1強(qiáng)化混凝技術(shù)

——thetechnologyofenhancedcoagulation

1強(qiáng)化混凝技術(shù)

——thetechnologyofen定義2

強(qiáng)化混凝是在常規(guī)混凝工藝的基礎(chǔ)上,在保證濁度去除效果的前提下，通過(guò)增加混凝劑的投加量和調(diào)整PH值等方法，來(lái)提高常規(guī)工藝中對(duì)有機(jī)物的去除效果，最大限度去除消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物質(zhì)（DBPFP）,保證飲用水消毒副產(chǎn)物（DBPs）符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的方法。定義2強(qiáng)化混凝是在常規(guī)混凝工藝的基礎(chǔ)上,在保證濁度去3強(qiáng)化混凝對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理利用強(qiáng)化混凝去除水中的NOM(特別是腐殖質(zhì))被證明是有效的方法，作用機(jī)理主要有以下四種：①通過(guò)壓縮雙電層、特性吸附電性中和、網(wǎng)捕作用或架橋作用使膠體脫穩(wěn):②通過(guò)表面吸附后，NOM(腐殖質(zhì))可與金屬鹽離子鰲合，脫穩(wěn)沉降;③由沉降速度差造成的差降沉降作用;④主要通過(guò)表面吸附非同類構(gòu)造分子而產(chǎn)生的共同(協(xié)同)沉降作用。NOM包括顆粒態(tài)物質(zhì)(如植物碎片或殘骸、微生物等)和溶解性有機(jī)物DOM(DOC)。前者主要通過(guò)膠體脫穩(wěn)機(jī)理去除，而后者則主要通過(guò)差降沉降或共同沉降作用去除的3強(qiáng)化混凝對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理利用強(qiáng)化混凝去除水中的NOM(特4強(qiáng)化混凝對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理4強(qiáng)化混凝對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理5強(qiáng)化混凝的方法基于混凝劑形態(tài)的強(qiáng)化混凝方法基于投加助凝劑的強(qiáng)化混凝方法基于改善水力條件的強(qiáng)化混凝方法5強(qiáng)化混凝的方法基于混凝劑形態(tài)的強(qiáng)化混凝方法6強(qiáng)化混凝的影響因素混凝劑的種類對(duì)強(qiáng)化混凝而言，無(wú)機(jī)混凝劑要比合成有機(jī)物混凝劑效果好。通常認(rèn)為，在合成有機(jī)物混凝劑在天然水的混凝過(guò)程中，由于無(wú)法提供有機(jī)物的吸附位，只能產(chǎn)生電中和作用參與腐殖酸的沉淀，所以混凝效果很不理想。高分子絮凝劑單獨(dú)作為混凝劑時(shí)，它的效果不如無(wú)機(jī)金屬鹽類混凝劑，因?yàn)樗荒苡行У厝コ芙庑杂袡C(jī)物（DOM），但當(dāng)被用作助凝劑時(shí)，則可發(fā)揮其提高固液分離的功能，有效地提高TOC的去除率。6強(qiáng)化混凝的影響因素混凝劑的種類7強(qiáng)化混凝的影響因素混凝劑的投加量混凝劑的投加量直接影響強(qiáng)化混凝對(duì)水中有機(jī)物的去除效果。加大混凝劑投加量，會(huì)使有機(jī)物的水化殼壓縮，水解的陽(yáng)離子與有機(jī)物陰離子電中和，消除有機(jī)物對(duì)無(wú)機(jī)膠體的影響，從而使無(wú)機(jī)膠體脫穩(wěn)，達(dá)到除去膠體的目的7強(qiáng)化混凝的影響因素混凝劑的投加量8強(qiáng)化混凝的影響因素pH值的影響由于混凝劑有其發(fā)揮作用的最佳pH值范圍，因此，pH值對(duì)混凝效果有很大的影響。pH對(duì)有機(jī)物去除效果的影響，主要是由于氫離子與金屬離子水解產(chǎn)物對(duì)有機(jī)配位體的競(jìng)爭(zhēng)或者羥基與有機(jī)陰離子對(duì)金屬離子水解產(chǎn)物的競(jìng)爭(zhēng)造成。在較低的pH下，有機(jī)物質(zhì)子化程度增加，因而減少了混凝劑的需求量，混凝劑水解后的形態(tài)帶更多的正電，有利于吸附，所需求的混凝劑劑量也減少；另外，可能電性中和和吸附共沉淀機(jī)理得以加強(qiáng)，腐殖酸和富里酸聚合體的沉淀作用減弱。8強(qiáng)化混凝的影響因素pH值的影響9強(qiáng)化混凝的影響因素原水水質(zhì)的影響原水水質(zhì)對(duì)混凝效果影響很大，影響因素是有機(jī)物的分子量、電性及溶解性。原水中有機(jī)物的分子特性對(duì)其去除率大小起決定作用，憎水性越強(qiáng)、分子鏈越大、化學(xué)鍵結(jié)合部位多都能使其去除率大大提高。通過(guò)強(qiáng)化混凝能去除絕大部分分子量大、憎水性強(qiáng)的有機(jī)物。當(dāng)原水中的有機(jī)物主要由有機(jī)顆粒和大分子有機(jī)物組成時(shí)，混凝可以有效去除水中的TOC。而水源水的腐殖質(zhì)含量又會(huì)使TOC降低。所以混凝去除腐殖類和高分子量有機(jī)物的效果比它去除非腐類和低分子量有機(jī)物好。9強(qiáng)化混凝的影響因素原水水質(zhì)的影響10強(qiáng)化混凝的影響因素水溫的影響的影響水溫對(duì)混凝的影響國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有大量研究。低溫對(duì)于常規(guī)混凝具有負(fù)面的影響作用。