《給排水工程》課件PPT

《給排水工程》課件PPT,給排水工程,排水工程,課件,PPT 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法對于天然水源水，根據(jù)水質(zhì)和用戶要求，分（一）常規(guī)處理工藝 1混凝（混合Mixing絮凝 flocculation）；2沉淀Sedimentation 3過濾 Filtration；4消毒Disinfection（二）預處理和深度處理 預處理Preliminary常規(guī)處理Normal深度處理 Advanced 處理對象：水中有機污染物（污染水源，存在“三致”物質(zhì)，常規(guī)處理無法去除）水處理的基本方法水處理的基本方法本章總目錄水處理的任務水處理的任務是根據(jù)水質(zhì)指標和標準，通過處理，達到生活飲用、工業(yè)使用或去污重復使用、達標排放的要求。給水、廢水處理方法和機理基本相同，只是效果不同。給水處理的基本方法及工藝流程給水處理的基本方法及工藝流程 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法污水處理的基本方法污水處理的基本方法本章總目錄廢水物理法的去除對象是水中不溶解的懸浮物質(zhì)。應用的工藝有：篩濾截留、重力分離（自然沉淀、上?。?、離心分離等。設備和構筑物則有格柵、篩網(wǎng)、沉砂池、沉淀池、濾池、微濾機、氣浮裝置、離心機、旋流分離器等。（1）格柵）格柵 Screening 它是由一組平行的金屬柵條制成的框架，斜置成 6070 于廢水流經(jīng)的渠道上，當廢水流過時，呈塊狀的污染物質(zhì)即被柵條所截留，而從廢水中去除，它是一種對后續(xù)處理構筑物或廢水提升泵站有保護作用的設備，篩網(wǎng)截留亦屬于這一性質(zhì)的設備。1 物理法物理法 Physical Treatment按作用原理分按作用原理分 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄（2）沉淀池）沉淀池 Sedimentation tank 與沉砂池與沉砂池 Grit chamber 使廢水在池內(nèi)的流速降低，這樣廢水中的固體物質(zhì)在其自身重力作用下下沉，而使固體物質(zhì)與水分離，這種工藝分離效果好、簡單易，應用廣泛，往往在處理廢水過程中多次使用，是一種十分重要的理構筑物。沉淀池主要用于去除廢水中大量的呈顆粒狀的懸浮固，沉砂池主要去除廢水中比重較大的固體顆粒。（3）氣浮裝置）氣浮裝置 Flotation unit 對一些比重接近于水的細微顆粒，借其自重難于下沉或上浮，可采用氣浮裝置，采取技術措施使空氣以細小氣泡的形式散布于水中，并與顆粒附聚在一起，形成浮選體，上浮到水面而與水分離。（4）離心）離心Centrifugal與旋流與旋流 Vortex separator分離分離 使含有懸浮固體或乳化油的廢水在設備中進行高速旋轉(zhuǎn)，由于懸浮固體和廢水的質(zhì)量不同，受到的離心力也不同，質(zhì)量大的懸浮固體被拋甩到廢水外側(cè)，這樣就可使懸浮固體和廢水分別通過各自出口排出設備之外，使廢水得以凈化。1 物理法物理法 Physical Treatment 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄向廢水中投加某些化學藥劑，通過化學反應達到凈化廢水的目的。（1）中和法）中和法 Neutralization（2）混凝）混凝 Coagulation（3）氧化還原）氧化還原 Oxidation and reduction 氧化劑有氧、純氧、臭氧、氯氣、次氯酸鈉、三氯化鐵等，還原劑有鐵、鋅、錫、錳、二氧化硫、石灰等。（4）吸附）吸附 Adsorption 吸附作用就是發(fā)生在不同相界面上的物質(zhì)傳遞，廢水處理主要是固體物質(zhì)表面對廢水中污染物質(zhì)的吸附，吸附可分為物理、化學和生物吸附等。物理吸附是吸附劑和吸附質(zhì)之間在分子力作用下產(chǎn)生的，不產(chǎn)生化學變化，而化學吸附是吸附劑和吸附質(zhì)之間由于化學鍵力作用下引起吸附作用的，在生物作用下也可產(chǎn)生吸附。常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、硅藻土、焦炭、木屑等。