1、3 3 水的混凝澄清及沉淀处理水的混凝澄清及沉淀处理10-10 10-9 10-7 10-4 粒度（粒度（m）真溶液真溶液 胶体溶液胶体溶液 悬浮液悬浮液 混凝法混凝法沉淀法沉淀法混凝的去除对象混凝的去除对象 主要对象是废水中的主要对象是废水中的细小悬浮细小悬浮颗粒和颗粒和胶体微粒胶体微粒，这，这些颗粒用自然沉降法很难从水中分离出去。些颗粒用自然沉降法很难从水中分离出去。降低废水的浊度和色度，去除多种高分子有机物、某些重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，还能改善污泥的脱水性能。金属和放射性物质，还能改善污泥的脱水性能。电位离子反离子扩散层扩散层胶团边界胶团边界
2、滑动面滑动面胶粒胶粒吸附层吸附层胶核胶核d.滑动面滑动面-固定层和扩散层之间的交界面固定层和扩散层之间的交界面。e.胶团胶团-胶粒和扩散层一起构成胶粒和扩散层一起构成电中性电中性的胶体粒子。的胶体粒子。电位离子反离子扩散层扩散层胶团边界胶团边界滑动面滑动面胶粒胶粒吸附层吸附层胶核胶核电位电位电位电位电位电位-胶核表面上的电位离子和反离子之间形成的电位胶核表面上的电位离子和反离子之间形成的电位称为总电位，即称为总电位，即电位。电位。电位电位-胶体滑动面与溶液主体之间的电位称为移动电位胶体滑动面与溶液主体之间的电位称为移动电位，即，即电位。电位。混凝的概述混凝的概述混凝澄清法的概念混凝澄清法的概念
3、 混凝澄清混凝澄清是指在混凝剂的作用下，使水中的胶是指在混凝剂的作用下，使水中的胶体和细微悬浮物凝聚为絮凝体，然后予以分离除去体和细微悬浮物凝聚为絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。的水处理法。混凝混凝凝聚凝聚coagulationcoagulation：胶体失去稳定性的过程称为凝聚：胶体失去稳定性的过程称为凝聚絮凝絮凝flocculationflocculation：脱稳胶体相互聚集称为絮凝。：脱稳胶体相互聚集称为絮凝。混凝机理混凝机理胶体胶体水处理中常见胶体水处理中常见胶体 粘土颗粒（对于粘土颗粒（对于d4md4m），大部分细菌（），大部分细菌（0.280nm0.280nm），），病毒（病
4、毒（10300nm10300nm），蛋白质。），蛋白质。胶体的性质胶体的性质 (1)(1)稳定性：是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特稳定性：是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。性。动力学稳定性：无规则的布朗运动强，动力学稳定性：无规则的布朗运动强，对抗重力影响的能力强。对抗重力影响的能力强。聚集稳定性包括：胶体带电相斥（憎聚集稳定性包括：胶体带电相斥（憎水性胶体）；水化膜的阻碍（亲水性水性胶体）；水化膜的阻碍（亲水性胶体）胶体）胶体稳定性胶体稳定性胶体的脱稳和凝聚机理胶体的脱稳和凝聚机理1.1.基本概念基本概念l稳定性（稳定性（stabilization)-stabiliza
5、tion)-胶体颗粒保持分散的悬浮状态的特性胶体颗粒保持分散的悬浮状态的特性称为胶体的稳定性。称为胶体的稳定性。l脱稳脱稳(destabilization)-(destabilization)-胶体因胶体因 电位降低或消除，从而失去稳电位降低或消除，从而失去稳定性的过程称为脱稳定性的过程称为脱稳.-凝聚凝聚l絮凝絮凝-脱稳的胶粒相互聚集为微絮粒的过程脱稳的胶粒相互聚集为微絮粒的过程,称为凝聚称为凝聚.2.2.混凝的机理混凝的机理混凝可分为混凝可分为压缩双电层压缩双电层、电性中和电性中和、吸附架桥吸附架桥、网罗卷带网罗卷带四种四种机理。机理。（1 1）压缩双电层机理）压缩双电层机理(modifi
