第5章 混凝 Coagulation MAN WAS LENTWITINIInII
1 第5章 混凝 Coagulation
本章要讲的问题 、混凝原理和用途 、混凝的工艺过程 三、混凝剂与助凝剂 四、投药方法及设备 五、废水中胶体颗粒的稳定性及脱稳机理 、混合与反应 七、影响混凝的因素 八、沉降与澄清 九、混凝方法的优缺点
2 本章要讲的问题 一、混凝原理和用途 二、混凝的工艺过程 三、混凝剂与助凝剂 四、投药方法及设备 五、废水中胶体颗粒的稳定性及脱稳机理 六、混合与反应 七、影响混凝的因素 八、沉降与澄清 九、混凝方法的优缺点L
混凝原理和用途 ·混凝的主要对家是水中的细小是浮颗粒和胶 体微粒( colloidal matters),这些颗粒用自 沉降法很难从水中分高出去。 ·混凝是通过向度水中投加混凝剂( coagulant) 破坏胶体的稳定性,使细小是浮颗粒和胶体微 粒聚集( aggregation)成较粗大的颗粒而沉降 与水分高,使水得到净化。 混凝法是废水处理中常采用的方法。 可以用来降低废水的浊度和色度,去除多种高 分子有机物、某些重金属和放射性物质。 °混凝法还能改善污泥的脱水性能
3 一、混凝原理和用途 • 混凝的主要对象是废水中的细小悬浮颗粒和胶 体微粒（colloidal matters)，这些颗粒用自 然沉降法很难从水中分离出去。 • 混凝是通过向废水中投加混凝剂(coagulant)， 破坏胶体的稳定性，使细小悬浮颗粒和胶体微 粒聚集(aggregation)成较粗大的颗粒而沉降 与水分离，使废水得到净化。 混凝法是废水处理中常采用的方法。 • 可以用来降低废水的浊度和色度，去除多种高 分子有机物、某些重金属和放射性物质。 • 混凝法还能改善污泥的脱水性能
混凝的工艺过 反应阶段的目的是使药剂与水中 的细小颗粒或胶体物质作用生成 尽可能大的絮体,为沉降分离创 条件,需要低强度长时间搅拌 混凝剂 许多因素影响反应过程L 出水 沉降 废水→混合→反应中(澄清) 混合目的是使混凝剂尽 快与水混合,需要短时 登清的目的是使所污泥 间高强度搅拌 生成的絮体与水分 离,完成净化过程
4 废水 混凝剂LL 混合L 反应L 沉降L （澄清） 出水 污泥 二、混凝的工艺过程 混合目的是使混凝剂尽 快与水混合，需要短时 间高强度搅拌 反应阶段的目的是使药剂与水中 的细小颗粒或胶体物质作用生成 尽可能大的絮体，为沉降分离创 造条件，需要低强度长时间搅拌。 许多因素影响反应过程L 澄清的目的是使所 生成的絮体与水分 离，完成净化过程
三、混凝剂与助凝剂 凝聚、絮凝和混凝这三个词常引起混淆。 凝聚( coagulation)是指胶体被压缩双电 层而脱稳的过程; 絮凝( flocculation则指胶体由于高分子 聚合物的吸附架桥作用聚结成大粒絮体 的过程; 混凝( coagulation- flocculation) 则包括凝聚与絮凝两种过程
5 三、混凝剂与助凝剂 凝聚、絮凝和混凝这三个词常引起混淆。 • 凝聚(coagulation)是指胶体被压缩双电 层而脱稳的过程； • 絮凝(flocculation)则指胶体由于高分子 聚合物的吸附架桥作用聚结成大粒絮体 的过程； • 混凝（coagulation - flocculation） 则包括凝聚与絮凝两种过程
凝聚是瞬时的,所需的时间是将化学药 剂扩散到全部水中的时间。 絮凝则与凝聚作用不同,它需要一定的 时间让絮体长大,但在一般情况下两者 难以截然分开。 混凝剂( coagulant):一般把能起凝聚与 絮凝作用的药剂统称为混凝剂。 助凝剂( coagulant aids):当单用混凝剂 不能取得良好效釆时,可投加某类辅助 药剂以提高混凝效果,这种辅助药剂称 为助凝剂
6 • 凝聚是瞬时的，所需的时间是将化学药 剂扩散到全部水中的时间。 • 絮凝则与凝聚作用不同，它需要一定的 时间让絮体长大，但在一般情况下两者 难以截然分开。 • 混凝剂(coagulant)：一般把能起凝聚与 絮凝作用的药剂统称为混凝剂。 • 助凝剂(coagulant aids)：当单用混凝剂 不能取得良好效果时，可投加某类辅助 药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称 为助凝剂