2 化學法化學法 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄（5）離子交換）離子交換 Ion exchange 去除溶解鹽分（6）電滲析）電滲析 Electrodialysis(ED)反滲透反滲透 Reverse osmosis(RO)去除溶解鹽分（7）氣提）氣提 Gas stripping 去除揮發(fā)性物質(zhì)（氣提塔）（8）萃取）萃取 去除溶質(zhì)。溶質(zhì)在萃取劑和水中的溶解度差別。（9）電解）電解 Electrolysis 去除溶解鹽分。利用電極的氧化還原反應。2 化學法化學法 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解膠體狀態(tài)的有機污染物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)。好氧氧化 城市污水及有機性生產(chǎn)污水 生物膜法；活性污泥法厭氧還原：高濃度有機污水與污水處理中產(chǎn)生的污泥3 生物法生物法 Biological 1一級處理 Primary Treatment：主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體物質(zhì)。2二級處理 Secondary Treatment：去除呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物。3三級處理Tertiary Treatment：去除水中難降解的有機污染物、N、P等導致富營養(yǎng)化的可溶性無機物。按污水處理程度分按污水處理程度分 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法本章總目錄在天然水體及污水中含有較粗大的懸浮物質(zhì)及雜質(zhì)。為減輕水處理負荷，保持處理構筑物的正常運行，首先應將其去除。預處理設施：格柵、篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池 。水的預處理水的預處理 Preliminary Treatment 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄格柵格柵 Screening 一、概述一、概述 1格柵格柵是一組平行的金屬柵條制成的金屬框架傾斜（與水平面夾角 6070）或直立（節(jié)省占地）設置在污水流經(jīng)的渠道、泵站集水池的進口處或取水口進口端部。2作用作用：攔截較粗大的懸浮物或飄浮物質(zhì)以免堵塞水泵和沉淀池排泥管，起保護作用。3柵渣柵渣：被攔截的物質(zhì)叫柵渣。含水率 7080，容量約750kg/m3。第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄格柵格柵 Screening 二、格柵類型及柵渣的去除方法二、格柵類型及柵渣的去除方法（一）格柵類型（一）格柵類型 1按形狀分：（1）平面格柵 由框架與柵條組成?；緟?shù) B寬度，L長度，柵條間距e（凈距），柵條至外框的距離b。B600，800，4000；L600，800，；e=10，15，20，25，30，40，50，60，80，100；表示 PGABLe（2）曲面格柵 固定曲面格柵；旋轉(zhuǎn)鼓筒式格柵 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處水的物理、化學及物理化學處水的物理、化學及物理化學處水的物理、化學及物理化學處理方法理方法理方法理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄格柵格柵 Screening 2按柵條間距分：（1）粗格柵（50100mm）（2）細格柵（310mm）（3）中格柵（1040mm）第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄格柵格柵 Screening（二）柵渣的清除方法（二）柵渣的清除方法 1人工（Hand cleaned）：適于小型水廠，為方便清渣，避免渣重新落入水中，格柵安裝角度以 3045為宜。2機械（Mechanically）：6070 傳動系統(tǒng)有電力傳動和液壓傳動，多用電力。齒耙用鏈條或鋼繩拉動，移動速度 2m/min。（1）履帶式機械格柵（2）抓斗式機械格柵 格柵內(nèi)外水位差超過 30cm自動啟動，水位差消失后自動停車。