6、cation of the electrical double(modification of the electrical double layer)layer)l加入电解质，加入电解质，加入的反离子与扩散层原有反离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。附层中，从而使扩散层厚度减小。产生压缩双产生压缩双电层作用，使电层作用，使电位降低，从而胶体颗粒失去电位降低，从而胶体颗粒失去稳定性，产生凝聚作用。稳定性，产生凝聚作用。l双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度有关。双电层的厚度与溶液中的反离子的浓
7、度有关。当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增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。高时，则扩散层的厚度将减小。l该过程的实质是由于扩散层厚度的减小，胶粒该过程的实质是由于扩散层厚度的减小，胶粒得以迅速凝聚。得以迅速凝聚。压缩双电层压缩双电层 电位电位 稳定性稳定性 凝凝聚聚（2 2）电性中和机理）电性中和机理(electrical neutralization)(electrical neutralization)l指胶核表面直接吸附指胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等子物质、胶粒等，中和了电位离子所带电荷，减少
8、，中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了了静电斥力，降低了 电位，胶粒间的排斥力减小电位，胶粒间的排斥力减小，距离减小，吸引力增大，胶粒得以迅速凝聚。使，距离减小，吸引力增大，胶粒得以迅速凝聚。使胶体的脱稳和凝聚易于发生。胶体的脱稳和凝聚易于发生。l其特点是：当药剂投加量过多时，其特点是：当药剂投加量过多时，电位可反号。电位可反号。l电性中和电性中和电位电位 电位电位 稳定性稳定性 凝聚凝聚（3 3）吸附桥联机理）吸附桥联机理(polymer bridging of colloids)(polymer bridging of colloids)l吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静
9、电引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。胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的过程。架桥模架桥模型示意见图型示意见图l 高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象象 高分子投量过少，不足以形成吸附架桥；高分子投量过少，不足以形成吸附架桥；但投加过多，会出现但投加过多，会出现“胶体保护胶体保护”现象；现象；高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架桥作用高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架桥作用示意图示意图 形成形成“胶粒胶粒高分子高分子胶
10、粒胶粒”的絮凝体的絮凝体 胶体保护：胶体保护：当高分子物质投当高分子物质投量过多时，胶粒的吸附面均量过多时，胶粒的吸附面均被被高分子覆盖，两胶粒接被被高分子覆盖，两胶粒接近时，就受到高分子之间相近时，就受到高分子之间相互排斥而不聚集。这样就会互排斥而不聚集。这样就会产生产生“胶体保护胶体保护”。架桥模型架桥模型胶体保护示意胶体保护示意（4 4）网罗卷带机理）网罗卷带机理(entrapment in the floc structure)(entrapment in the floc structure)l沉淀金属氢氧化物沉淀金属氢氧化物(如如Al(OH)Al(OH)3 3、Fe(OH)Fe(O
