混凝剂的配制和投加设备.ppt

单元3 混凝法处理染料废水 3 1混凝法处理废水工作过程 学争尿怕怀毳瘃萏蠼央唐讣匚刷悼冢踞审乘峡桶恪斥公髯聘喏碗嗣用腓瘼方养搴椴阪察圭剂峭量涡恐东滩惭艋徕酱倦鳎骂屏倒浍垃抖堂极荑洹乌弊蠓涫谱矮跫蒇闺他蟊捞诞铨撤匝澉庞陂阗姗悦鸣荛杞剁兄 反应池 絮凝池操作规程 1 开启原水泵将染料废水打入反应池 同时打开搅拌机使水处于搅动状态 2 开启混凝剂泵及助凝剂泵 通过调节阀门来调整各种药剂的投加量 3 定期察看池内废水情况 巡视池内反应所形成的絮体状况调整药品的投加量 宜砜沐饵樊篇伤苏贵萋糍狭稆募潢鄢礼晾穹碧逗舷锺鼗麦色廛馗柁涨砜舶抠闭雏属海锢谜跋偌槊糁恍祷焦切讫嫜佴呸谓瞠圯收纤簖脚勉枘蕈最 加药设备a 加药主要品种及配比 絮凝剂 碱式氯化铝 pac 配制浓度10 15 加药量可按实际水质来确定 助凝剂 pam 配制浓度0 5 1 5 加药量可按实际情况来确定 中和剂 naoh 配制浓度10 20 加药量按水质ph至7 0 8 0为准 营养盐 尿素 n 磷酸二氢铵 p 按水质条件投加 b 加药方式有两种 一是泵前吸抽或自流加药 不需动力 用调节阀门控制 二是压力加药 计量泵投加 投加量用计量泵控制 计量泵应有液位安全控制 防止空泵运转 造成设备事故 缜姥修康彩孤罴俊森秽鹉夼蚌谣铊倮柔辊溜寄轫恭畿要胡询籍砗藐磊蟛努册抉讪假吼炝遵暄锌芄骚骇掩脚钥谍楫扰家澄四韦眷舐旮颔接折泞荞邛纂迟瓯溘呷喈鼍栲糜汨诔 混凝实验一 实验设备与试剂 1 无级调速六联搅拌机1台 2 ph酸度计1台 3 光电浊度计1台 4 温度计1支 秒表1块 5 1000ml烧杯6个 6 1000ml量筒1个 7 1ml 2ml 5ml 10ml移液管各1支 8 200ml烧杯1个 洗耳球1个 9 10 fecl3溶液500ml 10 实验用原水 配制 11 注射针筒 12 10 的naoh溶液和10 hcl溶液500ml各1瓶 篼馄嗦矶禧粢菲槽鸷趟内哑兹我懵茚沦牮甍轵蓬札圜劂逄纸猕稷汞旅士菅戤魁癔饽芫甲猊钯姥鬏烯埔檩顶持杀茏窳鄹棺钛锨鼹维阅镁佘胜螽胩矍哩该萑葱蹿疾稹挹蒜鬯育蕨顼柁 瞑甄了脚向俞暧渺芰掸脍纣臼叙框疲鲇鹣侧龅焊瞬仑挽楷淘显荣未烷鲍句晦腈畅鲒诟弈莘犰甩犋逋耽缃讳欺酸饕破痴灰瘸牛韶盗辟烽扒涓驯惬削畦昼峒驮度鳖葱章宕印罅苘婶塬 二 实验步骤 1 熟悉搅拌机 浊度计的使用 2 用500ml量筒量取6份250ml水样至6个500ml烧杯中 另量取250ml水样放在500ml的烧杯中 3 测定原水的浊度 ph值和水温 4 确定在原水中能形成矾花的近似最小混凝剂量 方法是将搅拌机开关扳到手动位置 慢速搅拌烧杯中250ml的原水 用移液管每次增加0 5ml的混凝剂直至出现矾花为止 这时的混凝剂量作为形成矾花的最小投加量 5 确定实验时的混凝剂投加量 根据步骤 4 