低溫可能造成水的粘度上升，阻礙混凝劑的擴(kuò)散和絮體沉降；可以影響水解動(dòng)力學(xué)平衡，影響金屬氫氧化物的形成；同時(shí)可以降低水的離子積常數(shù)，從而降低水中氫氧根的濃度。此外，低溫可能造成形成的絮體密實(shí)度較低、絮體較小，導(dǎo)致分離效果差。10強(qiáng)化混凝的影響因素水溫的影響的影響11強(qiáng)化混凝的影響因素水力條件的影響混凝過(guò)程中兩個(gè)關(guān)鍵性的控制因素是混凝劑的水解結(jié)合效力和水力條件，混凝效果與混凝劑在水中的擴(kuò)散有密切關(guān)系，原水中加入混凝劑后將產(chǎn)生兩種效應(yīng)：混凝劑在水中進(jìn)行混合與擴(kuò)散；混凝劑水解，水解產(chǎn)物與膠體顆粒作用使其脫穩(wěn)。由于水解、脫穩(wěn)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝劑在水中的擴(kuò)散速率，故擴(kuò)散作用成為膠體顆粒能否迅速脫穩(wěn)的決定性因素。實(shí)際上混凝劑水解產(chǎn)物的吸咐架橋能力和混凝設(shè)施產(chǎn)生的微漩渦所帶來(lái)的剪切力的對(duì)比關(guān)系，決定了礬花的尺寸、密實(shí)度及沉降性能。前者取決于混凝劑本身，而后者則由水力條件所確定。許多研究顯示，適宜的水力條件是混凝劑發(fā)揮效力的前提，可以提高混凝出水水質(zhì)。有人在對(duì)配水進(jìn)行強(qiáng)化混凝條件的選擇試驗(yàn)中，考察了混凝劑種類、快速攪拌時(shí)間及強(qiáng)度等對(duì)強(qiáng)化混凝效果的影響。通過(guò)測(cè)定絮凝指數(shù)、沉淀后水的濁度及DOC等發(fā)現(xiàn)：混凝劑的擴(kuò)散過(guò)程和快速混合碰撞過(guò)程對(duì)混凝效果起著至關(guān)重要的作用，一定的攪拌強(qiáng)度和時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的較好去除。11強(qiáng)化混凝的影響因素水力條件的影響12強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展表面絡(luò)合原理及其定量計(jì)算模式在強(qiáng)化混凝中的應(yīng)用20世紀(jì)70年代初期Stulnn等首先提出對(duì)水合氧化物的分散體系中金屬離子的專屬吸附采用配位化學(xué)的處理方法，認(rèn)為顆粒物界面上與H+、OH-和金屬離子的結(jié)合屬于絡(luò)合化學(xué)反應(yīng)，此時(shí)的吸附量可以用與溶液中絡(luò)合平衡類似的方法，按質(zhì)量作用定律加以討論。Schindler等對(duì)這一概念加以進(jìn)一步的闡述，因而后來(lái)被稱為Stulnn—Schindle絡(luò)合模式，近年被廣泛應(yīng)用于固液界面上反應(yīng)機(jī)制的研究。由于表面絡(luò)合模型的計(jì)算相當(dāng)繁雜，主要應(yīng)用計(jì)算機(jī)模塊來(lái)進(jìn)行多組分多相的復(fù)雜計(jì)算，目前主要的計(jì)算機(jī)程序有REDE—QL，MINEQL，MICROQL，SUREQL，HYDRAQL，F(xiàn)ITEQL等。它們可用來(lái)計(jì)算各種化學(xué)平衡和表面絡(luò)合反應(yīng)中的平衡常數(shù)和組分濃度。例如MICROQL可以計(jì)算飽和Al(OH)3，溶液中鋁的形態(tài)分布及其表面平衡常數(shù)。王向天等應(yīng)用Stulnn—Schindle絡(luò)合模式，計(jì)算了高嶺土、二氧化硅的表面絡(luò)合常數(shù)，得到了與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合的計(jì)算結(jié)果。12強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展表面絡(luò)合原理及其定量計(jì)算模式在強(qiáng)13強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展分形理論在強(qiáng)化混凝中的應(yīng)用分形理論用于對(duì)混凝的研究也是一種有效的新手段。絮體結(jié)構(gòu)和性能在混凝研究中一直有十分重要的地位，其大小、強(qiáng)度、密度與穿透性等特點(diǎn)對(duì)于污泥處置和出水水質(zhì)至關(guān)重要，其形成往往具有分形特征。通過(guò)分形結(jié)構(gòu)分析，用一非整數(shù)維數(shù)來(lái)描述非規(guī)則體中的無(wú)規(guī)則程度，為這些看起來(lái)復(fù)雜不規(guī)則形態(tài)提供一種數(shù)學(xué)框架，從而得以定量的描述，而分形結(jié)構(gòu)分析中最重要的特征參數(shù)是分形維數(shù)(分維)。一般認(rèn)為，對(duì)應(yīng)于分形體的不規(guī)則和復(fù)雜性或空間填充程度，分維不同則反映了聚集體結(jié)構(gòu)所具有的開放程度，在混凝研究中應(yīng)用分維可以對(duì)不同條件下形成的絮體結(jié)構(gòu)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的描述。13強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展分形理論在強(qiáng)化混凝中的應(yīng)用14強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展混凝作用機(jī)理研究逐漸向半定量乃至定量化發(fā)展