移動式格柵除污機移動式格柵除污機六、其他格柵除污機六、其他格柵除污機 轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機轉(zhuǎn)鼓式格柵除污機鋼繩式格柵除污機鋼繩式格柵除污機 工作原理：除污機抓斗呈半圓形，沿側(cè)壁軌道上下運動、三條鋼絲繩中的兩條用于提升和下降，一條用于抓斗的吃入與抬起。抓斗可在旋轉(zhuǎn)軸承的驅(qū)動下，以任意的角度運行，在自動運行中清污動作連續(xù)且重復。SXJ型系列反切式旋型系列反切式旋轉(zhuǎn)細格柵（篩）轉(zhuǎn)細格柵（篩）弧形格柵除污機 進水泵房格柵除污機進水泵房格柵除污機自動機械格柵自動機械格柵WGWG型機械格柵型機械格柵 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄格柵格柵 Screening 三、格柵的選擇與設計三、格柵的選擇與設計（一）格柵的選擇（一）格柵的選擇 包括柵條斷面、柵條清除方法的選擇；柵條間距的確定。1柵條斷面：圓形水力條件好，剛度差，一般多用矩形。2柵條清除方法：視柵渣量多少 3柵條間距：按污水種類選擇。城市污水一般1625mm。第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄格柵格柵 Screening（二）格柵的設計（二）格柵的設計 尺寸計算、水力計算、柵渣量計算及清渣機械的選用。設計參數(shù)設計參數(shù)(1)過柵流速：0.61.0m/s(2)柵前渠道內(nèi)流速：0.40.9m/s(3)柵前傾角：45 75，90(4)水頭損失一般為：0.080.15m(5)柵渣量標準：與格柵間間隙大小有關(6)柵條間隙e:1625mm：0.100.05m3渣/103m3污水 3050mm：0.030.01 m3渣/103m3污水 柵渣含水率80%，容重960kg/m3 當柵渣量0.2m3/日，則應采用機械清渣 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄格柵格柵 Screening（二）格柵的設計（二）格柵的設計 1柵槽寬度 B=S（n-1)+en;S柵條寬度，m。矩形 10mm。e柵條間距。n格柵間隙數(shù)。Qmax最大設計流量，m3/s。格柵傾角。h柵前水深。v過柵流速 m/s。最大 0.81.0m/s，平均 0.3m/s。sin 經(jīng)驗系數(shù) 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄格柵格柵 Screening 2過柵水頭損失 h1=kh0 h0設計水頭損失 k系數(shù)，過柵受污堵塞后，水頭損失增加倍數(shù)。k3。阻力系數(shù)，與柵條形狀有關。當為矩形時，2.42 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄格柵格柵 Screening 3柵槽總高度 H Hh+h1+h2 h柵前水深，m。h1柵后槽底下降高度。（為避免造成柵前壅水）h2柵前渠道超高，一般取 0.3 m。4柵槽總長度 L 5柵渣量計算 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄格柵格柵 Screening 格柵設計注意事項：格柵設計注意事項：1.防止柵前壘水：柵后渠底應比柵前渠底低h。2.二個平行格柵的設計。3.柵前渠道的斷面尺寸的確定：由柵前流速與柵前水深而決定 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池 Flow Equalization Tank工礦企業(yè)的廢水量及水質(zhì)不均勻，一晝夜內(nèi)變化較大，為使理構筑物正常工作，常設調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)。一、水量調(diào)節(jié)池一、水量調(diào)節(jié)池 1進水為重力流，出水用水泵抽升。有效水深23m。2調(diào)節(jié)池除線內(nèi)調(diào)節(jié)（合建）外，還有線外調(diào)節(jié)（分建）。