水污染控制混凝第1頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)混凝工藝與設備一、工藝流程混凝工藝流程由藥劑投加、混合、反應及沉淀分離等單元組成。

混合

使混凝劑迅速、均勻地分散到廢水中，通過壓縮雙電層和電中和作用，使膠體脫穩(wěn)，形成小“礬花”。

反應

在一定的水流條件下，小“礬花”通過吸附架橋和沉淀物網(wǎng)捕等作用形成較大的絮體。沉淀

反應過程形成的大絮體進入沉淀池進行分離。（問題）第2頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)混凝工藝與設備問題：分離絮體可以采用哪些工藝？

混凝沉淀工藝混凝工藝混凝氣浮工藝第3頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月二、混凝劑的調(diào)配與投加（1）混凝劑的調(diào)配（2）混凝劑的投加固體投加液體投加第五節(jié)混凝工藝與設備第4頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)混凝劑干投法（應用較少）

第五節(jié)混凝工藝與設備工藝流程：藥劑輸送→粉碎→提升→計量→加藥混合工作原理：圖第5頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)混凝劑濕投法

第五節(jié)混凝工藝與設備工藝流程：溶解池→溶液池→定量控制設備→投加設備→混合池溶解設備：溶解池、攪拌設備。藥劑調(diào)配：水力調(diào)配、機械調(diào)配、壓縮空氣調(diào)配和人工調(diào)配等。

溶液池：配制一定濃度溶液的設施。其它設備：（略）第6頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)混凝劑投加方式①重力投加②虹吸式定量投加③水射器投加④用計量泵投加藥劑

第五節(jié)混凝工藝與設備第7頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月①重力投加

第五節(jié)混凝工藝與設備可直接將混凝劑溶液投入管道內(nèi)或水泵吸水管喇叭口處。第8頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

②虹吸式定量投加

第五節(jié)混凝工藝與設備

可通過改變虹吸管進口和出口高度之差(H)，控制投加量。第9頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

③水射器投加第五節(jié)混凝工藝與設備第10頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月④用計量泵投加藥劑第五節(jié)混凝工藝與設備第11頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)混凝劑計量方式

基本要求：

投量準確；工作靈活可靠；設備簡單；操作方便。

第五節(jié)混凝工藝與設備①浮子—苗嘴(孔板)計量系統(tǒng)

②浮球閥計量系統(tǒng)

③流量計計量系統(tǒng)

④計量泵計量

⑤三角堰計量系統(tǒng)第12頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

①

浮子—苗嘴(孔板)計量系統(tǒng)第五節(jié)混凝工藝與設備第13頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

②浮球閥計量系統(tǒng)

第五節(jié)混凝工藝與設備利用槽內(nèi)浮球閥與槽底管口高差(H)恒定，槽底管口流量不變原理，通過改變池底管口苗嘴或孔板的孔徑來控制投藥量。第14頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

③流量計計量系統(tǒng)

④計量泵計量

第五節(jié)混凝工藝與設備第15頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤三角堰計量系統(tǒng)（適用于大、中流量計量。）第五節(jié)混凝工藝與設備第16頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月三、混合(一)混合的作用

使藥劑能快速、均勻地分散到廢水中。

第五節(jié)混凝工藝與設備★★快速：是因混凝劑在廢水中發(fā)生水解反應的速度很快，需要盡量造成急速擾動以生成大量細小絮體，并不要求生成大顆粒；

★★均勻：是為了化學反應能在廢水中各部分得到均衡發(fā)展。

水力條件要求：

攪拌時間：10－30s，工業(yè)應用常取2min。速度梯度：G=500～1000s-1。第17頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

攪拌強度用速度梯度G來表示。

速度梯度是指由于攪拌在垂直水流方向上引起的速度差du與垂直水流距離dy間的比值，即G=du/dy。（單位：s-1）

速度梯度實質(zhì)上反映了顆粒的碰撞機會。速度差越大，顆粒間越易發(fā)生碰撞；間距越小，顆粒間也越易發(fā)生碰撞。第五節(jié)混凝工藝與設備速度梯度與攪拌時間的乘積Gt值可間接表示整個反應時間內(nèi)顆粒碰撞的總次數(shù)，可用來控制反應效果，一般Gt值應控制在104～105之間。在G值給定的情況下，可調(diào)節(jié)t值來改善反應效果。第18頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

(二)混合方式水力混合機械混合

第五節(jié)混凝工藝與設備常見混合方式：管式混合水泵混合機械混合第19頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月1、管式混合

A、普通管道混合B、管式靜態(tài)混合器C、擴散混合器第五節(jié)混凝工藝與設備第20頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月A、普通管道混合