表面絡(luò)合理論和分形理論的引人推動(dòng)了混凝研究的半定量和定量化進(jìn)程，發(fā)展了多種計(jì)算模式和軟件，但多限于應(yīng)用在傳統(tǒng)混凝劑，對(duì)新型高分子混凝劑混凝過(guò)程的計(jì)算尚存在困難，有待進(jìn)一步的研究。王東升等以典型IPF—顆粒物—水溶液體系的相互作用為例，對(duì)Dentel的吸附沉積一電中和模式(PrecipitationChargeNeutralizationModel，PC-NM)作了適當(dāng)改進(jìn)，能夠較好地預(yù)測(cè)聚合鋁的混凝特征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模式預(yù)測(cè)值基本吻合。14強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展混凝作用機(jī)理研究逐漸向半定量乃至15強(qiáng)化混凝技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

1)由于大劑量投加混凝劑，水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥量也必然增加。強(qiáng)化混凝條件下，有可能不能達(dá)到理想的濁度去除效果，從而增加濾池的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。2)總藥耗有所增加，包括調(diào)節(jié)混凝pH的硫酸消耗以及如果考慮腐蝕問(wèn)題調(diào)高出廠水pH的堿石灰消耗等。3)對(duì)雜質(zhì)微粒及病原體的去除不利，無(wú)機(jī)物的組成水平，腐蝕控制，pH改變引起混凝條件變化有可能引起顆粒的重新穩(wěn)定。4)對(duì)溶解性有機(jī)物、CODMn去除能力提高有限，對(duì)氨氮、礦物油等的去除沒(méi)有促進(jìn)作用.5)更重要的是，針對(duì)某特定的原水特性提出的降低反應(yīng)體系pH值和增大混凝劑量的方式，并不一定對(duì)所有原水水質(zhì)都奏效。15強(qiáng)化混凝技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題16關(guān)于強(qiáng)化混凝的一些研究成果16關(guān)于強(qiáng)化混凝的一些研究成果17新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究新生態(tài)MnO2是高錳酸鉀在線還原的產(chǎn)物，較固體二氧化錳具有更大的比表面積和更高的反應(yīng)活性。過(guò)去曾把它作為高錳酸鉀水處理藥劑的副產(chǎn)物，隨著高錳酸鉀水處理應(yīng)用的深入研究，發(fā)現(xiàn)它在高錳酸鉀強(qiáng)化水處理過(guò)程中起重要作用。17新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究新生態(tài)Mn18新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究鈣離子的影響18新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究鈣離子的影19新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究單寧酸的影響19新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究單寧酸的影20新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究新生態(tài)MnO2投量的影響20新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究新生態(tài)M21新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究高嶺土投量的影響21新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究高嶺土投量22新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究PH值的影響22新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究PH值的影23新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究結(jié)論（1）鈣離子能夠提高新生態(tài)二氧化錳強(qiáng)化混凝對(duì)苯酚的去除，單寧酸與苯酚共存時(shí)能明顯促進(jìn)苯酚的混凝去除。（2）新生態(tài)二氧化錳作為助凝劑，投加少量就能得到很好的效果。若達(dá)到相同苯酚的去除率，新生態(tài)二氧化錳助凝作用能夠明顯減少混凝劑的用量。（3）中性、弱酸性及弱堿性條件，新生態(tài)二氧化錳強(qiáng)化混凝對(duì)苯酚的去除率較高，而強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性條件則不利于苯酚的去除。23新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究結(jié)論24高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助