3攪拌設施：避免雜質(zhì)沉積（1）水泵強制攪拌（2）空氣攪拌（3）機械攪拌 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池 Flow Equalization Tank水量調(diào)節(jié)池折流調(diào)節(jié)池折流調(diào)節(jié)池 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池 Flow Equalization Tank二、水質(zhì)調(diào)節(jié)池二、水質(zhì)調(diào)節(jié)池 同一時間流入池內(nèi)的廢水由池的左、右兩側(cè)，經(jīng)過不同時間流到出水槽。（流程長短不同）。即同一時間、同一地點出水槽的廢水，是在不同時間流入池內(nèi)的廢水混合而成，濃度不同，這就達到自動調(diào)節(jié)、均和的目的。為防止短路，設縱向隔板，間距11.5m，水深 1.52m。不僅要求有足夠的池容，而且要求不同時段流入池內(nèi)的廢水都能達到完全混合。第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.1 4.2.1 格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池格柵和篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)池本章總目錄調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池 Flow Equalization Tank調(diào)節(jié)池工藝尺寸的確定調(diào)節(jié)池工藝尺寸的確定先取有效水深1.52.0m，則池面積,定池寬、池長水泵強制循環(huán)攪拌水泵強制循環(huán)攪拌 進水集水出水縱向隔墻橫向隔墻配水槽進水集水出水縱向隔墻橫向隔墻配水槽穿孔導流槽調(diào)節(jié)池穿孔導流槽調(diào)節(jié)池同心圓型調(diào)節(jié)池同心圓型調(diào)節(jié)池 第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝基本概念基本概念本章總目錄水中懸浮雜質(zhì)大都可以通過自然沉淀的方法去除，而膠體及微小懸浮物，沉速緩慢，須經(jīng)混凝沉淀方可去除?；炷核心z體及微小懸浮物的聚集過程。包括凝聚和絮凝。凝聚：水中膠體失去穩(wěn)定性的過程。絮凝：脫穩(wěn)膠體相互聚結(jié)成大顆粒絮體的過程。這兩過程很難分開?；炷猛荆荷铒嬘盟幚?、工業(yè)廢水處理、城市污水三級處理、污泥處理等。混凝過程涉及：水中膠體的性質(zhì)；混凝劑在水中的水解；膠體與混凝劑的相互作用。第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝一、一、膠體的穩(wěn)定性膠體的穩(wěn)定性本章總目錄指膠體colloid粒子在水中長期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。原因：（一）動力學穩(wěn)定性（沉降穩(wěn)定性）布朗運動使膠體處于穩(wěn)定狀態(tài)不下沉。布朗運動對抗重力的影響大。（二）聚集（凝聚）穩(wěn)定性 聚集穩(wěn)定性包括：膠體帶電相斥（憎水性膠體）；水化膜的阻礙（親水性膠體），由于靜電斥力（同性電荷）和水化膜作用不能接近相互聚集變大。第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化水的物理、化學及物理化學處理方法學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝二、混凝機理二、混凝機理本章總目錄1壓縮雙電層 加入電解質(zhì)加入，形成與反離子同電荷離子，產(chǎn)生壓縮雙電層作用，使電位降低，從而膠體顆粒失去穩(wěn)定性，產(chǎn)生凝聚作用。2吸附電中和 Adsorption-charge neutralization 這種現(xiàn)象在水處理中出現(xiàn)的較多。指膠核表面直接吸附帶異號電荷的聚合離子、高分子物質(zhì)、膠粒等，來降低電位。其特點是：當藥劑投加量過多時，電位可反號。壓縮雙電層和吸附電中和作用壓縮雙電層和吸附電中和作用 第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化水的物理、化學及物理化學處理方法學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝二、混凝機理二、混凝機理本章總目錄3吸附架橋 Polymer bridge formation 吸附架橋作用是指高分子物質(zhì)和膠粒，以及膠粒與膠粒之間的架橋，架橋模型示意見圖。