第六章 混凝ppt课件.ppt

第二节混凝工艺与设备CoagulationProcessandEquipment 水污染控制工程 课件 第二节混凝工艺与设备 一 工艺流程混凝工艺流程由药剂投加 混合 反应及沉淀分离等单元组成 混合使混凝剂迅速 均匀地分散到废水中 通过压缩双电层和电中和作用 使胶体脱稳 形成小 矾花 反应在一定的水流条件下 小 矾花 通过吸附架桥和沉淀物网捕等作用形成较大的絮体 沉淀反应过程形成的大絮体进入沉淀池进行分离 问题 第二节混凝工艺与设备 问题 分离絮体可以采用哪些工艺 二 化学混凝的设备 1 混凝剂的调配与投加 1 混凝剂的调配 2 混凝剂的投加固体投加液体投加 第二节混凝工艺与设备 一 混凝剂干投法 dry 应用较少 第二节混凝工艺与设备 工艺流程 药剂输送 粉碎 提升 计量 加药混合工作原理 图 二 混凝剂湿投法 wetted 第二节混凝工艺与设备 工艺流程 溶解池 溶液池 定量控制设备 投加设备 混合池 溶解设备 溶解池 搅拌设备 药剂调配 水力调配 机械调配 压缩空气调配和人工调配等 溶液池 配制一定浓度溶液的设施 其它设备 略 溶液池容积V1 式中V1为溶液池容积 Q 处理的水量m3 hA 混凝剂最大投加量 mg Lw 溶液浓度 无机药剂一般取10 20 有机0 5 1 0 n 每日调制次数 一般2 6次 1 混凝剂的溶解和溶液配制 V2 0 2 0 3 V1式中 V2 溶解池容积 m3 2 混凝剂投加设备 混凝剂投加设备 计量设备 药液提升设备 投药箱 注入设备 浮球阀计量系统 利用槽内浮球阀与槽底管口高差 H 恒定 槽底管口流量不变原理 通过改变池底管口苗嘴或孔板的孔径来控制投药量 当浮球由于水满了之后 产生浮力使它上升时 便会关闭阀门停止供水 而水位下降后 浮球下降 则阀门由于弹簧的作用而打开 进水 直到浮球受到水的浮力上升后 将阀门闭合才将水关闭 1 计量设备转子流量计 电磁流量计 苗嘴 计量泵等 浮子 苗嘴 孔板 计量系统 2 投加方式 泵前投加 安全可靠 一般适用取水泵房距水厂较近 高位溶液池重力投加 适用取水泵房距水厂较远者 安全可靠 但溶液池位置高 水射器投加 设备简单 使用方便 溶液池高度不会受太大限制 但效率低 易磨损 计量泵投加 不必另设计量设备 适合混凝剂自动控制系统 有利于药剂与水混合 重力投加 可直接将混凝剂溶液投入管道内或水泵吸水管喇叭口处 水射器投加 水射器又称射流器 水射器投加Flash示意图 用计量泵投加药剂 1 混合的作用使药剂能快速 均匀地分散到废水中 快速 是因混凝剂在废水中发生水解反应的速度很快 需要尽量造成急速扰动以生成大量细小絮体 并不要求生成大颗粒 均匀 是为了化学反应能在废水中各部分得到均衡发展 水力条件要求 搅拌时间 10 30s 工业应用常取2min 速度梯度 G 500 1000s 1 三 混合 搅拌强度用速度梯度G来表示 速度梯度是指由于搅拌在垂直水流方向上引起的速度差du与垂直水流距离dy间的比值 即G du dy 单位 s 1 速度梯度实质上反映了颗粒的碰撞机会 速度差越大 颗粒间越易发生碰撞 间距越小 颗粒间也越易发生碰撞 速度梯度与搅拌时间的乘积Gt值可间接表示整个反应时间内颗粒碰撞的总次数 可用来控制反应效果 一般Gt值应控制在104 105之间 在G值给定的情况下 可调节t值来改善反应效果 搅拌强度表示 2 混合方式 混合方式 将药剂投加在水泵的吸水管内或喇叭口处 利用水泵叶轮高速旋转达到快速混合的目的 特点 混合效果好 不需另建混合设施 节省动力 各型水厂均可采用 要求 泵房距离处理设备不大于150m 1 水泵混合 2 分流隔板混合池 3 机械搅拌混合 1 管式混合A 普通管道混合B 管式静态混合器C 扩散混合器 第二节混凝工艺与设备 A 普通管道混合把药剂投入水泵压水水管内 借助水流进行混合 药剂加入方式 图 B 管式静态混合器管内装设若干个固体混合单元体 第二节混凝工艺与设备 LPD系列管式静态混合器示意图 由一系列安装在空心管道中的半椭圆形叶片构成 一个单元包括两个互相垂直的叶片 混合过程也是分裂过程 其结果是将物流分成几股 在湍流过程中 单元能够提高每股支流的散射程度 因此 一个含有六个单元的LPD系列静式混合机能够充分满足大多数污水混合需要 管式静态混合器 流速不宜小于1m s 水头损失不小于0 3 0 4m 简单易行 C 扩散混合器 在管式孔板混合器前加一锥形帽 