凝機(jī)理湖泊與水庫(kù)是常用的地表水水源.近年來(lái),由于水體污染嚴(yán)重,在河流中也出現(xiàn)了藻類含量升高的情況.含藻水混凝困難,不易形成良好的絮體,沉淀效果差.水中的一些藻類能引起異味,影響飲用水的感官性狀;一些藻類會(huì)堵塞濾池,還有的藻類由于形體細(xì)小,可能會(huì)穿過(guò)濾池,造成濾后水的水質(zhì)惡化.研究結(jié)果表明,高鐵酸鹽預(yù)氧化能夠有效地去除水中的藻類細(xì)胞,高鐵酸鹽預(yù)氧化可以大幅度降低腐殖酸對(duì)藻類混凝去除的阻礙作用，提高混凝效果24高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助

凝機(jī)理湖泊與水高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理以桿狀顫藻為例，高鐵的作用機(jī)制是增強(qiáng)了顫藻的交聯(lián)性和加劇小球藻的收縮聚集作用.25高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理以桿狀顫藻為例高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理

高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻體細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響促使藻體細(xì)胞向周圍的介質(zhì)中釋放了大量的胞內(nèi)物質(zhì)1.氧化破壞了細(xì)胞的鞘套(圖左)使其外殼開裂，從而造成藻類細(xì)胞胞內(nèi)物質(zhì)的外流2.高鐵酸鹽刺激了藻體細(xì)胞(圖右)，造成其過(guò)度分泌胞內(nèi)物質(zhì)26高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理高鐵酸高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理另一個(gè)破壞作用就是造成了藻類細(xì)胞外部鞘套的強(qiáng)烈卷繞.27高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理另一個(gè)破壞作用氫氧化鐵膠體沉淀對(duì)藻類細(xì)胞的影響

1.改變?cè)寮?xì)胞的表面電性，降低Zeta電位2.降低了藻細(xì)胞的活動(dòng)性，增加了藻細(xì)胞的沉淀性.圖：氫氧化鐵膠體沉淀到藻類細(xì)胞表面圖：藻細(xì)胞發(fā)生聚集高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理28氫氧化鐵膠體沉淀對(duì)藻類細(xì)胞的影響1.改變?cè)寮?xì)胞的表面電性，高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理結(jié)論以顫藻，綠球藻和柵列藻為例1.高鐵氧化直接導(dǎo)致了藻類細(xì)胞的斷裂，影響了顫藻的正常段殖體繁殖方式，從而達(dá)到去除藻類的作用。2.高鐵酸鹽分解后產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體能夠吸附并沉淀到藻細(xì)胞的表面，降低了藻細(xì)胞的穩(wěn)定性，從而達(dá)到沉淀去除藻類的目的。3.高鐵酸鹽預(yù)氧化能夠改變水中藻類細(xì)胞的表面性質(zhì)，破壞細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)，并刺激胞體向其周圍的介質(zhì)中釋放出胞內(nèi)物質(zhì)；這些胞內(nèi)物質(zhì)具有大分子結(jié)構(gòu)，在混凝過(guò)程中可能起到助凝劑的作用。29高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理結(jié)論29主要參考文獻(xiàn)[1].王東升等,強(qiáng)化混凝與優(yōu)化混凝:必要性、目標(biāo)和發(fā)展方向,中國(guó)化學(xué)會(huì)第七屆水處理化學(xué)大會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)2004:中國(guó)濟(jì)南.[2].鄭洪領(lǐng),王龍與宗逸君,我國(guó)微污染水源飲用水處理技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展.山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2008(06):543-546[3].張立珠等.新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究[J].環(huán)境科學(xué),2011,32(10):2926-2930[4].劉偉,馬軍.高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理[J].環(huán)境科學(xué),2002,22(1):24-28[5].朱可勇.不同水源水質(zhì)強(qiáng)化混凝工藝的試驗(yàn)研究[D].上海:同濟(jì)大學(xué),2006[6].陸曉如,周雅珍與黃竹君,高效澄清池在黃浦江原水中的應(yīng)用試驗(yàn).凈水技術(shù),2002(02):14-16.[7].王冬云,黃友波與王安平,生活污水的化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理的研究.河北建筑科技學(xué)院學(xué)報(bào),2003(02):20-22.[8].Relationship,N.N.R.M.,betweenHumicandFulvicAcidsandFiocculants.WaterTechno1.1(977.69):p.6[2][2][9].Qin,J.,etal.,ImpactofcoagulationpHonenhancedremovalofnaturalorganicmatterintreatmentofreservoirwater.SeparationandPurificationTechnology,2011.49(3):p.295--298.30主要參考文獻(xiàn)30主要參考文獻(xiàn)[10].鄧忠良,朱云與肖錦,強(qiáng)化混凝用于微污染水源水處理.工業(yè)水處理,2002(08):4-6.[11].劉海龍等,強(qiáng)化混凝對(duì)水力條件的要求.中國(guó)給水排水,2006(05):1-4.[12].Cooper,D.R.,P.S.SchindlerandJ.Sun,Businessresearchmethods.2012.[13].Schindler,R.,etal.,Correlationsandinteractionsintheproductionofinterleukin-6(IL-6),IL-1,andtumornecrosisfactor(TNF)inhumanbloodmononuclearcells:IL-6suppressesIL-1andTNF.Blood,1990.75(1):p.40--47.[14].王向天,黃君禮與湯鴻霄,高嶺土和二氧化硅的表面酸堿性質(zhì)定量模式計(jì)算.哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2001(03):56-59.[15].王東升,湯鴻霄與欒兆坤,分形理論及其研究方法.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2001(S1):10-16.[16].王東升與湯鴻霄,IPF混凝過(guò)程的定量計(jì)算模式(I):PCNM的應(yīng)用.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2003(02):183-187.31主要參考文獻(xiàn)[10].鄧忠良,朱云與肖錦,強(qiáng)化混凝用于微32謝謝觀看