高分子絮凝劑投加后，通?？赡艹霈F(xiàn)以下兩個現(xiàn)象：高分子投量過少，不足以形成吸附架橋；但投加過多，會出現(xiàn)“膠體保護”現(xiàn)象，見圖；4沉淀物網(wǎng)捕或卷掃 金屬氫氧化物在形成過程中對膠粒的網(wǎng)捕與卷掃。所需混凝劑量與原水雜質(zhì)含量成反比，即當原水膠體含量少時，所需混凝劑多，反之亦然。架橋模型示意架橋模型示意 膠體保護示意膠體保護示意 第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝三、鋁鹽和鐵鹽的混凝特性三、鋁鹽和鐵鹽的混凝特性本章總目錄（一）鋁鹽和鐵鹽的水解過程（一）鋁鹽和鐵鹽的水解過程 1.鋁鹽的水解過程 Al2(SO4)318H2O 溶于水中，立即離解出鋁離子，且常以Al(H2O)63+水會形態(tài)存在。Al3+（略去配位水分子）經(jīng)過水解、聚合或配合反應可形成多種物質(zhì)。Al3+Al(OH)3 中間產(chǎn)物受 PH、水溫、投加量等限制。2.鐵鹽的水解過程（二）鋁鹽和鐵鹽的混凝特性（二）鋁鹽和鐵鹽的混凝特性 PH3 鋁以Al(H2O)63+形態(tài)為主（主要是壓縮雙電層）PH4.56.0 多核羥基配合物為主（吸附電中和）PH7.07.5 中性氫氧化鋁聚合物Al(OH)3n 為主（吸附架橋）PH8.5 絡合陰離子Al(OH)4-鋁鹽投加量超過限度，會出現(xiàn)膠體保護（脫穩(wěn)顆粒變號、被包卷），重新穩(wěn)定。繼續(xù)增大，超過 Al(OH)3 溶解度而產(chǎn)生大量沉淀物，起網(wǎng)捕作用 第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素 本章總目錄混凝前提是投藥，按藥劑作用分：混凝劑：混凝劑：起主要作用 助凝劑：助凝劑：本身可起也可不起凝聚作用，與混凝劑一起能促進水的混凝，改善絮凝體條件。如污染水，膠體表面有一層有機保護膜（表面性能變化），可加氧化劑破壞保護膜，幫助混凝。（一）混凝劑（一）混凝劑 1硫酸鋁 室溫溶解度 50，水溫過低，硫酸鋁水解困難，絮凝體松散。不宜低溫低濁水。2氯化鐵 腐蝕性強，在溶解過程中會釋放大量熱量，產(chǎn)生熱腐蝕。絮凝速度快，絮凝體密實，沉淀性能好。對低溫低濁水比鋁鹽好，除色效果不好?；炷齽┖椭齽?第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝本章總目錄3硫酸亞鐵 綠色，易溶。只能離解出 Fe2+生成簡單的單核絡合物，效果比Fe3+差。不能除色，F(xiàn)e2+與腐植酸反應生成顏色更深的物質(zhì)，色度更難去除。4PAC 用鋁灰，酸溶、堿溶法制成，多核配合物?；炷Ч?。5PAM 非離子型聚合物。適用：廢水處理，給水高濁、低濁水效果好、價格高?；炷齽┖椭齽?四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素 第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝本章總目錄（二）助凝劑（二）助凝劑 凡能提高或改善混凝劑作用效果的化學藥劑可稱為助凝劑。助凝劑可以參加混凝，也可不參加混凝。1調(diào)節(jié)或改善混凝條件：堿類：調(diào)整水的pH，如石灰、硫酸等；氧化劑類：破壞干擾混凝的物質(zhì)，如有機物。如投加Cl2、O3等。2改善絮體結(jié)構增加重量，加大礬花的粒度和結(jié)實性如活化硅酸（SiO2 nH2O）、骨膠、高分子絮凝劑；混凝劑和助凝劑 四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素 常用的混凝劑無機鋁系 硫酸鋁明礬聚合氯化鋁（PAC）聚合硫酸鋁（PAS）適宜pH：5.58 鐵系 三氯化鐵硫酸亞鐵硫酸鐵（國內(nèi)生產(chǎn)少）聚合硫酸鐵聚合氯化鐵 適宜pH：511，但腐蝕性強 有機 人工合成 陽離子型：含氨基、亞氨基的聚合物 國外開始增多，國內(nèi)尚少 陰離子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非離子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）兩性型：使用極少 天然 淀粉、動物膠、樹膠、甲殼素等 微生物絮凝劑 第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝本章總目錄影響混凝效果的因素比較復雜，主要包括：原水性質(zhì)，包括水溫、水化學特性、雜質(zhì)性質(zhì)和濃度等；投加的凝聚劑種類與數(shù)量；使用的絮凝設備及其相關水力參數(shù)。