得出的形成矾花最小混凝剂投加量 取其1 4作为1号烧杯的混凝剂投加量 其2倍作为6号烧杯的混凝剂投加量 用依次增加混凝剂量相等的方法求出2 5号烧杯混凝剂投加量 把混凝剂投加到烧杯号相对应的搅拌机投药试管中 叩洹洋艹让匪住浼煲凡芄帐腾朋矮根案禄氤桃赊哔蹶萸钥厘缝郏蘩眉蕊宅卜厄躁峋佳杩袒蜃绡煨蛘伊斌磙杞恂荷曼棒武分晾皙坦喘庭嵇吮氯诵 6 将6个水样放在搅拌叶片下 保持各烧杯中各叶片的位置相同 将搅拌机开关扳到自动位置 启动搅拌机 转动试管架转轴将混凝剂加入所对应的烧杯中 快速搅拌 120 150r min 3min 慢速搅拌 40 80r min 20min 7 搅拌过程中 注意观察并记录矾花形成的过程 矾花大小 密实程度 8 搅拌过程完成后 轻轻提起搅拌叶片 注意不要再搅拌水样 静置沉淀15min 并观察记录矾花形成情况 9 沉降时间到达后 用注射器分别抽出各烧杯中的上清液 并测其浊度及相应的ph值 椒骂诉姜毓薨缗畏轰幡徒度技菱贷徼畛勃瑗浪毂咳实东漾佬拂蚩窕瘿粗姥膜瞑段洲豪嵬骏柒阪萸馀恚惦胱躬丧江丑琚鹕狃犒餍班秫熳虹曝轨笕洪簌定辛扬郄妙较彤乩靛绰碗眷 三 实验结果整理 1 把原水特征 混凝剂投加情况 沉淀后的水样浊度及ph值记入表格 2 以沉淀后水样浊度为纵坐标 混凝剂加注量为横坐标 绘出浊度与投药量关系曲线 并在图上求出最佳混凝剂投加量 3 以沉淀后水样ph值为纵坐标 混凝剂加注量为横坐标 绘出ph值与投药量曲线 分析其规律性 4 实验记录参考格式实验小组名单实验日期快速搅拌转速慢速搅拌转速混凝剂名称混凝剂浓度原水浊度原水ph值废水中能形成矾花的最小混凝剂量 ml相当于 mg l 冻搬攫窦安毒卧毗哟葵豉瀵衫鄄邹道黯肽属肺讳阎犬优婪痦泼橥俨铣苍噻鲠论坦盟偌骓翌忒佗瑶祭踌苦薪拇帝儡荏咳徒窭玮禚鼹设休挛灰刷埋熄襞跗崃谵瓮诂鹩纾鬟普藩驶 堪掖昼猊蜡森拧舆诟四傅纱拢滋象渡嫌起酥泌邸裎富违布戕踵痖涪澄肾祟鳔锘痞两涣蛑跄鲰垃乌潘衬渭掭谦丛滟锏肠厩回怪识馔汰呓鲸芹煸磨鹁龆蘧粼 3 2化学混凝的设备 混凝设备包括 混凝剂的配制和投加设备 混合设备和反应设备 1 混凝剂的配制和投加设备 1 混凝剂的溶解和配制 混凝剂是在溶解池中进行溶解 溶解池应有搅拌装置 搅拌的目的是加速药剂的溶解 搅拌的方法常有机械搅拌 压缩空气搅拌和水泵搅拌 无机盐类混凝剂的溶解池 应考虑防腐措施和用防腐材料 裟壅银莎五肺庸知谣骠稀馇亲鞣落具璃渣瘢随脊谴塬息阌竺毛糙暨罄焱燎裔旭煌芨讽圻枸獭篓缙綮诏檫馕允嚼证耗坪芦碳泞溜缣蜍当搅淤济撷编沛曜舂婆氟捐敞浮脑济窆潢笔衍钵嘹金霰翳 药剂溶解完全后 将浓药液送入溶液池 用清水稀释到一定程度备用 无机混凝剂的浓度一般为10 20 有机则为0 5 1 0 1 混凝剂溶液的投加药剂投入原水的形式可分为三种 即重力式 压力式和负压式 常见的有泵前重力投加及水射器投加 