水流和药剂对冲锥形帽而后扩散形成剧烈紊流 使药剂和水达到快速混合 第二节混凝工艺与设备 2 其它水力混合方式A 分流隔板混合池B 跌水混合池C 水跃式混合池D 涡流式混合设备E 廊道式格板混合池 第二节混凝工艺与设备 D 涡流式混合设备 设计要点 底部锥角30 45 反应时间1 1 5min 2min 入口流速1 1 5m s 圆柱部分上升流速25mm s 第二节混凝工艺与设备 E 廊道式格板混合池 第二节混凝工艺与设备 水泵混合的投药位置 1 泵前投加 2 泵后投加 第二节混凝工艺与设备 1 泵前投加加注在取水泵吸水管中或吸水喇叭口处 见图 目前大多数采用这种方式 主要优点是可利用水泵叶轮使药剂和原水得到充分混合 而且借助于水泵吸力吸入 容易加注 缺点是药剂对水泵有一定的腐蚀作用 2 泵后投加加注在水泵出水压力管 见图 或沉淀池进口处 当取水泵离净水装置较远 约大于500m 时 为防止反应过早 已结成的絮粒在管道或进入沉淀池时破碎 从而影响净水效果 所以采用泵后投加 泵后投加因投药点承压或无吸力 故需要用水射器或加药泵 其优点是不发生药剂对水泵的腐蚀 1 反应的作用是使混合形成的小絮凝体经过充分碰撞接触 絮凝成较大颗粒的过程 四 絮凝反应 reaction 反应设备应有一定的停留时间和适当的搅拌强度 使小絮体有一适宜的相互碰撞机会 搅拌强度太大或太小 会对反应池的絮凝效果产生影响 2 反应过程的水力条件 絮凝控制指标 速度梯度G 10 70s 1 水流速度v 15 30mm s 反应时间t 15 30min 絮凝控制指标Gt值 104 4 105 絮凝控制指标研究 1 Gt值 2 GtC值 3 aGtC值考虑颗粒浓度及脱稳程度等因素进去 提出 2 3 第二节混凝工艺与设备 2 GtC值以GtC值 C为胶体浓度 作为反应设备的控制参数 并建议GtC值控制在100左右较好 理由是反应效果与水中颗粒浓度有关 例如当低浓度时 反应设备的效率就会降低 但如果人工投加粘土 效果就能提高 3 aGtC值以aGtC值 C为胶体浓度 a表示有效碰撞系数 作为反应设备的控制参数 如果脱稳颗粒每次碰撞都能导致凝聚 则a 1 实际上总是a 1 1 设备分类 按搅拌方式分 A 水力搅拌反应池 B 机械搅拌反应池 3 絮凝反应设备 2 水力搅拌反应池A 隔板反应池B 折板反应池C 穿孔旋流反应池D 旋流式反应池E 涡流式反应池 第五节混凝工艺与设备 A 隔板反应池a 往复式b 回转式 第五节混凝工艺与设备 a 往复式特点 水流在池内作180 转弯 局部水头损失较大 且絮凝体有破碎的可能 水头损失0 3 0 5m b 回转式特点 水流在池内作90 转弯 局部水头损失大为减小 且絮凝效果有所提高 水头损失比往复式小40 回转式隔板反应池 B 折板反应池平折板反应池一般分为三段 三段的折板布置可分别采用相对折板 平行折板和平行直板 另外还有采用波形板的 竖直放置 第二节混凝工艺与设备 C 旋流式反应池 第二节混凝工艺与设备 设计要点 反应时间8 15min 喷嘴入口流速2 3m s D 涡流式反应池 第二节混凝工艺与设备 设计要点 底部锥角30 45 反应时间6 10min 入口流速0 7m s 圆柱部分上升流速4 6mm s 涡流式反应池示意 返回目录 进水 出水 3 机械搅拌反应池A 浆板式和叶轮式 B 水平轴和垂直轴 第二节混凝工艺与设备 分格串联 每格设以搅拌机 分格越多 絮凝效果越好 但造价高和维修量大 为适应絮体形成规律 第一格搅拌强度最大 其余依次递减 对应G值也递减 第一格搅拌强度最大 而后逐步减小 G值也相应减小 搅拌强度决定于搅拌器转速和桨板面积 机械搅拌反应池设计参数 A 絮凝时间为15 20min B 池内设3 4挡搅拌机 C 隔墙上下开孔 防止水流短路 D 叶轮线速度自第一挡0 5m s起逐渐减小到末挡的0 25m s 第二节混凝工艺与设备 4 组合絮凝池 第二节混凝工艺与设备 5 混凝反应池的设计要点 反应流速一般按由大逐渐变小进行设计 为防止絮粒被破碎 应控制反应器内的流速 要有足够的反应时间 10 30min为宜 并控制反应速度 使梯度值G值达到10 75s 1 通常20 60s 1 使Gt值应控制在104 105之间 保证反应过程的充分完全 对于低浊度 低碱度废水宜采用较大的t值 对粗分散 杂质含量高的废水宜采用较大的G值 采用水力搅拌的反应设备 其搅拌强度可由水流速度来控制