1、水溫影響、水溫影響 水溫低時，通常絮凝體形成緩慢，絮凝顆粒細小、松散，凝聚效果較差。其原因有：無機鹽水解吸熱；溫度降低，粘度升高布朗運動減弱；水溫低時，膠體顆粒水化作用增強，妨礙凝聚；水溫與水的pH值有關影響水混凝的主要因素影響水混凝的主要因素四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素 第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝本章總目錄2、水的、水的pH和堿度影響和堿度影響 水的pH值對混凝效果的影響程度，與混凝劑種類有關。混凝時最佳pH范圍與原水水質(zhì)、去除對象等密切有關。當投加金屬鹽類凝聚劑時，其水解會生成H+，但水中堿度有緩沖作用，當堿度不夠時需要投加石灰。四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素 第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝本章總目錄3、水中懸浮物濃度的影響、水中懸浮物濃度的影響 雜質(zhì)濃度低，顆粒間碰撞機率下降，混凝效果差?？刹扇〉膶Σ哂校杭痈叻肿又齽患诱惩?投加混凝劑后直接過濾 如果原水懸浮物含量過高，為減少混凝劑的用量，通常投加高分子助凝劑。如黃河高濁度水常需投加有機高分子絮凝劑作為助凝劑。四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素 第4章 水質(zhì)工程4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝本章總目錄混凝控制指標混凝控制指標 相應設備有混合設備和絮凝設備。混合（凝聚）過程混合（凝聚）過程：在混合階段，對水流進行劇烈攪拌的目的主要是使藥劑快速均勻分散以利于混凝劑快速水解、聚合、及顆粒脫穩(wěn)。平均G7001000s-1，時間通常在1030s，一般2min散藥劑，此階段雜質(zhì)顆粒微小，同時存在顆粒間異向絮凝。絮凝過程絮凝過程：在絮凝階段，主要靠機械或水力攪拌促使顆粒碰撞凝聚，故以同向絮凝為主。同向絮凝效果不僅與G有關，還與時間有關。在絮凝階段，通常以G值和GT值作為控制指標。平均G2070s-1，GT1104105 隨著絮凝的進行，G值應逐漸減小。四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素四、混凝劑、助凝劑和影響混凝的因素 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝五、五、混凝劑的配制與投加混凝劑的配制與投加 本章總目錄混凝劑的溶解和溶液配制混凝劑的溶解和溶液配制溶解池容積溶解池容積W1：W1=（0.20.3）W2 式中W2為溶液池容積為溶液池容積。式中：W2溶液池容積，m3Q處理的水量 m3/ha混凝劑最大投加量，mg/Lc溶液濃度，一般取5%20%n每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過3次 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝本章總目錄混凝劑投加混凝劑投加混凝劑投加設備包括計量設備、藥液提升設備、投藥箱、必要的水封箱以及注入設備等。1.計量設備 計量設備有：轉(zhuǎn)子流量計；電磁流量計；苗嘴；計量泵等。2.投加方式 （1）泵前投加：安全可靠，一般適用取水泵房距水廠較近者，圖中水封箱是為防止空氣進入，見圖。（2）高位溶液池重力投加：適用取水泵房距水廠較遠者，安全可靠，但溶液池位置較高，見圖。（3）水射器投加：設備簡單，使用方便，溶液池高度不會受太大限制，但效率低，易磨損，見圖。（4）泵投加：不必另設計量設備，適合混凝劑自動控制系統(tǒng)，有利于藥劑與水混合，見圖。