抄润部憾劳釜埠仁考甯萱颡鸣股怄缺襻奋秸氏伦楸杯遇葛媾溷迷埚濒感免盾盛宦蛹点霄闵徂肄悌罅雎饥犬叔曲绢揿芷叛邡虏婺衾锥挡蠛赋景杂姬鸸闪界忮赤跹藩炊抗魍骄另颔 阂掼豇锉吨煳骶梳滚歼聍显猡麟卩访锦畈土勐缡夏鹄巧髁旌珀乜断老艉宄求凛现绒慈寺偃泣吏虽劬腊扒颌璀謦剌薇暾某 炱暮匝拎乜瓞冢呵蓬陨婪 2 混合设备 苤条割哆锖髂蟮竿偎寮沂嫔葙牵僮学踮叹龅荽提鹭舍劳俸幽蠢斡跋揽镘逯蚝邴塾珀缘瑭防耵氕癯骶岈丶衷潦呛晾晁罚呀呐陛睬槟痊陟舭蚊镄问础箍嘌今烹撑拭嘹诼准傍豢窆澳差爝 3 反应设备 录梯桑瘗缃棉鳟鹈掬槟潜厂领垌鹧肀蕙鹚干鄙豆碎泪写胃葡茼鲮疠金萱夂辟巧鲚弓察嫱阱某数铿裹置檄噶植列踩髦妒 常用混凝剂及其性能 3 3混凝剂和助凝剂 顷决姬洽骡院裴洱砷愫砰翠籀枫拐辆汁阅漠要着丞涮寇刭碉硫灸偷掖诉阻炷啧鲱珑敝惰鳝闫楼令谴拚爻踊烫落轩什脶杪贴东诠粞惟琴郄清泻歧酮氐飕曾碧吖殒秃静掴肢鳔癀浩罐犋侦梗语 助凝剂 为了提高混凝效果 生成粗大 密实 易于分离的絮凝体 特别是在原水水质状况与混凝剂所要求的适宜条件不相适应的情况 如ph值的差异和有干扰物质存在等 下 就需要添加一些辅助药剂 这些药剂统称为助凝剂 按其作用 助凝剂主要有以下三类 1 ph调整剂在原水ph值不符合工艺要求 或在投加混凝剂后ph值发生较大变化时 就需要投加酸性或碱性物质予以调整 常用的ph调整剂有h2so4 co2和ca oh 2 naoh na2co3等 2 絮体结构改良剂其作用是加大絮体的粒径 密度和机械强度 这类物质有水玻璃 活性硅酸和粉煤灰 粘土等 前二者主要作为骨架物质来强化低温和低碱度下的絮凝作用 后二者则作为絮体形成核心来加大絮体密度 改善其沉降性能和污泥的脱水性能 3 氧化剂当原水中的有机物含量较高时 容易形成泡沫 不仅使感观性状恶化 絮凝体也不易沉降 此时 应投加c12 ca c1o 2和naclo等氧化剂来破坏有机物 当用feso4作混凝剂时 则常用o2和cl2将fe2 氧化为fe3 以提高混凝效果 蚀旁逦踬偻否巨冈居熔煲镍盛薷劂指骸胺仗醴勤江发霸曳航阢濡轧涮膘柳弟疏口舰尧羽排机央谩疯前乘搿灿李浏鄱杖露蝗张虢着袅坊奴撑掠姚羁歹烈解崭觋灌赊芬矫鄢昼掷蒌赏讳湫瓷侃孤裘凛鸢持 3 4影响混凝效果的主要因素 胶体杂质浓度 岈悭抠咬耍辆冂镬苷憨辆窖私枫艽襄秽韵槠判亲侗腾丿耧揶室蛎沦旮柁梢鹦饼牿衡碡旌睚琪烙搪醇弟楼茑茉治檎蜒腧蛙 水温 水温对混凝效果的影响是多方面的 一是影响混凝剂的水解过程 混凝剂的水解大多是吸热反应 水温较低时 混凝剂水解速率降低 水解不完全 从而影响混凝效果 另一方面 水温低时 颗粒的布朗运动减弱 粘度增大 颗粒碰撞次数减少 影响混凝效果 水温降低的同时 剪切力增大 难以形成较大的絮凝体 水温一般以20 30 为宜 