把藥劑投入水泵壓水水管內(nèi)，借助水流進行混合。藥劑加入方式：《圖》第21頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月B、管式靜態(tài)混合器

管內(nèi)裝設若干個固體混合單元體。第五節(jié)混凝工藝與設備第22頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

C、擴散混合器

在管式孔板混合器前加一錐形帽，水流和藥劑對沖錐形帽而后擴散形成劇烈紊流，使藥劑和水達到快速混合。第五節(jié)混凝工藝與設備第23頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月2、其它水力混合方式

A、分流隔板混合池B、跌水混合池C、水躍式混合池D、渦流式混合設備E、廊道式格板混合池第五節(jié)混凝工藝與設備第24頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月A、分流隔板混合池第五節(jié)混凝工藝與設備第25頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

B、跌水混合池利用水流在跌落過程中產(chǎn)生的沖擊達到混合的效果。第五節(jié)混凝工藝與設備第26頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月C、水躍式混合池

利用3m/s以上的流速迅速流下時所產(chǎn)生的水躍進行混合。

第五節(jié)混凝工藝與設備第27頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

D、渦流式混合設備設計要點：底部錐角30-45°；反應時間1-1.5min，≤2min；入口流速1-1.5m/s；圓柱部分上升流速25mm/s。第五節(jié)混凝工藝與設備第28頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

E、廊道式格板混合池第五節(jié)混凝工藝與設備第29頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月3、水泵混合將藥劑投加在水泵的吸水管內(nèi)或喇叭口處，利用水泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)達到快速混合的目的。特點：混合效果好，不需另建混合設施；節(jié)省動力；各型水廠均可采用；要求：泵房距離處理設備不大于150m。第五節(jié)混凝工藝與設備第30頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月水泵混合的投藥位置

（1）泵前投加☆★（2）泵后投加☆★第五節(jié)混凝工藝與設備

1、泵前投加

加注在取水泵吸水管中或吸水喇叭口處，見圖。目前大多數(shù)采用這種方式，主要優(yōu)點是可利用水泵葉輪使藥劑和原水得到充分混合，而且借助于水泵吸力吸入，容易加注。缺點是藥劑對水泵有一定的腐蝕作用。

2、泵后投加

加注在水泵出水壓力管（見圖）或沉淀池進口處。當取水泵離凈水裝置較遠（約大于500m）時，為防止反應過早，已結(jié)成的絮粒在管道或進入沉淀池時破碎，從而影響凈水效果，所以采用泵后投加。泵后投加因投藥點承壓或無吸力，故需要用水射器或加藥泵。其優(yōu)點是不發(fā)生藥劑對水泵的腐蝕。第31頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月4、機械攪拌混合

第五節(jié)混凝工藝與設備第32頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月四、絮凝反應(1)反應的作用是使混合形成的小絮凝體經(jīng)過充分碰撞接觸，絮凝成較大顆粒的過程。

第五節(jié)混凝工藝與設備第33頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月四、反應（絮凝）(2)反應過程的水力條件

反應設備應有一定的停留時間和適當?shù)臄嚢鑿姸?，使小絮體有一適宜的相互碰撞機會。

攪拌強度太大或太小，會對反應池的絮凝效果產(chǎn)生影響。

第五節(jié)混凝工藝與設備絮凝控制指標：速度梯度G=10～70s-1。水流速度v=15－30mm/s。反應時間t=15－30min。絮凝控制指標Gt值=104-4×105》》》》第34頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

絮凝控制指標研究(1)Gt值(2)GtC值(3)aGtC值考慮顆粒濃度及脫穩(wěn)程度等因素進去，提出（2）、（3）。

第五節(jié)混凝工藝與設備

(2)GtC值以GtC值（C為膠體濃度）作為反應設備的控制參數(shù)，并建議GtC值控制在100左右較好。理由是反應效果與水中顆粒濃度有關，例如當?shù)蜐舛葧r，反應設備的效率就會降低，但如果人工投加粘土，效果就能提高。

(3)aGtC值以aGtC值（C為膠體濃度，a表示有效碰撞系數(shù)）作為反應設備的控制參數(shù)。如果脫穩(wěn)顆粒每次碰撞都能導致凝聚，則a=1，實際上總是a<1。第35頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