11、H)3 3)或带或带金属的碳酸盐金属的碳酸盐(如如CaCOCaCO3 3)时，时，水中的胶粒和细微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吸悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕，产生沉淀分离。附质所网捕，产生沉淀分离。以上介绍的混凝的四种机理，实际应用中往往以上介绍的混凝的四种机理，实际应用中往往可能是同时或交叉发挥作用的，只是在一定情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况下以某种机理为主而已。影响混凝的因素影响混凝的因素1.1.废水水质的影响废水水质的影响2.2.混凝剂的影响混凝剂的影响3.3.水力条件的影响水力条件的影响1.1.废水水质
12、的影响废水水质的影响（1）浊度）浊度(turbidity)l浊度过高或过低都不利于混凝，浊度不同，所需的混凝剂用量也浊度过高或过低都不利于混凝，浊度不同，所需的混凝剂用量也不同。不同。（2）pH值值l在混凝过程中，都有一个相对最佳在混凝过程中，都有一个相对最佳pHpH值存在，使混凝反应速度最值存在，使混凝反应速度最快，絮体溶解度最小。快，絮体溶解度最小。不同混凝剂最佳不同混凝剂最佳pHpH值要通过试验确定。值要通过试验确定。（3）水温）水温(temperature)l水温会影响无机盐类的水解，水温低，水解反应慢。另外水温低水温会影响无机盐类的水解，水温低，水解反应慢。另外水温低，水的粘度增大，
13、布朗运动减弱，混凝效果下降。，水的粘度增大，布朗运动减弱，混凝效果下降。（4）共存杂质）共存杂质(impurities)l有些杂质的存在能促进混凝过程。而有些物质则不利于混凝的进有些杂质的存在能促进混凝过程。而有些物质则不利于混凝的进行。行。2.2.混凝剂的影响混凝剂的影响（1 1）混凝剂种类）混凝剂种类(kinds of coagulants)(kinds of coagulants)l混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质、浓混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质、浓度。度。l如水中污染物主要呈胶体状态，且如水中污染物主要呈胶体状态，且 电位较高，则应先电位较高，则应先投加无机
14、混凝剂使其脱稳凝聚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酸等助凝剂。l很多情况下，将无机混凝剂与高分子混凝剂并用，可明很多情况下，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。显提高混凝效果，扩大应用范围。2.2.混凝剂的影响混凝剂的影响（2 2）混凝剂投加量）混凝剂投加量(dosage)(dosage)l投加量除与水中微粒种类、性质、浓度有关外，还与混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。凝剂品种、投加方式及介质条件有关。l对任何废水
15、的混凝处理，都存在最佳混凝剂和最佳投药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。量的问题，应通过试验确定。（3 3）混凝剂投加顺序）混凝剂投加顺序(sequence)(sequence)l当使用多种混凝剂时，其最佳投加顺序可通过试验来确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。投加无机混凝剂，再投加有机混凝剂。l但当处理的胶粒在但当处理的胶粒在5050 mm以上时，常先投加有机混凝剂吸以上时，常先投加有机混凝剂吸附架桥，再加无机
16、混凝剂压缩扩散层而使胶体脱稳。附架桥，再加无机混凝剂压缩扩散层而使胶体脱稳。3.3.水力条件的影响水力条件的影响 水力条件对混凝效果有重要影响。两个主要的控水力条件对混凝效果有重要影响。两个主要的控制指标是制指标是搅拌强度搅拌强度和和搅拌时间搅拌时间。l混合阶段：混合阶段：要求混凝剂与废水迅速均匀混合，为此要求速要求混凝剂与废水迅速均匀混合，为此要求速度梯度度梯度G G在在5005001000s1000s1 1，搅拌时间，搅拌时间t t应在应在101030s30s。l反应阶段：反应阶段：既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让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
