水处理工程技术

1. 水处理工程技术

2. 滑动面 电位离子 胶团边界 反离子 胶核 吸附层 扩散层 胶粒 Ψ电位 ξ电位

3. 第三章 凝聚和絮凝 3.1 胶体的特性与结构 一、胶体特性

4. 第三章 凝聚和絮凝 3.2 胶体的脱稳与凝聚 一、基本概念 混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为混凝，是凝聚和絮凝的总称。 凝聚：胶体失去稳定性的过程称为凝聚。 絮凝：脱稳胶体相互聚集称为絮凝。 混凝过程涉及： ①水中胶体的性质； ②混凝剂在水中的水解； ③胶体与混凝剂的相互作用。

5. 第三章 凝聚和絮凝 二、混凝机理

6. 第三章 凝聚和絮凝 • 3.3 混凝剂和助凝剂 一、 混凝剂

7. 第三章 凝聚和絮凝 二、助凝剂 助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂 可称为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混 凝。广义上可分为以下几类： ①酸碱类：调整水的pH，如石灰、硫酸等； ②加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸、骨胶、高 分子絮凝剂； ③氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投 加Cl2、O3等。

8. 第三章 凝聚和絮凝 • 3.4 影响水混凝的主要因素 一、概述 影响混凝效果的因素比较复杂，主要包括： ①原水性质，包括水温、水化学特性、杂 质性质和浓度等； ②投加的混凝剂种类与数量； ③使用的絮凝设备及其相关水力参数。

9. 第三章 凝聚和絮凝 水温 水温低时，通常絮凝体形成缓慢，絮凝颗粒细 小、松散，凝聚效果较差。其原因有： ①无机盐水解吸热； ②温度降低，粘度升高，布朗运动减弱； ③水温低时，胶体水化作用增强，妨碍凝聚； ④水温与水的pH值有关

10. 第三章 凝聚和絮凝 pH值和碱度 水的pH值对混凝效果的影响程度，与混凝剂种类有关。混凝时最佳pH范围与原水水质、去除对象等密切有关。 当投加金属盐类凝聚剂时，其水解会生成H+，但水中碱度有缓冲作用，当碱度不够时需要投加石灰。 石灰投量按下式估算： [CaO]=3[a] – [x] + [δ] （6-13） 式中[CaO]：纯石灰CaO投量，mmol/L； [a]：混凝剂投量，mmol/L； [x]：原水碱度，按mmol/L，CaO计； [δ]：保证反应顺利进行的剩余碱度

11. 第三章 凝聚和絮凝 悬浮物浓度 杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差。采取的对策有： ①加高分子助凝剂； ②加粘土 ③投加混凝剂后直接过滤 如果原水悬浮物含量过高，为减少混凝剂的用量，通常投加高分子助凝剂。如黄河高浊度水常需投加有机高分子絮凝剂作为助凝剂。

12. 第三章 凝聚和絮凝 • 混凝剂种类 • 混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质、浓度。如水中污染物主要呈胶体状态，且ξ电位较高，则应先投加无机混凝剂使其脱稳凝聚，如絮体细小，还需投加高分子混凝剂或配合使用活性硅酸等助凝剂。很多情况下，将无机混凝剂与高分子混凝剂并用，可明显提高混凝效果，扩大应用范围。对于高分子混凝剂而言，链状分子上所带电荷量越大，电荷密度超高，链状分子越能充分延伸，吸附架桥的空间范围也就越大，絮凝作用就越好。 混凝剂投加量 投加量除与水中微粒种类、性质、浓度有关外，还与混凝剂品种、投加方式及介质条件有关。对任何废水的混凝处理，都存在最佳混凝剂和最佳投药量的问题，应通过试验确定。一般的投加量范围是：普通铁盐、铝盐为10～30mg／L；聚合盐为普通盐的1/3～1/3；有机高分子混凝剂通常只需1～5mg/L，且投加量过量，很容易造成胶体的再稳。

13. 第三章 凝聚和絮凝 混凝剂投加顺序 当使用多种混凝剂时，其最佳投加顺序可通过试验来确定。一般而言，当无机混凝剂与有机混凝剂并用时，先投加无机混凝剂，再投加有机混凝剂。但当处理的胶粒在50μm以上时,常先投加有机混凝剂吸附架桥，再加无机混凝剂压缩扩散层两使胶体脱稳。 水力条件对混凝效果有重要影响。两个主要的控制指标是搅拌强度和搅拌时间。搅拌强度常用速度梯度G来表示。在混合阶段，要求混凝剂与废水迅速均匀的混合，为此要求G在500～1000s-1，搅拌时间t应在10～30s。而到了反应阶段，既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮体有足够的成长机会，又要防止生成的小絮体被打碎，因此搅拌强度要逐渐减小，而反应时间要长，相应G和t值分别应在20～70s-1和15～30min。为确定最佳的工艺条件，一般情况下，可以用烧杯搅拌法进行混凝的模拟试验。试验方法分为单因素试验和多因素试验。一般应在单因素试验的基础上采用正交设计等数理统计法进行多因素重复试验.

14. 第三章 凝聚和絮凝 絮凝设备 1.隔板絮凝池 隔板絮凝池分往复式和回转式。

15. 第三章 凝聚和絮凝 • 2. 折板絮凝池 3. 机械絮凝池

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