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33強(qiáng)化混凝技術(shù)

——thetechnologyofenhancedcoagulation

1強(qiáng)化混凝技術(shù)

——thetechnologyofen定義34

強(qiáng)化混凝是在常規(guī)混凝工藝的基礎(chǔ)上,在保證濁度去除效果的前提下，通過(guò)增加混凝劑的投加量和調(diào)整PH值等方法，來(lái)提高常規(guī)工藝中對(duì)有機(jī)物的去除效果，最大限度去除消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物質(zhì)（DBPFP）,保證飲用水消毒副產(chǎn)物（DBPs）符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的方法。定義2強(qiáng)化混凝是在常規(guī)混凝工藝的基礎(chǔ)上,在保證濁度去35強(qiáng)化混凝對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理利用強(qiáng)化混凝去除水中的NOM(特別是腐殖質(zhì))被證明是有效的方法，作用機(jī)理主要有以下四種：①通過(guò)壓縮雙電層、特性吸附電性中和、網(wǎng)捕作用或架橋作用使膠體脫穩(wěn):②通過(guò)表面吸附后，NOM(腐殖質(zhì))可與金屬鹽離子鰲合，脫穩(wěn)沉降;③由沉降速度差造成的差降沉降作用;④主要通過(guò)表面吸附非同類構(gòu)造分子而產(chǎn)生的共同(協(xié)同)沉降作用。NOM包括顆粒態(tài)物質(zhì)(如植物碎片或殘骸、微生物等)和溶解性有機(jī)物DOM(DOC)。前者主要通過(guò)膠體脫穩(wěn)機(jī)理去除，而后者則主要通過(guò)差降沉降或共同沉降作用去除的3強(qiáng)化混凝對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理利用強(qiáng)化混凝去除水中的NOM(特36強(qiáng)化混凝對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理4強(qiáng)化混凝對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)理37強(qiáng)化混凝的方法基于混凝劑形態(tài)的強(qiáng)化混凝方法基于投加助凝劑的強(qiáng)化混凝方法基于改善水力條件的強(qiáng)化混凝方法5強(qiáng)化混凝的方法基于混凝劑形態(tài)的強(qiáng)化混凝方法38強(qiáng)化混凝的影響因素混凝劑的種類對(duì)強(qiáng)化混凝而言，無(wú)機(jī)混凝劑要比合成有機(jī)物混凝劑效果好。通常認(rèn)為，在合成有機(jī)物混凝劑在天然水的混凝過(guò)程中，由于無(wú)法提供有機(jī)物的吸附位，只能產(chǎn)生電中和作用參與腐殖酸的沉淀，所以混凝效果很不理想。高分子絮凝劑單獨(dú)作為混凝劑時(shí)，它的效果不如無(wú)機(jī)金屬鹽類混凝劑，因?yàn)樗荒苡行У厝コ芙庑杂袡C(jī)物（DOM），但當(dāng)被用作助凝劑時(shí)，則可發(fā)揮其提高固液分離的功能，有效地提高TOC的去除率。6強(qiáng)化混凝的影響因素混凝劑的種類39強(qiáng)化混凝的影響因素混凝劑的投加量混凝劑的投加量直接影響強(qiáng)化混凝對(duì)水中有機(jī)物的去除效果。加大混凝劑投加量，會(huì)使有機(jī)物的水化殼壓縮，水解的陽(yáng)離子與有機(jī)物陰離子電中和，消除有機(jī)物對(duì)無(wú)機(jī)膠體的影響，從而使無(wú)機(jī)膠體脫穩(wěn)，達(dá)到除去膠體的目的7強(qiáng)化混凝的影響因素混凝劑的投加量40強(qiáng)化混凝的影響因素pH值的影響由于混凝劑有其發(fā)揮作用的最佳pH值范圍，因此，pH值對(duì)混凝效果有很大的影響。pH對(duì)有機(jī)物去除效果的影響，主要是由于氫離子與金屬離子水解產(chǎn)物對(duì)有機(jī)配位體的競(jìng)爭(zhēng)或者羥基與有機(jī)陰離子對(duì)金屬離子水解產(chǎn)物的競(jìng)爭(zhēng)造成。在較低的pH下，有機(jī)物質(zhì)子化程度增加，因而減少了混凝劑的需求量，混凝劑水解后的形態(tài)帶更多的正電，有利于吸附，所需求的混凝劑劑量也減少；另外，可能電性中和和吸附共沉淀機(jī)理得以加強(qiáng)，腐殖酸和富里酸聚合體的沉淀作用減弱。8強(qiáng)化混凝的影響因素pH值的影響41強(qiáng)化混凝的影響因素原水水質(zhì)的影響原水水質(zhì)對(duì)混凝效果影響很大，影響因素是有機(jī)物的分子量、電性及溶解性。原水中有機(jī)物的分子特性對(duì)其去除率大小起決定作用，憎水性越強(qiáng)、分子鏈越大、化學(xué)鍵結(jié)合部位多都能使其去除率大大提高。通過(guò)強(qiáng)化混凝能去除絕大部分分子量大、憎水性強(qiáng)的有機(jī)物。當(dāng)原水中的有機(jī)物主要由有機(jī)顆粒和大分子有機(jī)物組成時(shí)，混凝可以有效去除水中的TOC。而水源水的腐殖質(zhì)含量又會(huì)使TOC降低。所以混凝去除腐殖類和高分子量有機(jī)物的效果比它去除非腐類和低分子量有機(jī)物好。9強(qiáng)化混凝的影響因素原水水質(zhì)的影響42強(qiáng)化混凝的影響因素水溫的影響的影響水溫對(duì)混凝的影響國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有大量研究。低溫對(duì)于常規(guī)混凝具有負(fù)面的影響作用。