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1、四章混凝澄清法四章混凝澄清法4-1 概述一、胶体颗粒的基本性质一、胶体颗粒的基本性质 水处理中常见胶体：粘土颗粒（对于水处理中常见胶体：粘土颗粒（对于d4m），大部分细菌），大部分细菌（0.280nm），病毒（），病毒（10300nm），蛋白质。），蛋白质。 稳定性：胶体颗粒在水中保持分散状态的性质。稳定性：胶体颗粒在水中保持分散状态的性质。 憎水性胶体，亲水性胶体或介于两者之间。憎水性胶体，亲水性胶体或介于两者之间。 对憎水性胶体，其稳定性可用双电层结构来说明。对憎水性胶体，其稳定性可用双电层结构来说明。 对于亲水性胶体，其稳定性主要由于它所吸附的大量水分子所构对于亲水性胶体，其稳定性主要由
2、于它所吸附的大量水分子所构成的水壳来说明。成的水壳来说明。0斥力斥力引力引力d d0斥力斥力引力引力d d4-2 胶体的脱稳及凝聚胶体的脱稳及凝聚一、水处理中混凝过程的特点一、水处理中混凝过程的特点1水处理中要求颗粒尽快长大到一定的粒度，以便在沉淀设备中水处理中要求颗粒尽快长大到一定的粒度，以便在沉淀设备中能除掉。因此，对粒度和沉淀时间有严格要求。能除掉。因此，对粒度和沉淀时间有严格要求。2水处理中絮凝的颗粒是一个很复杂的体系水处理中絮凝的颗粒是一个很复杂的体系 水中原有颗粒，包括粘土、细菌、病毒、腐植酸及蛋白质等水中原有颗粒，包括粘土、细菌、病毒、腐植酸及蛋白质等（原生颗粒）。（原生颗粒）。
3、 水中投加传统无机混凝剂所产生的颗粒（次生颗粒）。水中投加传统无机混凝剂所产生的颗粒（次生颗粒）。 有机高分子絮凝剂。有机高分子絮凝剂。3基于水处理中絮凝的颗粒是一个很复杂的体系的特点，在水处基于水处理中絮凝的颗粒是一个很复杂的体系的特点，在水处理中往往由于有机和无机混凝剂的使用，使得水处理中的混凝机理理中往往由于有机和无机混凝剂的使用，使得水处理中的混凝机理更为复杂。更为复杂。4-2 胶体的脱稳及凝聚胶体的脱稳及凝聚二、常用混凝剂二、常用混凝剂以铝盐为例，说明其作用机理。以铝盐为例，说明其作用机理。 当当Al2(SO4)3配制为配制为1020%溶液使用时，溶液使用时，pH4，发生下列离解反应
4、：，发生下列离解反应： 当其投加到水中后，发生如下水解反应，水的当其投加到水中后，发生如下水解反应，水的pH也随之改变：也随之改变： 式中式中n=16，特别当，特别当n=3时，水中产生中性的结晶胶体，对应时，水中产生中性的结晶胶体，对应pH为为58。 4-2 胶体的脱稳及凝聚胶体的脱稳及凝聚 同时，还在水解过程中产生许多聚合离子，这是由同时，还在水解过程中产生许多聚合离子，这是由于羟基架桥作用而产生。其最简单的形式是：于羟基架桥作用而产生。其最简单的形式是：OH OH 在水解过程中会形成无数的其它聚合离子，某些经研究认为存在在水解过程中会形成无数的其它聚合离子，某些经研究认为存在可能性极大而受
5、到重视，可能性极大而受到重视， 等。等。4-2 胶体的脱稳及凝聚胶体的脱稳及凝聚水处理中铝盐适用的水处理中铝盐适用的pH范围为范围为68.5， 以以Al2(SO4)314H2O计的投量为：计的投量为： 混凝混凝+过滤过滤10100mg/L， 直接过滤直接过滤0.55mg/L。铁盐与铝盐有相似的水解过程。适用铁盐与铝盐有相似的水解过程。适用pH范围范围68.5，以以FeCl3计投量为：计投量为：混凝混凝+过滤过滤770mg/L，直接过滤直接过滤0.55mg/L。4-2 胶体的脱稳及凝聚胶体的脱稳及凝聚三、加药混合与絮凝池的设计三、加药混合与絮凝池的设计 混凝单元操作中的加药混合是通过迅速搅拌达到
6、混凝剂混凝单元操作中的加药混合是通过迅速搅拌达到混凝剂与颗粒物质的充分接触，其平均速度梯度值与混凝剂的与颗粒物质的充分接触，其平均速度梯度值与混凝剂的凝聚机理有密切相关。凝聚机理有密切相关。o对于沉淀网捕过程而言，快速混合并不十分重要。对于沉淀网捕过程而言，快速混合并不十分重要。o对于压缩双电层和吸附电中和，混凝剂应在对于压缩双电层和吸附电中和，混凝剂应在0.1s左右左右达到充分混合，在此，达到充分混合，在此， 值的确定就十分重要值的确定就十分重要。混合混合： 反应反应： t=1030s t=1530min 4-2 胶体的脱稳及凝聚胶体的脱稳及凝聚o可用可用 t间接表示在时间间接表示在时间t内
7、颗粒碰撞的总次数，值在内颗粒碰撞的总次数，值在104105之间则可认为符合混合、反应的要求。以上之间则可认为符合混合、反应的要求。以上参数是借鉴给水处理之值。参数是借鉴给水处理之值。o实际废水处理时，若有必要，还应进行试验进一步确定混合、实际废水处理时，若有必要，还应进行试验进一步确定混合、反应所需之反应所需之 t。o常用混凝剂：常用混凝剂：凝聚剂：凝聚剂： PAC、PFS、AS、FC等等絮凝剂：絮凝剂：PAM、SiO2水解物、天然高分子物等水解物、天然高分子物等4-3 澄清池澄清池水处理中，常规的混凝处理工艺过程为（混合、反应、分离）：水处理中，常规的混凝处理工艺过程为（混合、反应、分离）：
8、o 混凝混凝+沉淀沉淀o 混凝混凝+沉淀沉淀+过滤过滤o澄清池是在该池中同时完成混合反应、絮体沉降过程。澄清池是在该池中同时完成混合反应、絮体沉降过程。 包括：混合室、反应室、导流室、分离室四个功能区。包括：混合室、反应室、导流室、分离室四个功能区。本章小本章小结：1.基本概念基本概念 胶体胶体 混凝混凝2.重点重点 基本概念基本概念 胶体脱胶体脱稳机理机理3.难点点 胶体双胶体双电层结构构 混凝机理混凝机理 混凝所需要的混合、反混凝所需要的混合、反应条件及工条件及工艺方法方法 平均速度梯度平均速度梯度 的计算的计算4.自学内容：混凝条件及混凝试验；混合反应器；澄清池混凝条件及混凝试验；混合反应器；澄清池作作业：1、2、3、4、5、6、7结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！20