泵前投加1-溶解池；2-提升泵；3-溶液池；4-恒位箱；5-浮球閥；6-投藥苗嘴；7-水封箱；8-吸水管；9-水泵；10-壓水管；高位水箱溶液重力投加1-溶解池；2-溶液池；3-提升泵；4-水封箱；5-浮球閥；6-流量計；7-調(diào)節(jié)閥；8-壓力水水射器投加1-溶解池；2-投藥箱；3-漏斗；4-水射器；5-壓水管；6-高壓水管 計量泵投加1-溶解池；2-計量泵；3-壓水管；第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝六、六、混凝設備混凝設備 本章總目錄混合設備混合設備1.水泵混合水泵混合投藥投加在水泵吸水口或管上?；旌闲Ч?，節(jié)省動力，各種水廠均可用，常用于取水泵房靠近水廠處理構筑物的場合，兩者間距不大于150m。2.管式混合管式混合管式靜態(tài)混合器：流速不宜小于1m/s，水頭損失不小于0.30.4m，簡單易行，見圖。擴散混合器，是在管式孔板混合器前加一個錐形帽，錐形帽夾角90。順流方向投影面積為進水管總截面面積的1/4，開孔面積為進水管總截面面積的3/4，流速為1.01.5m/s，混合時間23s。節(jié)管長度不小于500mm。水頭損失約0.30.4，直徑在DN200DN1200，見圖。管式靜態(tài)混合器擴散混合器 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝六、六、混凝設備混凝設備 本章總目錄混合設備混合設備3 機械混合機械混合 在池內(nèi)安裝攪拌裝置，攪拌器可以是槳板式、螺旋槳式或透平式，速度梯度7001000s-1，時間1030s以內(nèi)，優(yōu)點是混合效果好，不受水質(zhì)影響，缺點是增加機械設備，增加維修工作。第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝六、六、混凝設備混凝設備 本章總目錄絮凝設備絮凝設備1.隔板絮凝池隔板絮凝池 隔板絮凝池分往復式和回轉(zhuǎn)式，見圖。隔板絮凝池的水頭損失由局部水頭和沿程水頭損失組成。往復式總水頭損失一般在0.30.5m，回轉(zhuǎn)式的水頭損失比往復式的小40左右。隔板絮凝池特點：構造簡單、管理方便，但絮凝效果不穩(wěn)定，池子大。適應大水廠。隔板絮凝池的設計參數(shù)：第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝六、六、混凝設備混凝設備 本章總目錄流速：起端0.5-0.6m/s，末端0.2-0.3m/s段數(shù)：46段；轉(zhuǎn)彎處過水斷面積為廊道過水斷面積的1.21.5倍；絮凝時間：2030min；隔板間距：不大于0.5m，池底應有0.020.03坡度直徑不小于150mm的排泥管；廊道的最小寬度不小于0.5m；各段的水頭損失 ，總水頭損失 往復式隔板絮凝池回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝六、六、混凝設備混凝設備 本章總目錄絮凝設備絮凝設備2.折板絮凝池折板絮凝池 通常采用豎流式，它將隔板絮凝池的平板隔板改成一定角度的折板。折板波峰對波谷平行安裝稱“同波折板”，波峰相對安裝稱“異波折板”。與隔板式相比，水流條件大大改善，有效能量消耗比例提高，但安裝維修較困難，折板費用較高。其示意圖見圖。單通道折板絮凝池剖面示意(a)同波折板 （b)異波折板 多通道折板絮凝池示意 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝六、六、混凝設備混凝設備 本章總目錄絮凝設備絮凝設備3 機械絮凝池機械絮凝池 機械絮凝池的剖面示意見圖。攪拌器有漿板式和葉輪式，按攪拌軸的安裝位置分水平軸式和垂直軸式。第一格攪拌強度最大，而后逐步減小，G值也相應減小，攪拌強度決定于攪拌器轉(zhuǎn)速和槳板面積。（2）設計參數(shù) 絮凝時間1015分。池內(nèi)一般設34擋攪拌機。第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝六、六、混凝設備混凝設備 本章總目錄絮凝設備絮凝設備攪拌機轉(zhuǎn)速按葉輪半徑中心點線速度計算確定，線速度第一擋0.5m/s逐漸減小至末擋的0.2m/s。槳板總面積宜為水流截面積的1020，不宜超過75，槳板長度不大于葉輪半徑的75，寬度宜取1030cm。