低溫可能造成水的粘度上升，阻礙混凝劑的擴(kuò)散和絮體沉降；可以影響水解動(dòng)力學(xué)平衡，影響金屬氫氧化物的形成；同時(shí)可以降低水的離子積常數(shù)，從而降低水中氫氧根的濃度。此外，低溫可能造成形成的絮體密實(shí)度較低、絮體較小，導(dǎo)致分離效果差。10強(qiáng)化混凝的影響因素水溫的影響的影響43強(qiáng)化混凝的影響因素水力條件的影響混凝過(guò)程中兩個(gè)關(guān)鍵性的控制因素是混凝劑的水解結(jié)合效力和水力條件，混凝效果與混凝劑在水中的擴(kuò)散有密切關(guān)系，原水中加入混凝劑后將產(chǎn)生兩種效應(yīng)：混凝劑在水中進(jìn)行混合與擴(kuò)散；混凝劑水解，水解產(chǎn)物與膠體顆粒作用使其脫穩(wěn)。由于水解、脫穩(wěn)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝劑在水中的擴(kuò)散速率，故擴(kuò)散作用成為膠體顆粒能否迅速脫穩(wěn)的決定性因素。實(shí)際上混凝劑水解產(chǎn)物的吸咐架橋能力和混凝設(shè)施產(chǎn)生的微漩渦所帶來(lái)的剪切力的對(duì)比關(guān)系，決定了礬花的尺寸、密實(shí)度及沉降性能。前者取決于混凝劑本身，而后者則由水力條件所確定。許多研究顯示，適宜的水力條件是混凝劑發(fā)揮效力的前提，可以提高混凝出水水質(zhì)。有人在對(duì)配水進(jìn)行強(qiáng)化混凝條件的選擇試驗(yàn)中，考察了混凝劑種類、快速攪拌時(shí)間及強(qiáng)度等對(duì)強(qiáng)化混凝效果的影響。通過(guò)測(cè)定絮凝指數(shù)、沉淀后水的濁度及DOC等發(fā)現(xiàn)：混凝劑的擴(kuò)散過(guò)程和快速混合碰撞過(guò)程對(duì)混凝效果起著至關(guān)重要的作用，一定的攪拌強(qiáng)度和時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的較好去除。11強(qiáng)化混凝的影響因素水力條件的影響44強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展表面絡(luò)合原理及其定量計(jì)算模式在強(qiáng)化混凝中的應(yīng)用20世紀(jì)70年代初期Stulnn等首先提出對(duì)水合氧化物的分散體系中金屬離子的專屬吸附采用配位化學(xué)的處理方法，認(rèn)為顆粒物界面上與H+、OH-和金屬離子的結(jié)合屬于絡(luò)合化學(xué)反應(yīng)，此時(shí)的吸附量可以用與溶液中絡(luò)合平衡類似的方法，按質(zhì)量作用定律加以討論。Schindler等對(duì)這一概念加以進(jìn)一步的闡述，因而后來(lái)被稱為Stulnn—Schindle絡(luò)合模式，近年被廣泛應(yīng)用于固液界面上反應(yīng)機(jī)制的研究。由于表面絡(luò)合模型的計(jì)算相當(dāng)繁雜，主要應(yīng)用計(jì)算機(jī)模塊來(lái)進(jìn)行多組分多相的復(fù)雜計(jì)算，目前主要的計(jì)算機(jī)程序有REDE—QL，MINEQL，MICROQL，SUREQL，HYDRAQL，F(xiàn)ITEQL等。它們可用來(lái)計(jì)算各種化學(xué)平衡和表面絡(luò)合反應(yīng)中的平衡常數(shù)和組分濃度。例如MICROQL可以計(jì)算飽和Al(OH)3，溶液中鋁的形態(tài)分布及其表面平衡常數(shù)。王向天等應(yīng)用Stulnn—Schindle絡(luò)合模式，計(jì)算了高嶺土、二氧化硅的表面絡(luò)合常數(shù)，得到了與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合的計(jì)算結(jié)果。12強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展表面絡(luò)合原理及其定量計(jì)算模式在強(qiáng)45強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展分形理論在強(qiáng)化混凝中的應(yīng)用分形理論用于對(duì)混凝的研究也是一種有效的新手段。絮體結(jié)構(gòu)和性能在混凝研究中一直有十分重要的地位，其大小、強(qiáng)度、密度與穿透性等特點(diǎn)對(duì)于污泥處置和出水水質(zhì)至關(guān)重要，其形成往往具有分形特征。通過(guò)分形結(jié)構(gòu)分析，用一非整數(shù)維數(shù)來(lái)描述非規(guī)則體中的無(wú)規(guī)則程度，為這些看起來(lái)復(fù)雜不規(guī)則形態(tài)提供一種數(shù)學(xué)框架，從而得以定量的描述，而分形結(jié)構(gòu)分析中最重要的特征參數(shù)是分形維數(shù)(分維)。一般認(rèn)為，對(duì)應(yīng)于分形體的不規(guī)則和復(fù)雜性或空間填充程度，分維不同則反映了聚集體結(jié)構(gòu)所具有的開放程度，在混凝研究中應(yīng)用分維可以對(duì)不同條件下形成的絮體結(jié)構(gòu)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的描述。13強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展分形理論在強(qiáng)化混凝中的應(yīng)用46強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展混凝作用機(jī)理研究逐漸向半定量乃至定量化發(fā)展

