间内就应完成电离、水解、脱稳、凝聚过程，并形成细小矾花。在此期间，一方面要避免因混凝剂水解而使局部水区域PH值过低；另一方面应使生成的细小矾花尽快均匀分散，产生有效的吸附作用。同时，还要防止细小的矾花提前被打碎。所以，混合阶段要求水流产生激烈的湍流，达到迅速、剧烈、均匀的效果，混合的任务应该在1030s内完成，最多不超过2min，俗称快速混合。控制G值应在7001000s-1之间。,影响混凝的主要因素（水力）,2）反应阶段：在反应阶段，细小的矾花逐渐增大增强，成为具有良好沉降性能的矾花。在矾花的成长的前期，主要靠细小矾花之间的碰撞吸附，矾花成长后期靠矾花之间的吸附架桥和沉淀物的网
12、捕作用。所以，在反应阶段，随着矾花的成长，搅拌强度和水流的速度都应逐渐降低，通常称为持续降速絮凝。一般在830分钟内完成，控制G值在2070 s-1之间。 混合絮凝水流速度：快稍快慢稍慢缓慢。,G值：相邻水层的水流速度差和它们之间的距离比，就是速度梯度。 只有在相邻水层之间存在速度差，才能引起颗粒之间的碰撞和接触。 在混合和凝聚过程中，G值是重要的技术参数，它反映同向凝聚受水流影响的程度，G值大小受温度影响很大，温度低时，水的粘度大，G值减小。,混凝剂的投加方式和计量,水力 (+管.池式) 溶解方式 +机械 （泵.搅拌） +压缩空气 干投 投加设备 水射器 湿投 计量泵 +孔口和苗嘴计量 孔板
13、计量 计量设备 转子计量 +浮杯计量 电磁流量仪,+泵前投加 重力投加 高架溶液池 投加 方法 +水射器 压力投加 计量泵 湿投法加注系统设备包括： 药剂存储 搬运 溶解 浓度 储液 计量 投加 存储量为最大投加量的13个月用量,混凝剂的投加量的大小与下列因素有关： 1、原水水质的影响； 2、制水量大小的影响； 3、水温和气候条件影响； 4、混凝剂的种类、投加浓度、投加方法、投加量的影响； 5、运行人员综合素质的影响。,！在实际生产中，如何根据原水水质确定矾的投加量 在实际生产中，投矾量得分多少除了要根据原水浊度的高低来决定外，还应重视分析原水中杂质的成分： 1、当杂质主要成分是悬浮物时：由于
14、其能自然沉淀的性质，虽然呈现的浑浊度高，但容易处理，此时投矾量不一定需要很大； 2、当杂质主要成分是胶体物时：呈现的浑浊度不高，但不易处理，投矾量应该适当加大； 3、当杂质成分是悬浮物和胶体物比例相差不大时时：是水质最易处理的时节，此时可考虑节约用矾； 4、当原水受到严重污染时，水中溶解物杂质多，他们阻碍了混凝工艺的正常进行，即便投加量很大也不会取得很好的效果，此时可以考虑投加混凝剂。,混凝剂的配制,单位体积矾液中所含混凝剂的重量叫做混凝计的配制浓度，一般用百分比表示。 计算：例1：某水厂用容积法计算投矾量，已知溶液池的面积为20m2，甲班使用8小时后，矾液下降高度为0.2M，求该班共用矾液多
15、少m3？若矾液的浓度为10，该班用矾多少公斤？（比重为1T） 已知：矾液：A20*0.24m3 矾量：4*1000*10400kg 答：。,混凝剂的配制,例2：有固体碱式氯化铝50kg，要配制10的稀释溶液，需要加多少公斤水？ 溶质溶液*浓度 溶液溶质/溶液50/10500kg 水量50050450kg 答：。,混凝设备,混凝设备的基本设计要求是： 原水与药剂混合后，通过絮凝设备后应形成肉眼可见的、大的、密实的絮凝体。絮凝的两个控制因素：流速和停留时间。G：20-70s-1；GT：104-105 。 通常的絮凝池主要形式有隔板絮凝池、折板絮凝池、机械絮凝池和网格栅条絮凝池等。,常用反应设备网格
16、栅条絮凝池,各反应池特点,栅条絮凝池效果好，水头损失小，絮凝时间较短，根据已建的栅条絮凝池运行经验，还存在末端池底积泥现象，少数水厂还曾发现网络上滋生藻类堵塞网眼的现象。,各反应池特点,隔板絮凝池通常适用于大、中型水厂，絮凝效果好，构造简单，施工方便，管理方便。缺点是流量变化大者，絮凝效果不稳定，与折板及网格式絮凝池相比，因水流条件不甚理想，能量消耗中无效比例较大，故需较长絮凝时间，池子容积较大，出水流量不易分配均匀，出口处易集泥。,各反应池特点,折板絮凝池是将隔板絮凝池的平板隔板改成具有一定角度的折板。其优点是水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间缩、放流动且连续不断，以至形成众多的小涡旋，提高了颗粒碰撞絮凝效果。该池型具有絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小等特点，但同时构造较隔板复杂，造价较高。,各反应池特点,机械絮凝池
