沉淀与絮凝Ⅱ.ppt

沉淀与絮凝Ⅱ 组员：陈威 鲁浩 李百龙 杨洋 目录 混凝机理（续） 絮凝机理 混凝动力学 混凝剂的选择 混凝剂投加方式 沉淀理论 几种典型的沉淀池 混凝机理（续） 电中和作用 网捕—卷扫作用 吸附架桥作用 电中和作用 胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的高分子，从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷，减少了胶体颗粒间的静电斥力，使胶体颗粒更易于沉聚。 首先完成吸附过程，然后才是电中和。 混凝剂投加适中，脱稳效果较好，投加过量，胶体颗粒会发生再稳现象。 网捕—卷扫作用 投加到水中的铝盐、铁盐等混凝剂水解后形成大量的具有三维立体结构的水和金属氧化物沉淀，当它们收缩沉降时，会像多孔的网一样，将水中胶体颗粒和悬浮浊质颗粒捕获卷扫下来。 是一种机械作用，混凝除浊效率不高。 吸附架桥作用 分散体系中的胶体颗粒通过吸附有机或无机高分子物质架桥连接，凝集为大的聚集体而脱稳沉聚。 胶体颗粒之间并不直接接触，高分子物质在两个胶体颗粒之间像一座桥一样将它们连接起来。 吸附架桥作用 三种情况：一是胶体颗粒与不带电的高分子物质发生吸附架桥作用 ；二是胶体颗粒与带异号电荷的高分子物质发生吸附桥连 ；三是胶体颗粒与带同号电荷的高分子物质发生吸附架桥作用 。 高分子物质投量过多时，使胶体颗粒不能凝集 。 絮凝机理 絮凝的概念 布朗运动（异向絮凝） 搅拌（同向絮凝） 絮凝的概念 脱稳的胶体或微小悬浮物聚集成大的絮凝体的过程。 要使两个完全脱稳的胶体颗粒聚集成大颗粒絮体，需要给胶体创造互相碰撞的机会。 创造碰撞的动力有两种：一是布朗运动；二是外力推动作用。 布朗运动（异向絮凝） 胶体颗粒的布朗运动是无规则的，每一个脱稳的胶体颗粒可能不规则的向各个方向运动，也可能同时受到来自各个方向的颗粒的碰撞，两个胶体颗粒向不同的方向运动而发生碰撞聚集。 布朗运动随颗粒粒径的增大而逐渐减弱，当颗粒粒径大于0.5μm时，布朗运动不再起作用。 搅拌（同向絮凝） 当布朗运动不起作用时，需要外力来推动流体运动，如在机械搅拌、水力等外力作用下产生的流体运动推动脱稳的胶体颗粒，使所有胶体颗粒向同一方向运动。 由于不同胶体颗粒存在速度快慢的差异，速度快的胶体颗粒将赶上速度慢的胶体颗粒。 如果两个胶体颗粒在垂直方向的球心距离小于它们的半径之和，两个胶体颗粒将会碰撞聚集而发生絮凝。 絮凝机理 在絮凝过程中，絮凝体尺寸逐渐增大，粒径变化可从几微米增大到毫米级，变化幅度达到几个数量级，但大尺寸絮凝体在强的剪切作用下很容易破碎，所以在絮凝阶段机械搅拌不能太强烈。 发生絮凝作用而产生的沉淀称为Ⅱ形沉淀。 只要颗粒变大并且开始下沉，沉降速率就会不断增大。 混凝动力学 混凝动力学要解决的问题—— 确定颗粒碰撞速率与混凝速率。 包括混合过程和絮凝过程中的动力学，由于混合过程时间很短，絮凝时间则较长，因此主要讨论絮凝过程动力学。 异向絮凝动力学 同向絮凝动力学 假设层流状态下的同向絮凝动力学公式： G值可以由著名的甘布公式反应出来： 同向絮凝动力学 列维奇根据局部各向同性紊流理论推导，认为在各向同性紊流中，存在大小尺度不同的涡旋。 大尺度漩涡包含着许多小尺度漩涡，并且将能量传递给小尺度漩涡，小尺度漩涡又会将能量传递给更小尺度的漩涡。 同向絮凝动力学 颗粒碰撞速率： 紊流扩散系数： 脉动流速： 由上式得出： 结论：絮凝过程中G值或所施功率越大，颗粒碰撞速率愈大，絮凝效果越好。 混凝过程的控制指标 混合阶段：混合过程通常在10—20s完成，G在700—1000s-1。 絮凝阶段：平均G值控制在20—70s-1范围内，平均GT值控制在104—105范围内。 常用混凝剂 硫酸铝 硫酸铁 氯化亚铁 聚合氯化铝 聚合硫酸铝 聚合氯化铁 混凝剂选择原则 混凝效果好 无毒害作用 货源充足 成本低 借鉴已有经验 混凝剂投加方式 重力投加 压力投加 水射器投加 泵投加 沉淀池的典型设计 沉淀池的类型 平流沉淀池 辐流式沉淀池 澄清池 斜板沉淀池 平流沉淀池 辐流沉淀池 机械澄清池 斜板沉淀池 斜板与水平面一般成600 斜板长度为1.0～1.2m 斜板间距为8～10mm 水由下向上流动 排泥方式 重力排泥 虹吸排泥 THANK　YOU！ 沉淀理