表面絡(luò)合理論和分形理論的引人推動(dòng)了混凝研究的半定量和定量化進(jìn)程，發(fā)展了多種計(jì)算模式和軟件，但多限于應(yīng)用在傳統(tǒng)混凝劑，對(duì)新型高分子混凝劑混凝過(guò)程的計(jì)算尚存在困難，有待進(jìn)一步的研究。王東升等以典型IPF—顆粒物—水溶液體系的相互作用為例，對(duì)Dentel的吸附沉積一電中和模式(PrecipitationChargeNeutralizationModel，PC-NM)作了適當(dāng)改進(jìn)，能夠較好地預(yù)測(cè)聚合鋁的混凝特征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模式預(yù)測(cè)值基本吻合。14強(qiáng)化混凝機(jī)理研究的新發(fā)展混凝作用機(jī)理研究逐漸向半定量乃至47強(qiáng)化混凝技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題

1)由于大劑量投加混凝劑，水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥量也必然增加。強(qiáng)化混凝條件下，有可能不能達(dá)到理想的濁度去除效果，從而增加濾池的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。2)總藥耗有所增加，包括調(diào)節(jié)混凝pH的硫酸消耗以及如果考慮腐蝕問(wèn)題調(diào)高出廠水pH的堿石灰消耗等。3)對(duì)雜質(zhì)微粒及病原體的去除不利，無(wú)機(jī)物的組成水平，腐蝕控制，pH改變引起混凝條件變化有可能引起顆粒的重新穩(wěn)定。4)對(duì)溶解性有機(jī)物、CODMn去除能力提高有限，對(duì)氨氮、礦物油等的去除沒(méi)有促進(jìn)作用.5)更重要的是，針對(duì)某特定的原水特性提出的降低反應(yīng)體系pH值和增大混凝劑量的方式，并不一定對(duì)所有原水水質(zhì)都奏效。15強(qiáng)化混凝技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題48關(guān)于強(qiáng)化混凝的一些研究成果16關(guān)于強(qiáng)化混凝的一些研究成果49新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究新生態(tài)MnO2是高錳酸鉀在線還原的產(chǎn)物，較固體二氧化錳具有更大的比表面積和更高的反應(yīng)活性。過(guò)去曾把它作為高錳酸鉀水處理藥劑的副產(chǎn)物，隨著高錳酸鉀水處理應(yīng)用的深入研究，發(fā)現(xiàn)它在高錳酸鉀強(qiáng)化水處理過(guò)程中起重要作用。17新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究新生態(tài)Mn50新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究鈣離子的影響18新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究鈣離子的影51新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究單寧酸的影響19新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究單寧酸的影52新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究新生態(tài)MnO2投量的影響20新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究新生態(tài)M53新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究高嶺土投量的影響21新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究高嶺土投量54新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究PH值的影響22新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究PH值的影55新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究結(jié)論（1）鈣離子能夠提高新生態(tài)二氧化錳強(qiáng)化混凝對(duì)苯酚的去除，單寧酸與苯酚共存時(shí)能明顯促進(jìn)苯酚的混凝去除。（2）新生態(tài)二氧化錳作為助凝劑，投加少量就能得到很好的效果。若達(dá)到相同苯酚的去除率，新生態(tài)二氧化錳助凝作用能夠明顯減少混凝劑的用量。（3）中性、弱酸性及弱堿性條件，新生態(tài)二氧化錳強(qiáng)化混凝對(duì)苯酚的去除率較高，而強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性條件則不利于苯酚的去除。23新生態(tài)MnO2強(qiáng)化混凝去除苯酚的影響因素研究結(jié)論56高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助

