城市给水处理(混凝)ppt课件.ppt

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1、混凝（一）混凝原理概述（二）混凝剂与助凝剂（三）混凝的工艺过程及设备（四）澄清池（一）混凝原理1.混凝定义及用途混凝是通过向水中投加混凝剂，使水中难以沉淀的细小颗粒及胶体颗粒脱稳并互相聚集成粗大的颗粒而沉淀，实现与水分离，达到水质的净化。混凝的主要对象是废水中的细小悬浮颗粒和胶体微粒，这些颗粒用自然沉降法很难从水中分离出去。混凝法是废水处理中常采用的方法。可以用来降低废水的浊度和色度，去除多种高分子有机物、某些重金属和放射性物质。混凝法还能改善污泥的脱水性能。2.混凝方法的优缺点优点：设备简单，维护操作易于掌握，处理效果好，间歇或连续运行均可以。缺点：由于不断向废水中投药，经常性运行费用较高

2、，沉渣量大，且脱水较困难。返回目录3.混凝原理1)胶体的特点：粒径小，布朗运动，颗粒在废水中受水分子热运动的碰撞而作无规则的布朗运动；带电，同类胶体微粒带有同性电荷。水化膜，许多水分子被吸引在胶体微粒周围，形成水化膜。胶体的双电层结构模型胶核定位离子束缚反离子，滑动面胶团边界2)胶体的结构[胶核]电位形成离子，束缚反离子自由反离子[Fe(OH)3]mnH＋(n－x)Cl－x+Cl－胶核(nuclear)胶粒(colloidalparticle)吸附层stationarylayer扩散层diffuselayer胶团(colloidalmicelle)3)胶体的脱稳机理胶体颗粒保持分散的

3、悬浮状态的特性称为胶体的稳定性（stabilization)。胶体因电位降低或消除，从而失去稳定性的过程称为脱稳(destabilization)凝聚、絮凝和混凝凝聚(coagulation)是指胶体电位降低或消除而脱稳的过程，聚集为较大颗粒而下沉；絮凝(flocculation)则指胶体由于高分子聚合物的吸附架桥作用聚结成大粒絮体的过程；混凝（coagulation-flocculation）则包括凝聚与絮凝两种过程。混凝的机理：混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕四种机理。（1）压缩双电层机理(modificationoftheelectricaldoublela

4、yer)双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度有关。当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高时，则扩散层的厚度将减小。该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。由于扩散层厚度的减小，胶粒得以迅速凝聚。（2）吸附电中和机理(electricalneutralization)胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。（3）吸附架桥（桥连）机理(polymerbridgingofcolloids)

5、吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的过程。本机理能解释当废水浊度很低时有些混凝剂效果不好的现象。因为废水中胶粒少，当聚合物伸展部分一端吸附一个胶粒后，另一端因粘连不着第二个胶粒，只能与原先的胶粒粘连，就不能起架桥作用，从而达不到混凝的效果。高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架桥作用示意图＋＋＋（4）沉淀物网捕机理(entrapmentintheflocstructure)沉淀金属氢氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3)或带金属的碳酸盐(如CaCO3)时，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或

6、吸附质所网捕。以上介绍的混凝的四种机理，在水处理中往往可能是同时或交叉发挥作用的，只是在一定情况下以某种机理为主而已。（二）混凝剂与助凝剂混凝剂(coagulant)：一般把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。助凝剂(coagulantaids)：当单用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某类辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。1.混凝剂2.水处理对混凝剂的要求：混凝效果好；对人类健康无害；价廉易得；使用方便。目前常用的混凝剂按化学组成可分为无机盐类和有机高分子类。无机盐类1）硫酸铝工业产品有精制和粗制两种。精制硫酸铝是白色结晶体。粗制硫酸铝的Al203含量不少于14.5％－16.

7、5％，不溶杂质含量不大于24％－30％。优点：价格较低，使用方便，混凝效果好。缺点：当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮体较松散。由于杂质含量高，所以渣量大。无机盐类2）聚合氯化铝是一种高分子混凝剂，简称PAC,其化学式可写为[Aln(OH)mCl3n-m]，聚合氯化铝中OH与Al的比值对混凝效果有很大关系，一般可用碱化度B表示：B=[0H]×100％/3[Al]，例如n＝4时，碱化度B=[4/（3×2）]×1