17、止生成的小絮体被打碎，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，相应因此搅拌强度要逐渐减小，而反应时间要长，相应G G和和t t值值分别应在分别应在202070s70s-1-1和和151530min30min。(1)速度梯度速度梯度G的含义：的含义：直径分别为直径分别为d1和和d2的两个微粒，二者在竖直方向上的两个微粒，二者在竖直方向上 的中的中心距为心距为dy，且，且dy(d1十十d2)2。如果两微粒所在的两相邻水。如果两微粒所在的两相邻水层之间有速度差层之间有速度差du，且，且du0，那末两水层在垂直水流方向，那末两水层在垂直水流方向上单位长
18、度的相对速度变化率上单位长度的相对速度变化率dudy就称为二者的就称为二者的平均速度平均速度梯度梯度，以，以G表示，单位为表示，单位为s-1。速梯度实质上反映了颗粒的碰速梯度实质上反映了颗粒的碰撞机会。撞机会。常用混凝剂常用混凝剂1 1 定定 义：义：为了使胶体颗粒脱稳而聚集所投加的药剂。为了使胶体颗粒脱稳而聚集所投加的药剂。凝聚剂压缩双电层和电性中和机理起作用；凝聚剂压缩双电层和电性中和机理起作用；絮凝剂吸附桥联机理起作用；絮凝剂吸附桥联机理起作用；2 2 混凝剂应符合以下要求：混凝剂应符合以下要求：混凝效果好；混凝效果好；对人体无危害；对人体无危害；使用方便；使用方便；货源充足，价格低廉。
19、货源充足，价格低廉。分类分类:目前混凝剂的种类有不少于目前混凝剂的种类有不少于200200300300种种，分为，分为无机无机与与有机有机两大系列两大系列无机无机铝系铝系铁系铁系硫酸铝硫酸铝;明矾明矾,硫酸铝钾硫酸铝钾 KAL(SO KAL(SO4 4)2 212H12H2 2O;O;聚合氯化铝（聚合氯化铝（PACPAC）;聚合硫酸铝（聚合硫酸铝（PASPAS）三氯化铁三氯化铁;硫酸亚铁硫酸亚铁;硫酸铁（国内生产少）硫酸铁（国内生产少）;聚合硫酸铁聚合硫酸铁;聚合氯化铁聚合氯化铁 ;有机有机人工合成人工合成天然天然a.a.阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物;b.b
20、.阴离子型：水解聚丙烯酰胺（阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAMHPAM）;c.c.非离子型：聚丙烯酰胺（非离子型：聚丙烯酰胺（PAMPAM），聚氧化乙烯（），聚氧化乙烯（PEOPEO）;d.d.两性型两性型a.a.淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等;b.b.微生物絮凝剂微生物絮凝剂 名称名称代号代号分子式分子式主要性能主要性能三氯三氯化铁化铁FCFCFeClFeCl3 3.6H.6H2 2O O混凝效果不受水温影响，最佳混凝效果不受水温影响，最佳PHPH为为6.08.46.08.4，但，但在在4.0114.011范围内仍可使用。易溶解，絮体大而范围内仍可使用。易溶解，絮体
21、大而密实，沉降快，但腐蚀性大，在酸性水中易生密实，沉降快，但腐蚀性大，在酸性水中易生成成HClHCl气体而污染空气气体而污染空气聚合聚合硫酸硫酸铁铁PFSPFSFeFe2 2(OH)(OH)n n(SO(SO4 4)3-n/23-n/2 m m用量小，絮体生成快，大而密实。腐蚀性比用量小，絮体生成快，大而密实。腐蚀性比FeClFeCl3 3小，所需碱性助剂量小于小，所需碱性助剂量小于PACPAC以外的铁铝盐。以外的铁铝盐。适宜水温适宜水温1010 5050o oC C，PH5.0PH5.0 8.58.5，但在，但在4.0114.011范围范围内仍可使用内仍可使用精制精制硫酸硫酸铝铝ASASAl