凝機(jī)理湖泊與水庫(kù)是常用的地表水水源.近年來(lái),由于水體污染嚴(yán)重,在河流中也出現(xiàn)了藻類含量升高的情況.含藻水混凝困難,不易形成良好的絮體,沉淀效果差.水中的一些藻類能引起異味,影響飲用水的感官性狀;一些藻類會(huì)堵塞濾池,還有的藻類由于形體細(xì)小,可能會(huì)穿過(guò)濾池,造成濾后水的水質(zhì)惡化.研究結(jié)果表明,高鐵酸鹽預(yù)氧化能夠有效地去除水中的藻類細(xì)胞,高鐵酸鹽預(yù)氧化可以大幅度降低腐殖酸對(duì)藻類混凝去除的阻礙作用，提高混凝效果24高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助

凝機(jī)理湖泊與水高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理以桿狀顫藻為例，高鐵的作用機(jī)制是增強(qiáng)了顫藻的交聯(lián)性和加劇小球藻的收縮聚集作用.57高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理以桿狀顫藻為例高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理

高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻體細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響促使藻體細(xì)胞向周圍的介質(zhì)中釋放了大量的胞內(nèi)物質(zhì)1.氧化破壞了細(xì)胞的鞘套(圖左)使其外殼開裂，從而造成藻類細(xì)胞胞內(nèi)物質(zhì)的外流2.高鐵酸鹽刺激了藻體細(xì)胞(圖右)，造成其過(guò)度分泌胞內(nèi)物質(zhì)58高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理高鐵酸高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理另一個(gè)破壞作用就是造成了藻類細(xì)胞外部鞘套的強(qiáng)烈卷繞.59高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理另一個(gè)破壞作用氫氧化鐵膠體沉淀對(duì)藻類細(xì)胞的影響

1.改變?cè)寮?xì)胞的表面電性，降低Zeta電位2.降低了藻細(xì)胞的活動(dòng)性，增加了藻細(xì)胞的沉淀性.圖：氫氧化鐵膠體沉淀到藻類細(xì)胞表面圖：藻細(xì)胞發(fā)生聚集高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理60氫氧化鐵膠體沉淀對(duì)藻類細(xì)胞的影響1.改變?cè)寮?xì)胞的表面電性，高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理結(jié)論以顫藻，綠球藻和柵列藻為例1.高鐵氧化直接導(dǎo)致了藻類細(xì)胞的斷裂，影響了顫藻的正常段殖體繁殖方式，從而達(dá)到去除藻類的作用。2.高鐵酸鹽分解后產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體能夠吸附并沉淀到藻細(xì)胞的表面，降低了藻細(xì)胞的穩(wěn)定性，從而達(dá)到沉淀去除藻類的目的。3.高鐵酸鹽預(yù)氧化能夠改變水中藻類細(xì)胞的表面性質(zhì)，破壞細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)，并刺激胞體向其周圍的介質(zhì)中釋放出胞內(nèi)物質(zhì)；這些胞內(nèi)物質(zhì)具有大分子結(jié)構(gòu)，在混凝過(guò)程中可能起到助凝劑的作用。61高鐵酸鹽預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞的破壞作用及其助凝機(jī)理結(jié)論29主要參考文獻(xiàn)[1].王東升等,強(qiáng)化混凝與優(yōu)化混凝:必要性、目標(biāo)和發(fā)展方向,中國(guó)化學(xué)會(huì)第