饮用水处理-混凝法讲述.ppt

饮用水处理：混凝法 一、混凝原理 化学混凝处理的对象主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。 1. 胶体的稳定性 胶体间的相互斥力不仅与ξ电位有关，还与胶粒的间距有关，距离越近，斥力越大。而布朗运动的动能不足以将两颗胶粒推进到使范徳华引力发挥作用的距离。因此，胶体微粒不能相互聚结而长期保持稳定的分散状态。 水化作用也使胶体不能相互聚结。 2. 混凝原理 (1) 压缩双电层作用 混凝剂提供大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层, 使ξ电位降低。当ξ电位为零时, 称为等电状态。此时胶体间斥力消失, 胶粒最易发生聚结。 实际上，ξ电位电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时，胶粒就开始产生明显的聚结，这时的ξ电位称为临界电位。 胶粒因ξ电位电位降低或消除以至失去稳定性的过程，称为胶体脱稳。脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。 上述反应中，降低水中H+(或H3O+)浓度或提高pH，使反应趋向右方，水合羟基络合物的电荷逐渐降低，最终生成中性氢氧化铝难溶沉淀物。 当pH4时，水解受到抑制，水中存在的主要是[Al(H2O)3]3+ 。 当pH＝4~5时，水中有[Al(OH)(H2O)5]2+、[Al(OH)2(H2O)4]+及少量[Al(OH)3(H2O)3]。 当pH＝7~8时，水中主要是[Al(OH)3(H2O)3]沉淀物。 但在某一特定pH时，水解产物还有许多复杂的高聚物和络合物同时共存。 因为初步水解产物中的羟基OH-具有桥键性质。 在由[Al(H2O)6]3+转向[Al(OH)3(H2O)3]的中间过程中，羟基可将单核络合物通过桥键缩聚成多核络合物： 两个单羟基络合物通过羟基桥联可缩合成双羟基双核络合物： 从上述反应可以看出，三价铝盐发挥混凝作用的是各种形态的水解聚合物。 带有正电的水解聚合物，同时起到压缩双电层的脱稳和吸附架桥的作用。 为使硫酸铝达到优异的混凝效果，应尽量使胶体脱稳和吸附架桥作用都得到充分发挥。 当混凝剂投放水中后，应立即进行剧烈搅拌，使带电聚合物迅速均匀地与全部胶体杂质接触，使胶体脱稳，随后，脱稳胶体在相互凝聚的同时，靠聚合度不断增大的高聚物的吸附架桥作用，形成大的絮凝体，使混凝过程很好完成。 二、混凝剂和助凝剂 1. 混凝剂 2. 助凝剂 三、 影响混凝效果的主要因素 1. 水温 2. pH 3. 水中杂质的成分、性质和浓度 4. 水力条件 四、 化学混凝的设备 1. 混凝剂的配制和投加设备 (1) 混凝剂的溶液和配制 混凝剂在溶解池中进行溶解: 搅拌 药剂溶解完全后，将浓药液送入溶液池，用清水稀释到一定的浓度备用。 溶解池的容积： 式中: W1——溶液池容积，m3； qv——处理地水量，m3/h; A——混凝剂地最大投加量，mg/L; c——溶液浓度，％； n——每天配置次数，一般为2~6次。 (2) 混凝剂溶液的投加 2. 混合设备 (1) 水泵混合 (2) 隔板混合 (3) 机械混合 3. 反应设备 (1) 隔板反应池 (2) 机械反应池