22、Al2 2(SO(SO4 4).18H).18H2 2O O 含含AlAl2 2(SO(SO4 4)2 25060%5060%。适宜水温。适宜水温20402040o oC C，PH6.08.5PH6.08.5。水解缓慢，使用时需加碱性助剂，。水解缓慢，使用时需加碱性助剂，卫生条件好，但在废水处理中应用较少，在循卫生条件好，但在废水处理中应用较少，在循环水中易生成坚硬的铝垢环水中易生成坚硬的铝垢聚合聚合氯化氯化铝铝PACPACAlAl2 2(OH)(OH)n nClCl6-n6-nmm 对水温、对水温、PHPH值和碱度的适应性强，絮体生成值和碱度的适应性强，絮体生成快且密实，使用时无需加碱性助剂
23、，腐蚀性小。快且密实，使用时无需加碱性助剂，腐蚀性小。最佳最佳PHPH值为值为6.08.56.08.5，使用时一般无需加碱性助，使用时一般无需加碱性助剂剂聚合聚合硫酸硫酸铝铝PASPASAlAl2 2(OH)(OH)n n(SO(SO4 4)3-n/23-n/2 m m 使用条件与硫酸铝基本相同，但用量小，性使用条件与硫酸铝基本相同，但用量小，性能好。最佳能好。最佳PHPH值为值为6.08.56.08.5，使用时一般无需加，使用时一般无需加碱性助剂碱性助剂聚硫聚硫氯化氯化铝铝PACSPACSAlAl4 4(OH)(OH)2n2nClCl1-2n1-2n(SO(SO4 4)m m系新型品种，絮体
24、生成快，大而密实。对水质系新型品种，絮体生成快，大而密实。对水质的适应性强，脱色效果优良。最佳的适应性强，脱色效果优良。最佳PHPH为为5.09.05.09.0，消耗水中碱度小于其他铁铝盐，无需加碱性助消耗水中碱度小于其他铁铝盐，无需加碱性助剂剂l铁铝聚合盐质量衡量标准铁铝聚合盐质量衡量标准:盐基度盐基度盐基度盐基度-产品分子中产品分子中OHOH与金属原子的当量百分比与金属原子的当量百分比,可用下可用下式表示式表示:B=OHn/xRm B=OHn/xRm 100%100%式中式中:B-:B-盐基度盐基度,%;,%;N-N-单体分子中单体分子中OHOH的个数的个数;Rm-Rm-单体分子中单体分子
25、中FeFe或或AlAl的原子个数的原子个数;X-Fe X-Fe和和AlAl的化合价的化合价.盐基度决定了产品的化学组成盐基度决定了产品的化学组成,混凝效果等重要性质混凝效果等重要性质.l混凝剂的凝聚能力表示混凝剂的凝聚能力表示:凝聚值凝聚值凝聚值凝聚值-使胶体开始脱稳凝聚所需要的最低混凝剂使胶体开始脱稳凝聚所需要的最低混凝剂剂量剂量.讨论讨论:混凝剂所产生的混凝剂所产生的反离子价数越高反离子价数越高,凝聚值就越小凝聚值就越小.例如例如,使负电荷胶体凝聚所需的使负电荷胶体凝聚所需的Na+,Ca2+,Al3+的数量的数量大体呈大体呈1:10-2:10-3的比例减少的比例减少.1.1.定义定义:凡能
26、提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为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。助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。2.2.分类：分类：pHpH调整剂调整剂：调整水的：调整水的pHpH，常用的常用的pHpH调整剂有调整剂有H2SO4H2SO4、CO2CO2和和Ca(OH)2Ca(OH)2、NaOHNaOH、Na2CO3Na2CO3等。等。絮体结构改良剂：加大矾花的粒径，密度和机械强度絮体结构改良剂：加大矾花的粒径，密度和机械强度，如活化硅酸（如活化硅酸（SiOSiO2 2 nH nH2 2OO）、骨胶、高分子絮凝剂；）、骨胶、高分子絮凝剂
27、；氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加如投加ClCl2 2、OO3 3等等,例如当用例如当用FeSO4FeSO4作混凝剂时，则常用作混凝剂时，则常用O2O2和和Cl2Cl2将将Fe2+Fe2+氧化为氧化为Fe3+Fe3+，以提高混凝效果。，以提高混凝效果。助凝剂助凝剂混凝设备混凝设备1 1 混凝剂的配制与投配混凝剂的配制与投配2 2 混合反应设备混合反应设备3 3 澄清池澄清池1.1.投加方式投加方式:固体投加固体投加(干投）和液体投加（湿投），干投）和液体投加（湿投），一般采用一般采用液体投加方式液体投加方式 干投方式干投方式流程：药剂输送流