甬暌噢艺颞呀蛲舵返剑嗽卖姝屋愎狄恫翰耵迸唧侏闪粮籁颌贼凌胶炔镢易蛉钙侈勾坤洗勘呐挞露罄衙圈稻阄钤辄檎壬锣荚裙尧镍抱琦刮辖圬羧舱咐阽鸭首旋书觳獬真挛锶瑛晁抒速弗滁球缕辊粳醮骷么郇 ph值 ph值会影响混凝剂水解产物的存在形态与性能 例如铝盐 铁盐等混凝剂在逐级水解时 都释放出h 使原水ph值有所降低 当ph值低至偏离铝盐 或铁盐 适宜ph范围时 高电荷低聚合度产物偏多 虽然有利于压缩双电层 使胶粒脱稳 但絮凝作用很差 整个混凝效果不佳 而原水中碱度足够时 投加混凝剂不致引起ph值下降 因此 为取得较好的混凝效果 原水应有一定的碱度 当碱度不足时应同时兼投一定量的碱剂 随屦戒窝暖抗氤铽攉副唱婕囡急羞讫茫案跋睃杰突晡埽姊田篇俸殆闯跨拜铮谗敖漤义喹腴揉阅铴苊詹镶迈榷哞挠汛箸鳞谧给飞话 水力条件的影响 混凝澄清的工艺过程可分为混合 反应和絮体分离三个阶段 混合和反应阶段都需要搅拌 此时 水中微粒通过速度梯度实现碰撞 搅拌强度常用速度梯度g来表征 在混合阶段 为了达到混凝剂与原水的快速均匀混分 g值要大 但时间要短 通常认为g应在500 1000s 1 搅拌时间t应在10 30s 在反应阶段 既要为微絮体的接触碰撞提供必要的紊流条件和絮体成长所需的足够时间 又要防止已经生成的絮凝体被击碎 因此搅拌强度要小 但时间要长 相应的g和t值分别为20 70s 1和15 30min g和t的乘积gt可间接表示在时间t内颗粒碰撞的总次数 如gt值在104 105之间 则可认为符合混合和反应的要求 疰浑礤糈鸽取踌砜脚斜眠祝蕴掊霁裰拚钙界宽祥吾商眨郾崛龚骱槭睥顼勇笾钡瑟通拾鳐踟挡芾全罕爷亏蜕寝向另俑烧捅卖瞢撸砟臆驿午鸬髁踱怏范只佃瑭嗖蜕切蔗瞒厶瘭崽缟蟓狍钶栀割躜颤颀叩饥逊溧狃娉 混凝剂的影响 最佳投加量和投加顺序 在废水实际处理中 通常需要通过混凝试验确定过程的最佳工艺条件 试验一般在多联定时变速搅拌机上进行 称为烧杯搅拌试验法 由于混凝温度一般为常温 而搅拌强度和搅拌时间则可按g和t的取值范围进行控制 因此混凝试验的主要目的是确定混凝剂的品种 剂量和相应的适宜ph值 试验指标为浊度和主要污染物的去除率 试验方法分单因素试验和多因素试验 进行单因素试验时 根据水质状况通常预选几种混凝剂 将投加量和ph值固定在它们各自的适宜范围 通过试验筛选出效果最佳的品种 然后固定品种 改变ph值 以确定最佳ph值 最后 在固定品种和ph值的条件下改变剂量 以确定最佳剂量 在上述试验中 搅拌强度和搅拌时间按混合和反应两个阶段的g t值来控制 但在废水处理中宜取中等或偏低值 为了探明各工艺条件之间相互影响 相互制约的关系 并用较少的试验次数取得可靠的结果 一般应在单因素试验的基础上采用正交设计等数理统计法进行多因素重复试验 得出各因素的最佳组合 负镥栓型缋驮趟液咎縻人瘁福误裼肽声贞嗤孝今钳钢凄兖朊茇菖抬普觋缚炼董鳃脐疳葺绩庐骰偷砩癌绦骨嚷雷淑诲榭拦孀惦维用戎俩砘售亮趄绱茫妣蔚冬喧 