1.混凝剂 类 别 主要混凝剂 机盐类硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、铝酸钠、氯化铁、氯化铝、碳酸镁、 低分 膨润土 无 机子碱类 碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙 类 金属电解产物氢氧化铝、氢氧化铁 高分阳离子型聚合氯化铝、聚合硫酸铝 子阴离子型活性硅酸 表面阴离子型月桂酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、松香酸钠、烷基三甲基氯化铵 活性阳离子型十二烷胺醋酸、十八烷胺醋酸、松香胺醋酸、烷基三甲基氯化铵 剂 低聚阴离子型藻朊酸钠、羧甲基纤维素钠盐 有合度阳离子型水溶性苯胺树脂盐酸盐、聚乙烯亚铵 机高分非离子型淀粉、水溶性尿醛树脂 类子两性型 动物胶、蛋白质 高聚阴离子型聚丙酸钠、水解聚丙烯酰胺 合度阳离子型聚乙烯吡啶盐、乙烯吡啶聚合物 高分非离子型聚并烯酰胺、氯化聚乙烯 子
7 1.混凝剂 类 别 主 要 混 凝 剂 无机盐类 硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、铝酸钠、氯化铁、氯化铝、碳酸镁、 膨润土 碱类 碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙、 低分 子 金属电解产物 氢氧化铝、氢氧化铁 阳离子型 聚合氯化铝、聚合硫酸铝 无 机 类 高分 子 阴离子型 活性硅酸 表面 阴离子型 月桂酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、松香酸钠、烷基三甲基氯化铵 活性 剂 阳离子型 十二烷胺醋酸、十八烷胺醋酸、松香胺醋酸、烷基三甲基氯化铵 阴离子型 藻朊酸钠、羧甲基纤维素钠盐 阳离子型 水溶性苯胺树脂盐酸盐、聚乙烯亚铵 非离子型 淀粉、水溶性尿醛树脂 低聚 合度 高分 子 两性型 动物胶、蛋白质 阴离子型 聚丙酸钠、水解聚丙烯酰胺 阳离子型 聚乙烯吡啶盐、乙烯吡啶聚合物 有 机 类 高聚 合度 高分 子 非离子型 聚并烯酰胺、氯化聚乙烯
水处理对混凝剂的要求: 混凝效果好; 对人类健康无害; 价廉易得; °使用方便。 目前常用的混凝剂按化学组成可分为无 机盐类和有机高分子类
8 水处理对混凝剂的要求： • 混凝效果好； • 对人类健康无害； • 价廉易得； • 使用方便。 • 目前常用的混凝剂按化学组成可分为无 机盐类和有机高分子类
(1)无机盐类 1)三氯化铁 ferric chloride 无水物、结晶水物和液体,其中常用的 是FeCl36H2O,极易溶于水。 ·优点:形成的矾花沉降性好,处理低温 水或低浊度水效果比铝盐好,适宜的pH 值范围较宽; 缺点:处理后的水的色度比铝盐的高, 腐蚀性大
9 (1)无机盐类 1）三氯化铁(ferric chloride) • 无水物、结晶水物和液体，其中常用的 是FeCl3·6H2O，极易溶于水。 • 优点：形成的矾花沉降性好，处理低温 水或低浊度水效果比铝盐好，适宜的pH 值范围较宽； • 缺点：处理后的水的色度比铝盐的高， 腐蚀性大
2)硫酸亚铁( ferrous sul fate) ·FeSO4·ⅦH20是半透明绿色晶体,易溶子 水,在水温20℃时溶解度为21%。 ·硫酸亚铁高解出的Fe2+只能生成最筒单 的单核络合物,因此。不如三价铁盐混 凝效果好。 ·残留在水中的Fe2+会使处理后的水带色 Fe2+与水中的某些有色物质作用后,会 生成颜色更深的溶解物。因此,使用硫 酸亚铁时应将二价铁先氧化为三价铁 然后再起混凝作用。 10
10 2）硫酸亚铁(ferrous sulfate) • FeSO4·7H2O是半透明绿色晶体，易溶于 水，在水温2O℃时溶解度为21％。 • 硫酸亚铁离解出的Fe2＋只能生成最简单 的单核络合物，因此，不如三价铁盐混 凝效果好。 • 残留在水中的Fe2＋会使处理后的水带色， Fe2＋与水中的某些有色物质作用后，会 生成颜色更深的溶解物。因此，使用硫 酸亚铁时应将二价铁先氧化为三价铁， 然后再起混凝作用