（3）優(yōu)缺點 機械絮凝池的優(yōu)點是調(diào)節(jié)容易，效果好，大、中、小水廠均可，但維修是問題。機械絮凝池剖面示意（a）水平軸式 （b）垂直軸式1-槳板；2-葉輪；3-旋轉(zhuǎn)軸；4-隔墻 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝六、六、混凝設備混凝設備 本章總目錄絮凝設備絮凝設備4.穿孔旋流絮凝池穿孔旋流絮凝池 由若干方格組成。分格數(shù)一般不少于6格。流速逐漸減小，G也相應減小以適應絮凝體形成，孔口流速宜取0.61.0m/s，末端流速宜取0.20.3m/s。絮凝時間1525min。穿孔旋流絮凝池的平面示意圖見圖6-20。穿孔旋流絮凝池的優(yōu)點是構造簡單，施工方便，造價低，可用于中、小型水廠或與其他形式的絮凝池組合應用。穿孔旋流絮凝池平面示意圖 第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝六、六、混凝設備混凝設備 本章總目錄絮凝設備絮凝設備5.網(wǎng)格、柵條絮凝池網(wǎng)格、柵條絮凝池 網(wǎng)格、柵條絮凝池設計成多格豎井回流式。每個豎井安裝若干層網(wǎng)格或柵條，各豎井間的隔墻上、下交錯開孔，進水端至出水端逐漸減少，一般分3段控制。前段為密網(wǎng)或密柵，中段為疏網(wǎng)或疏柵，末段不安裝網(wǎng)、柵。網(wǎng)格（柵條）絮凝池的示意圖見圖。網(wǎng)格絮凝池效果好，水頭損失小，絮凝時間較短，但還存在末端池底積泥現(xiàn)象，小數(shù)水廠發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格上滋生藻類、堵塞網(wǎng)眼現(xiàn)象。其設計參數(shù)見表.網(wǎng)格（或柵條）絮凝池平面示意圖柵條、網(wǎng)格絮凝池主要設計參數(shù)柵條、網(wǎng)格絮凝池主要設計參數(shù) 絮絮凝凝池池型型1絮凝池分段絮凝池分段 柵條縫隙或柵條縫隙或網(wǎng)格孔眼尺網(wǎng)格孔眼尺寸（寸（mm）板條板條寬度寬度（mm）豎井平均豎井平均流流 速速（m/s）過柵或過過柵或過網(wǎng)流速網(wǎng)流速（m/s）豎井之豎井之間孔洞間孔洞流訴流訴（m/s)柵條或間柵條或間格構件布格構件布設層數(shù)設層數(shù)（層）（層）/層層距（距（cm）絮凝時間絮凝時間（mm）流速梯流速梯度（度（s-1）柵柵條條絮絮凝凝池池 前段前段（安放（安放密柵格）密柵格）50500.120.140.250.30 0.300.20 16/60 35 70100 中段中段（安裝（安裝疏柵條）疏柵條）80500.120.14 0.220.25 0.200.15 8/60 35 4060 末段末段（不安（不安放柵條）放柵條）0.100.14 0.100.14 45 1020 網(wǎng)網(wǎng)格格絮絮凝凝池池前段前段（安放密（安放密網(wǎng)格）網(wǎng)格）808035 0.120.14 0.250.30 0.300.20 16/6070 35 70100 中段中段（安裝（安裝疏網(wǎng)格）疏網(wǎng)格）100100 35 0.120.14 0.220.35 0.200.15 16/6070 35 4050 末段末段（不安（不安放網(wǎng)格）放網(wǎng)格）0.100.14 0.100.14 45 1020 網(wǎng)格和柵條絮凝池在不斷完善和發(fā)展之中，絮凝池宜與沉淀池合建，一般布置成兩組并聯(lián)形式。每組設計水量一般為1.02.5萬m3/d之間。第4章 水質(zhì)工程4.2 4.2 水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法水的物理、化學及物理化學處理方法 4.2.2 4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝混凝和絮凝六、六、混凝設備混凝設備 本章總目錄絮凝設備絮凝設備6.不同形式絮凝池組合應用不同形式絮凝池組合應用 每種形式的絮凝池各有其優(yōu)缺點。不同形式的絮凝池組合應用可以相互補充，取長補短。往復式和回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池在豎向組合是常用方式之一，穿孔旋流與隔板絮凝池也往往組合應用。不同形式絮凝池配合使用，效果良好，但設備形式增多，應根據(jù)具體情況決定。