28、程：药剂输送-粉碎粉碎-提升提升-计量计量-药混合药混合 湿投方式湿投方式流程：溶解池流程：溶解池-溶液池溶液池 -定量控制设备定量控制设备-投加设备投加设备-混合设备混合设备混凝剂的配制与投配混凝剂的配制与投配2.2.湿投方式投药系统湿投方式投药系统投药系统包括：投药系统包括：溶解池、溶液池、计量设备、提升设备、溶解池、溶液池、计量设备、提升设备、投加设备。投加设备。(1)(1)混凝剂溶解和溶液配制混凝剂溶解和溶液配制 a.a.溶解池溶解池-溶解混凝剂的设备（溶解池或陶缸）溶解混凝剂的设备（溶解池或陶缸）。溶解池一般为地下式，为加速溶解可设搅拌装置溶解池一般为地下式，为加速溶解可设搅拌装置（
29、机械、压缩空气、水泵、水力搅拌等）（机械、压缩空气、水泵、水力搅拌等）;溶解池容积可按溶液池容积的溶解池容积可按溶液池容积的20%-30%20%-30%计算。计算。b.b.溶液池溶液池-配制一定浓度溶液的设施。配制一定浓度溶液的设施。其容积计算公式为：其容积计算公式为：cnaQcnaQW41710001000100242 式中：式中：W2溶液池容积，溶液池容积，m3Q处理的水量处理的水量 m3/ha混凝剂最大投加量，混凝剂最大投加量，mg/Lc溶液浓度，一般取溶液浓度，一般取5%20%n每日调制次数，一般不超过每日调制次数，一般不超过3次次(3)(3)计量设备计量设备-流量计流量计(转子转子,
30、电磁电磁)；苗嘴；计量泵等。；苗嘴；计量泵等。(4)(4)投加设备投加设备 1 1）泵前投加）泵前投加 -安全可靠，一般适用取水泵房距水安全可靠，一般适用取水泵房距水厂较近者，图中水封箱是为防止空气进入，见图厂较近者，图中水封箱是为防止空气进入，见图6-96-9。2 2）高位溶液池重力投加）高位溶液池重力投加-适用取水泵房距水厂较适用取水泵房距水厂较远者，安全可靠，但溶液池位置较高，见图远者，安全可靠，但溶液池位置较高，见图6-106-10。3 3）水射器投加）水射器投加-设备简单，使用方便，溶液池高设备简单，使用方便，溶液池高度不会受太大限制，但效率低，易磨损，见图度不会受太大限制，但效率低
31、，易磨损，见图6-116-11。4 4）泵投加）泵投加-不必另设计量设备，适合混凝剂自动不必另设计量设备，适合混凝剂自动控制系统，有利于药剂与水混合，见图控制系统，有利于药剂与水混合，见图6-126-12。1-溶 液 池；2-计 量 泵；3-压 水 管图 6-12 计 量 泵 投 加321混合设备混合设备1.1.功能：混凝剂与原水功能：混凝剂与原水混合混合的过程的过程.2.2.要求：要求：使投入的使投入的药剂迅速均匀地扩散于被处理水中药剂迅速均匀地扩散于被处理水中，以，以创造良好的混凝条件的过程。一般设专门的混合装置，而创造良好的混凝条件的过程。一般设专门的混合装置，而且紧靠絮凝池，以提高絮凝
32、效果。且紧靠絮凝池，以提高絮凝效果。3.3.分类分类水泵混合；水泵混合；管式混合；管式混合；机械混合。机械混合。混合和絮凝反应设备混合和絮凝反应设备1)1)水泵混合水泵混合-将混凝剂溶液在输水泵的吸入管加入，利将混凝剂溶液在输水泵的吸入管加入，利用叶轮旋转产生的涡流达到混合。用叶轮旋转产生的涡流达到混合。简便易行，能耗低，且混合均匀。但水泵离反应器不简便易行，能耗低，且混合均匀。但水泵离反应器不能太远，否则容易在输水管内形成细碎絮凝体。能太远，否则容易在输水管内形成细碎絮凝体。2)2)管式混合管式混合-将混凝剂溶液加入压力管，利用管内紊流将混凝剂溶液加入压力管，利用管内紊流使药剂扩散于水中。为
