[工学]第五章 其他物化处理法 51混凝法.ppt

第五章 废水的其他物理化学处理法 第一节 化学混凝法 一 化学混凝法 定义 向水中投加药剂（混凝剂），使水中的微小悬浮物和胶体聚集成沉速较大的颗粒而去除的方法。 处理对象 微小悬浮物： 沉速极慢 胶体颗粒： 不能自然沉淀 二 胶体的性质 胶体的基本特性 光学性质：丁达尔现象 力学性质：布朗运动 电学性质：电泳现象 双电层理论 吸附层和扩散层 电动电位?和总电位? 胶体的稳定性 动力学稳定指胶粒存在布朗运动而对抗重力的影响，而使其不沉降，长期悬浮于水中。 聚集稳定指胶粒带有相同的电荷，存在静电斥力和水化膜的阻碍作用，使得胶体不能相互聚集。 四 混凝机理 1 压缩双电层作用 方法 加入电解质 原理 2 吸附架桥作用 具有线型结构的高分子物质与胶粒发生吸附，当高分子链一端吸附某一胶粒，在另一端又吸附另一胶粒，形成较大的絮凝体，高分子物质在这里起吸附架桥作用。 四 混凝剂和助凝剂 1 混凝剂 无机盐混凝剂 目前应用最广泛的是铁盐和铝盐。 硫酸铝：效果较好，形成的絮凝体松散，低温时效果较差。 聚合铝：效果较好，低温时效果好。 FeCl3：絮凝体密实，低温效果好，腐蚀性强，出水色度高。 聚合铁：混凝效果好。 有机高分子混凝剂 天然：纤维素、壳聚糖、淀粉、木质素等 人工合成：聚丙烯酰胺等 主要作用：吸附架桥作用 2 助凝剂 当单用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某些辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。 常用助凝剂：聚丙烯酰胺、骨胶、粘土、活化硅酸、石灰等 作用：增加絮凝体骨架材料 作氧化剂 维持pH值 五 影响混凝效果的主要因素 水温 pH值 水中杂质的成分、性质和浓度 水力条件 六 混凝过程及设备 1 混凝过程 凝聚（coagulation） 水中加入混凝剂，发生水解和缩聚反应，通过压缩双电层和吸附架桥作用，而使胶体脱稳，初步凝聚形成小的颗粒，要求搅拌剧烈。 设备：混合池 絮凝（flocculation） 细小的颗粒逐渐长大的过程。要求搅拌强度适中，并从强到弱。 设备：絮凝反应池 2 混凝剂的配置和投加设备 在溶解池中将混凝剂溶解，配制成10－20％的溶液，可以采用泵前重力投加、水射器或直接用计量泵。 3 混合设备 水泵混合 隔板混合 机械混合 水泵混合 泵前加药，利用叶轮的高速旋转达到快速而剧烈的混合目的； 操作方便，不需另建混合设备； 用铁盐作混凝剂时，对叶轮有腐蚀作用； 管线应较短。 隔板混合 利用水流通过隔板孔道时产生的急剧收缩和扩散形成涡流，使药剂与原水混合； 水量稳定时，混合效果较好，但水量发生变化时，混合效果不稳定。 机械混合 电动机带动浆板进行强烈搅拌； 搅拌强度可以调节，比较灵活； 增加了进行设备，增加了维修保养工作和动力消耗。 4 反应设备 隔板反应池 机械反应池 隔板反应池 利用水流断面上流速分布不均匀所造成的速度梯度而使颗粒相互碰撞进行絮凝； 构造简单，管理方便，效果较好； 不适应水量的变化。 机械反应池 适应水量的变化，运行灵活； 适用于中小水厂。 * * 胶核 滑动面 扩散层 － － － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － － － － － － － － － － 胶体结构和双电层示意图 吸附层 三 铝盐、铁盐在水中的反应 1 水解反应 铝盐和铁盐等混凝剂溶于水后，电离生成Al3+、Fe3+，并结合水分子形成水合离子。水合离子进一步水解，形成单核络合物和沉淀。 2 缩聚反应 水解产物中的羟基OH－具有桥键性质，可将单核络合物通过桥键缩聚成多核络合物。 3 网捕或卷扫 当混凝剂加入量较大时，形成的沉淀在沉降过程中，能网捕或卷扫水中的胶体颗粒。