(三)絮凝反應設備

(1)設備分類（按攪拌方式分）A、水力攪拌反應池：B、機械攪拌反應池：

第五節(jié)混凝工藝與設備第36頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)水力攪拌反應池

A、隔板反應池B、折板反應池C、穿孔旋流反應池D、旋流式反應池E、渦流式反應池

第五節(jié)混凝工藝與設備第37頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月A、隔板反應池

a、往復式b、回轉(zhuǎn)式

第五節(jié)混凝工藝與設備a、往復式特點：水流在池內(nèi)作180o轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失較大，且絮凝體有破碎的可能。水頭損失0.3-0.5m。

b、回轉(zhuǎn)式特點：水流在池內(nèi)作90o轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失大為減小，且絮凝效果有所提高。水頭損失比往復式小40%。第38頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月B、折板反應池平折板反應池一般分為三段。三段的折板布置可分別采用相對折板、平行折板和平行直板。另外還有采用波形板的。

（豎直放置）第五節(jié)混凝工藝與設備第39頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

C、穿孔旋流反應池

第五節(jié)混凝工藝與設備由若干方格組成，分格數(shù)不少于6格。隔墻上下開孔，水流沿池壁切線進入形成旋流。第一格孔口小，旋轉(zhuǎn)速度大，隨后依次遞減，對應G值遞減。第40頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

D、旋流式反應池

第五節(jié)混凝工藝與設備設計要點：反應時間8-15min；噴嘴入口流速2-3m/s。第41頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月E、渦流式反應池第五節(jié)混凝工藝與設備設計要點：底部錐角30-45°，反應時間6-10min，入口流速0.7m/s，圓柱部分上升流速4-6mm/s。第42頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

（3）機械攪拌反應池

A、漿板式和葉輪式。B、水平軸和垂直軸

第五節(jié)混凝工藝與設備分格串聯(lián)，每格設以攪拌機。分格越多，絮凝效果越好。但造價高和維修量大。

為適應絮體形成規(guī)律，第一格攪拌強度最大，其余依次遞減，對應G值也遞減。第43頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月

機械攪拌反應池設計參數(shù)：

A、絮凝時間為15-20min。B、池內(nèi)設3-4擋攪拌機。C、隔墻上下開孔，防止水流短路。D、葉輪線速度自第一擋0.5m/s起逐漸減小到末擋的0.25m/s。

第五節(jié)混凝工藝與設備第44頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）組合絮凝池第五節(jié)混凝工藝與設備第45頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)混凝反應池的設計要點：反應流速一般按由大逐漸變小進行設計。為防止絮粒被破碎，應控制反應器內(nèi)的流速。要有足夠的反應時間（10-30min為宜），并控制反應速度，使梯度值G值達到10-75s-1，通常20-60s-1，使Gt值應控制在104～105之間，保證反應過程的充分完全。對于低濁度、低堿度廢水宜采用較大的t值；對粗分散、雜質(zhì)含量高的廢水宜采用較大的G值。采用水力攪拌的反應設備，其攪拌強度可由水流速度來控制，攪拌時間即水在反應設備中的停留時間，一般采用6～30min。第五節(jié)混凝工藝與設備第46頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)影響混凝的因素第47頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)影響混凝的因素絮凝作用是復雜的物理化學過程，影響混凝效果因素主要包括：（P211）1.濁度濁度過高或過低都不利于絮凝，濁度不同，所需的絮凝劑用量也不同。低濁水缺少凝聚核心，可將部分沉渣連續(xù)回流到混合池入口，以促進反應過程。2.水溫水溫會影響無機鹽類的水解。水溫低，水解反應慢；水的粘度增大，布朗運動減弱，混凝效果下降。另外，水溫也影響反應后的沉降過程。第48頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)影響混凝的因素3pH值及堿度—影響混凝效果的重要因素

(1)pH值影響膠體顆粒表面電荷及ξ電位對于帶正電膠體，pH降低，H+吸附量增加，膠粒電荷增大，電泳速度加快；pH升高，結(jié)果與上相反。

(2)pH值對混凝劑作用的影響pH影響著混凝劑在水中的存在狀態(tài)，不同的pH，混凝劑水解產(chǎn)物不同，所起的混凝作用各異。工程上應充分考慮混凝劑水解而引起水pH值的變化，必要時進行適當調(diào)節(jié)，使其滿足混凝作用的要求。

第49頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)影響混凝的因素４共存雜質(zhì)(1)有利成分:

可促進混凝過程。除硫、磷化合物以外的其他各種無機金屬鹽，均能壓縮膠體粒子的擴散層厚度，促進膠體凝聚，且濃度越高，促進能力越強。

(2)不利成分:

不利于混凝過程的進行。磷酸離子、亞硫酸離子、高級有機酸離子影響高分子絮凝作用。氯、螯合物、水溶性高分子物質(zhì)和表面活性物質(zhì)不利于混凝。第50頁，課件共53頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)影響混凝的因素5.混凝劑（重點）