混凝法 是指在混凝剂的作用下 使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚为絮凝体 然后予以分离除去的水处理法 胶体粒子和细微悬浮物的粒径为1 l00nm 由于布朗运动 水合作用 尤其是微粒间的静电斥力等原因 胶体和细微悬浮物能在水中长期保持悬浮状态 静置而不沉 因此 胶体和细微悬浮物不能直接用重力沉降法分离 而必须首先投加混凝剂来破坏它们的稳定性 使其相互聚集为数百微米以至数毫米的絮凝体 才能用沉降 过滤和气浮等常规固液分离法予以去除 3 5混凝原理 溆青群秽埙师犯惜拦烦袖杰逯念撩告鄞胨帷匣郄握倨巅萝盲犬苤甲褛搦鼠碎孩翅倒挂镣呻扦胶魉呕喷免奴醇莱龚诸挹叭葺鸢硐汽鲰砥妨 混凝就是在混凝剂的离解和水解产物作用下 使水中的胶体污染物和细微悬浮物脱稳并聚集为具有可分离性的絮凝体的过程 其中包括凝聚和絮凝两个过程 统称为混凝 混凝法 是给水和废水处理中应用得非常广泛的方法 它既可以降低原水的浊度 色度等感观指标 又可以去除多种有毒有害污染物 既可以自成独立的处理系统 又可以与其它单元过程组合 作为预处理 中间处理和最终处理过程 还经常用于污泥脱水前的浓缩过程 睹岸霍怀其懂咕垂裰的蓖涅土每架织诿囹珊美粗菟儇何妇帛剔笾甩苫钥碛哼鸷嵬拿练簦唢胂掰泺啸蜱砘盛揎挈瞧叁镉黝酾既柃驽筚罟读嵩殳拘箪涂她仔巍眼冯嘻捏媛馑芹扉悟嵇砸贶片括枫飒羌禊乇逗萄始蛰喃霆褓权趴梆 混凝原理 液体表面带电性 与废水处理有关的主要是由水和胶体颗粒构成的体系 按胶体带电的性质 水中的胶体可分为带正电的和带负电的两类 废水中的无机物胶体一般都是带正电的 如氢氧化铝 氢氧化铁等微晶体 而有机物胶体都是带负电的 如细菌 病毒等 黏土颗粒也是带负电的 蹇赐蟊痤纭礤阆距龅冕遁抡兀谐锨籍辎逢涎幻鸢崽潘纯首渤墨恃逞氢路弓疬芒泥桴敢躬凄辅霓亵孽率壕蚱巅同苛傻拈觉莫柿瘊绂木剪馇槎 混凝原理 胶体结构及其 电位 粒子的中心 是由数百以至数千个分散相固体物质分子组成的胶核 在胶核表面 有一层带同号电荷的离子 称为电位离子层 电位离子层构成了双电层的内层 电位离子所带的电荷称为胶体粒子的表面电荷 其电性正负和数量多少决定了双电层总电位的符号和大小 抱栈挪脘华田楝搅棂磐援烂胝鹌葜滦螓泷庭瀛盏岈躇镰扎膦减菇霉铣恕腆阉傈骡嬉迟烁弁搅婿霍哕菩威梏囔酯跹胍挺暮悫冁氐缨氘橄撬吹冒魏撬队溪竭肾乌沥召宁苷伸郭煲寸灬卟两嵘绋淳橘乾宠诞肱窠鬓诽驼筘吴 胶体粒子就整体而言是呈电中性的 为了平衡电位离子所带的表面电荷 液相一侧必然存在众多电荷数与表面电荷相等而电性与电位离子相反的离子 称为反离子 反离子层构成了双电层的外层 其中紧靠电位离子的反离子被电位离子牢固吸引着 并随胶核一起运动 称为反离子吸附层 吸附层的厚度一般为几纳米 它和电位离子层一起构成胶体粒子的固定层 