33、了提高混合效果，可增设挡板或孔使药剂扩散于水中。为了提高混合效果，可增设挡板或孔板。板。无活动部件，结构简单，安装使用方便。无活动部件，结构简单，安装使用方便。3)3)机械搅拌混合槽机械搅拌混合槽搅拌桨快速旋转造成的紊搅拌桨快速旋转造成的紊流完成混合。流完成混合。槽体有效容积按水力停留槽体有效容积按水力停留时间为时间为101030s30s计算。桨计算。桨叶外缘线速度取叶外缘线速度取1 15 53 30m0ms s。絮凝反应池絮凝反应池1.1.絮凝反应池任务絮凝反应池任务-使使细小的矾花细小的矾花逐渐絮凝成逐渐絮凝成较大较大而密实的颗粒而密实的颗粒。(矾花：原水与药剂混合后，水中胶体等微小颗粒初
34、矾花：原水与药剂混合后，水中胶体等微小颗粒初步凝结产生的细小絮凝体。步凝结产生的细小絮凝体。)2.2.种类种类(1)(1)机械搅拌机械搅拌式式 (2)(2)水力搅拌水力搅拌式式:隔板絮凝池隔板絮凝池 ；折板絮凝池折板絮凝池 ；穿孔旋流絮凝池穿孔旋流絮凝池;网格絮凝池网格絮凝池(1)(1)机械搅拌反应池机械搅拌反应池 -利用电动机经减速装置驱动搅利用电动机经减速装置驱动搅拌器对水进行搅拌，使水中颗粒相互碰撞，发生絮凝。拌器对水进行搅拌，使水中颗粒相互碰撞，发生絮凝。a.分类搅拌器有搅拌器有浆板式浆板式和和叶轮式叶轮式;按搅拌轴的安装位置分按搅拌轴的安装位置分水平轴式水平轴式和和垂直轴式垂直轴式。
35、b.b.运行运行 第一格搅拌强度最大，而后第一格搅拌强度最大，而后逐步减小逐步减小，G G值也相应减小值也相应减小，搅拌强度决定于搅拌器转速和桨板面积。搅拌强度决定于搅拌器转速和桨板面积。机械搅拌絮凝池机械搅拌絮凝池宜宜分格串联分格串联使用，以提高絮凝效果使用，以提高絮凝效果。c.设计参数设计参数 絮凝时间絮凝时间10151015分分。池内一般设池内一般设3 34 4挡挡搅拌机。搅拌机。搅拌机转速按叶轮半径中心点线速度计算确定，搅拌机转速按叶轮半径中心点线速度计算确定，线速线速度第一挡度第一挡0.5m/s0.5m/s逐渐减小至末挡的逐渐减小至末挡的0.2m/s0.2m/s。桨板总面积宜为水流截
36、面积的桨板总面积宜为水流截面积的10102020，桨板长度不桨板长度不大于叶轮半径的大于叶轮半径的7575，宽度宜取，宽度宜取101030cm30cm。(2)水力搅拌式水力搅拌式（一）隔板絮凝池（一）隔板絮凝池1.1.类型：分往复式和回转式两种类型：分往复式和回转式两种 往复式隔板絮凝池隔板反应池及平流式沉淀池隔板反应池及平流式沉淀池隔隔板板反反应应池池穿孔配穿孔配水墙水墙吸泥机吸泥机导流墙导流墙上部穿孔上部穿孔出水墙出水墙(二二)折板絮凝池折板絮凝池1.1.描述描述 池内放置一定数量的池内放置一定数量的平折板平折板或或波纹板波纹板，水流沿折板竖，水流沿折板竖向上下流动，多次转折，促进絮凝。即
37、向上下流动，多次转折，促进絮凝。即将隔板絮凝池的平将隔板絮凝池的平板隔板改成一定角度的折板。板隔板改成一定角度的折板。2.2.分类分类 a.a.按折板安装方式分为按折板安装方式分为同波同波和和异波折板异波折板(折板波峰对波折板波峰对波谷平行安装称谷平行安装称“同波折板同波折板”，波峰相对安装称，波峰相对安装称“异波折板异波折板”)；b.b.按水流通过折板间隙数分为按水流通过折板间隙数分为单通道单通道和和多通道多通道。各类型可组合使用，同波和异波的絮凝效果差别不大，各类型可组合使用，同波和异波的絮凝效果差别不大，但平板效果较差，只能放置在池末。但平板效果较差，只能放置在池末。(三三)穿孔旋流絮凝
38、池穿孔旋流絮凝池1.1.描述描述 由若干方格组成由若干方格组成(一般不少于一般不少于6 6格），格之间的隔墙格），格之间的隔墙上沿池壁开孔，孔口上下交错布置，孔口尺寸逐格增大，上沿池壁开孔，孔口上下交错布置，孔口尺寸逐格增大，流速逐渐减小流速逐渐减小,格内水流为旋流。格内水流为旋流。2.2.设计运行参数设计运行参数 絮凝时间絮凝时间151525min25min。起点孔口流速宜取。起点孔口流速宜取0.60.61.0m/s1.0m/s，末端流速宜取末端流速宜取0.20.20.3m/s0.3m/s。3.3.特点特点 穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便，造价穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方
