水污染控制工程-第13章混凝

《水污染控制工程-第13章混凝》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第13章混凝13.1混凝机理13.2混凝剂和助凝剂13.3混凝动力学13.4影响混凝剂效果的主要因素13.5混凝剂的配置和投加13.6混合与混凝设备13.1混凝机理（1）13.1.1水中胶体的稳定性1）胶体稳定性——指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。具备这一特性的水体成为“稳定体系”。这里的胶体粒子包括：1nm~1μm的胶体+1μm左右的悬浮物；“长期”是相对于水在水处理构筑物内的停留时间而言的，一般给水工程1~2h。问题：为什么在研究混凝理论时不谈“悬浮物及其稳定性”？2）胶体稳定性分类——动力学稳定性+聚集稳定性动力

2、学稳定性——指布郎运动对抗重力影响的能力，粒子越小布郎运动越强，相对于其质量的重力影响越小。聚集稳定性——指胶体之间不能相互聚集的特性，其原因在于胶体粒子表面同性电荷斥力与水化膜的阻碍作用，阻止小颗粒胶体不能相互聚集形成大颗粒，为动力学稳定性的存在打下基础。由此可见，一旦破坏了聚集稳定性，也就逐步消除了动力学稳定性，水中胶体聚集脱稳，发生沉淀。这就是混凝课题的关键。13.1混凝机理（2）13.1混凝机理（3）3）胶体双电层结构模型胶体颗粒由胶核、滑动面组成，胶核表面带负电荷，负电荷层吸引了溶解于水中的正离子，这层正离子层分隔胶核与

3、水溶液，构成滑动面。DLVO理论，E=EA-ER>0时,颗粒凝聚。13.1混凝机理（4）13.1.2硫酸铝在水中的化学反应硫酸铝的研究意义：历史最久，应用最广，作用机理最有代表性。硫酸铝（Al2(SO4)3·18H2O)）在水中离解出铝离子，铝离子以多种水合([Alx(H2O)y](3x-y)+)形态存在，以适应水中不同φ总电位胶体的聚合与配对。这些不同水合形态存在比例受水PH值影响最大。问题：为什么硫酸铝的混凝效果受PH值影响最大？13.1混凝机理（5）13.1.3混凝机理DLVO理论仅能解释带电荷胶体混凝机理，而不能解释水化膜

4、等其它类型胶体的混凝沉淀问题。比较一致的看法认为水中的混凝作用主要有三部分构成：电性中和；吸附架桥和卷扫（或网捕）。电性中和——在水中投加电解质以降低胶粒的ζ电位，既排斥能量。吸附架桥——高分子连接两个以上胶粒，形成大颗粒，高分子的作用就是架起胶粒之间的桥梁。卷扫（网捕）——由絮凝剂形成的大量氢氧化物沉淀时，可以卷扫、网捕水中胶粒，共同沉淀。13.2混凝剂和助凝剂本节学生自己阅读理解习题：列表归纳各种絮凝剂的特点，表中栏目如下：名称、代号、化学式、物态、颜色、价格比较、适用条件。13.3.1异向絮凝异向絮凝——由布郎运动所造成的颗

5、粒碰撞聚集。动力学结论——颗粒粒径<1μm存在异向絮凝，与温度和颗粒数量浓度的平方成正比。数学关系如下：Np=8KTn2/3νρ（15-5）13.3.2同向絮凝同向絮凝——由紊流水流中与颗粒同尺度的涡流推动的颗粒间的碰撞，有利于颗粒间的聚集。数学关系如下：13.3混凝动力学13.3.3混凝控制指标混凝——自药剂与被处理水均匀混合起至大颗粒絮凝体形成为止的工艺过程。絮凝——脱稳胶体相互聚集过程。速度梯度——G=（ε/ν)1/2混凝控制指标——G或GT.G=20~70s-1；GT=1×104~1×105选择控制指标的意义——混凝工艺过

6、程反应器设计、运行工艺参数控制。13.3混凝动力学13.4影响混凝效果的主要因素（1）13.4.1水温（难干预因素）1）无机混凝剂水解是吸热反应，低温不利（>5℃）；2）水温低，水的黏度大，布郎运动弱，不利于碰撞；3）水温低，水化作用强；4）水温低，Ph值高。13.4.2水的PH值和碱度(可干预因素）1）因不同混凝剂的水解反应而异；2）碱度影响混凝剂的水解反应；HCO3-1+H+CO2+H2O13.4影响混凝效果的主要因素（2）13.4.3水中悬浮物浓度（可干预因素）1）过高，需加大混凝剂的投加量，投加聚铝和高分子助凝剂；预处理。

7、2）过低，碰撞速率减小，投加铝盐或铁盐和高分子助凝剂；投加矿物颗粒（黏土）；直接过滤。13.5混凝剂的配置和投加(1)13.5.1混凝剂溶液和溶液配置湿法投加的优点：容易与原水充分混合；不易堵塞入口，管理方便；投加量易于控制。1）混凝剂溶液——在溶解池中，配置成完全溶解的适当浓度，因混凝剂不同而不同，一般10~30%。在溶液池中，稀释成投加浓度，因混凝剂种类、投加量不同而不同，一般2~10%。浓度过高不利水解和混合；过低，投药系统设施则大。2）溶液的配置——先在溶解池中溶解，再送入溶液池中稀释（调制）。W1=(0.2~0.3)W2

8、;W2cn=24aQ式中：W1——溶解池容积；W2——溶液池容积;c——溶液浓度；n——一天调制次数；a——投加浓度；Q——处理水流量。13.5混凝剂的配置和投加(2)13.5.2混凝剂投加1）投加系统包括：计量设备、药液提升设备、溶解（液）池、溶