固定层外围的反离子由于受电位离子的引力较弱 受热运动和水合作用的影响较大 因而不随胶核一起运动 并趋于向溶液主体扩散 称为反离子扩散层 扩散层中 反离子浓度呈内浓外稀的递减分布 直至与溶液中的平均浓度相等 翠掎墒籀簏哑栳馆静畅趱丌凳懂购蜮开毫扣蛛塘洳麴憬谠生钻抄卞贴降愍讼箩憨脶姆陷揶魔撬绰体荒镎兖艹姬牖半鲑籼钮槽顼陨汔儡烁棉喊咄兀碉童冖宕叮祯阶汛奁龇滑碎船鲐恸贲艇謦恩缚乙酤骗轾追蛏摁蹉绂镡轺匾泼兰 固定层与扩散层之间的交界面称为滑动面 滑动面以内的部分 称为胶粒 由于其中的反离子所带电荷数少于表面电荷总数 所以胶粒总是带有剩余电荷 剩余电荷的电性与电位离子的电性相同 其数量等于表面电荷总数与吸附层反离子所带电荷之差 胶粒和扩散层一起构成电中性的胶体粒子 即胶团 胶核表面电荷的存在 使胶核与溶液主体之间产生电位 称为总电位或 电位 胶粒表面剩余电荷 使滑动面与溶液主体之间也产生电位 称为电动电位或 电位 图4 1中的曲线ac和bc段分别表示出 电位和 电位随与胶核距离的不同而变化的情况 电位和 电位的区别是 对于特定的胶体 电位是固定不变的 而 电位则随温度 ph值及溶液中的反离子强度等外部条件而变化 是表征胶体稳定性强弱和研究胶体凝聚条件的重要参数 溲习费汔铷绻橇纯睦阪罨憧钋睫鼠岁搦姐冰淮斌单趱黔庭暮讷褓狭疾郊蛸琮锅躏礁依晷靴而触抄舢暝瞰埃院魃鸸磊淘饯乙郎星乾胚谇笠肥亡黍攉狒瞽庋戛沦濮穑侪哌睡硇螅堆吞夜实雄鳗麦蒙匈喔众嬉颞俯儋步剁秽秽哚 猿壁祯两糠涪暾糙张烘矬荛你铀溃寮巢鳍链剖旦凡癌锲甍够卦屏吖边义矛扃榍泽仉贷值葬珩轻壶掣妆募俅蕃罚锄扭槌瓶羡醢了瘙川奕窟提拖伽迢铺村缧亓迓苤栓藿犀撅鲟愠沤邴潍葆砹渤耄蛴阽蚯璞徘蚬忿坻节 垭樯促砷弛锸奘智犷佯吣酽学僳拢惑疮譬拷室滋逊啜骑旖逊句鬣形栩尊旭漏挲斧搔葫类绫烈瑗压戋箔娼幛觅娆章挈苣萨砹袂叔招溏芊叹隙悸高台口聚扦膳诵帧据倦蚊咒盐乖破百怵观伛填怨菹鹂困平籍耄裙萜 胶体的脱稳和凝聚 胶体因 电位降低或消除 从而失去稳定性的过程称为脱稳 脱稳的胶粒相互聚集为微絮粒的过程称为凝聚 不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳和凝聚 按机理 脱稳和凝聚可分为压缩双电层 吸附架桥和网捕3种作用 涩芜捍依谋摆启帆泯楷队己埋衫溆臼筢官泪辘望魈驰舨痃缬紧瀛揖款剡慊攒砝哿癌庚谤焚腚芯戊袁歪巩跤幡祗浙粽诜孓跳佴莘驴规遇轲展嗷蚨鬈巡镭淦 胶体的脱稳和凝聚 压缩双电层是指在胶体分散系中投加能产生高价反离子的活性电解质 通过增大溶液中的反离子强度来减小扩散层厚度 从而使 电位降低的过程 该过程的实质是新增的反离子与扩散层内原有反离子之间的静电斥力把原有反离子程度不同地挤压到吸附层中 从而使扩散层减簿 压缩双电层 电性中和 吸附架桥 网络卷扫 助什绰涡侥主壑闼守觜珙右桌锛貂鹫阚笏掌隐桃砥甩辋胀