39、便，造价低，可用于中、小型水厂或与其他形式的絮凝池组合应用低，可用于中、小型水厂或与其他形式的絮凝池组合应用。(四四)网格絮凝池网格絮凝池1.1.描述描述 为多格竖井回流式，每个竖井安装若干层网格或栅条为多格竖井回流式，每个竖井安装若干层网格或栅条；各竖井之间的隔墙上下交错开孔；每个竖井网格或栅条；各竖井之间的隔墙上下交错开孔；每个竖井网格或栅条数自进水端到出水端逐渐减少，一般分三段（密、疏、无数自进水端到出水端逐渐减少，一般分三段（密、疏、无）；水流通过网格时，相继收缩、扩大，形成旋涡）；水流通过网格时，相继收缩、扩大，形成旋涡,造成颗造成颗粒碰撞；水流通过竖井之间孔洞流速及过网流速按絮凝规
40、粒碰撞；水流通过竖井之间孔洞流速及过网流速按絮凝规律逐渐减小。律逐渐减小。2.2.特点特点 网格絮凝池效果好，水头损失小，絮凝时间较短，但网格絮凝池效果好，水头损失小，絮凝时间较短，但还存在末端池底积泥现象，小数水厂发现网格上滋生藻类还存在末端池底积泥现象，小数水厂发现网格上滋生藻类、堵塞网眼现象。、堵塞网眼现象。3.3.絮凝池组合应用絮凝池组合应用不同形式的絮凝池组合应用往往可以相互补充，取长补不同形式的絮凝池组合应用往往可以相互补充，取长补短。如往复式和回转式隔板絮凝池的竖向组合；穿孔旋短。如往复式和回转式隔板絮凝池的竖向组合；穿孔旋流絮凝池与隔板絮凝池的组合；隔板絮凝池和机械搅拌流絮凝池
41、与隔板絮凝池的组合；隔板絮凝池和机械搅拌絮凝池的组合等，可达到良好的絮凝效果。絮凝池的组合等，可达到良好的絮凝效果。澄清池澄清池1.1.概述概述 澄清池澄清池(clarifier)(clarifier)是用于混凝处理的另一种设备。是用于混凝处理的另一种设备。在澄清池内，可以同时完成混合、反应、沉降分在澄清池内，可以同时完成混合、反应、沉降分离等过程。离等过程。2.特点特点l优点优点 占地面积小，处理效果好，生产效率高，节占地面积小，处理效果好，生产效率高，节省药剂用量省药剂用量.l缺点缺点 对进水水质要求严格，设备结构复杂。对进水水质要求严格，设备结构复杂。3.3.分类分类从泥渣与废水接触方式
42、不同，澄清池可分为两大类：从泥渣与废水接触方式不同，澄清池可分为两大类：一类是一类是悬浮泥渣型悬浮泥渣型，有，有悬浮澄清池悬浮澄清池，脉冲澄清池脉冲澄清池；另一类是另一类是泥渣循环型泥渣循环型，有，有机械加速澄清池机械加速澄清池和和水力循环水力循环加速澄池清加速澄池清l泥渣悬浮型澄清池工作原理泥渣悬浮型澄清池工作原理：加入药剂的原水上升使池内泥渣呈悬浮状态，水流由下而上通过悬浮状态的泥渣层时，絮体被泥渣层拦截下来。其作用类似过滤。浑水通过悬浮层即获得澄清；被拦截下的杂质使悬浮泥渣颗粒变大，沉速提高。钟罩式脉冲澄清池钟罩式脉冲澄清池出水出水泥渣泥渣脉冲澄清池的工作过程可分为两个阶段，从进水室水位
43、开始上脉冲澄清池的工作过程可分为两个阶段，从进水室水位开始上升到虹吸作用开始称为升到虹吸作用开始称为充水阶段充水阶段，由虹吸作用开始到虹吸作用，由虹吸作用开始到虹吸作用破坏称为破坏称为放水阶段放水阶段。脉冲澄清池两次充水相隔时间称为脉冲澄清池两次充水相隔时间称为脉冲周期脉冲周期，约，约3040s,其中其中充水时间约为充水时间约为2530s，放水时间，放水时间510s。l泥渣循环分离型澄清池工作原理泥渣循环分离型澄清池工作原理：依靠外力，使池内泥渣在竖直方向上不断循环，在运动中捕集水中的微絮粒，并在分离区加以分离机械加速澄清池示意图混凝剂混凝剂水力循环澄清池原理：依靠水力作用，原理：依靠水力作用，使加入药剂的原水经喷使加入药剂的原水经喷嘴高速喷入喉管，在喉嘴高速喷入喉管，在喉管下部的喇叭口附近造管下部的喇叭口附近造成真空而吸入回流泥渣成真空而吸入回流泥渣，原水与回流泥渣在喉，原水与回流泥渣在喉管中剧烈混合后，送入管中剧烈混合后，送入第一絮凝室和第二絮凝第一絮凝室和第二絮凝室接触，再进入分离室室接触，再进入分离室进行泥水分离。清水排进行泥水分离。清水排出，泥渣下沉，部分进出，泥渣下沉，部分进泥渣浓缩室浓缩后排出泥渣浓缩室浓缩后排出，部分被吸入喉管重新，部分被吸入喉管重新循环。循环。
